Interaction cœur–cerveau : comment le cœur et le cerveau dialoguent

Qu’est-ce que l’interaction cœur–cerveau ?

Le cœur et le cerveau sont en contact permanent, dans les deux sens. Le cerveau ajuste la vitesse et la force des battements ; le cœur, en retour, lui renvoie un flux de signaux à chaque battement. Cette page explique les deux directions, ce que le cerveau fait des signaux du cœur, et où s’arrête la science et où commencent les idées reçues. Elle distingue trois choses souvent confondues : la physiologie établie, les modèles qui organisent les données et les affirmations sans fondement.

Comment cela fonctionne-t-il ?

Du cerveau vers le cœur. Le battement naît dans le stimulateur naturel du cœur, mais sa fréquence et sa force sont régulées par le système nerveux, les hormones et d’autres facteurs [S1]. Ce travail revient aux deux branches du système nerveux autonome : les nerfs sympathiques accélèrent le cœur, et le nerf vague le ralentit. Comme ce frein vagal agit vite, il façonne les variations d’un battement à l’autre que l’on mesure sous le nom de variabilité de la fréquence cardiaque (HRV, ou VFC).

Du cœur vers le cerveau. Le trafic circule aussi dans l’autre sens. Chaque fois que le cœur éjecte le sang, des capteurs de pression situés dans les grosses artères, les barorécepteurs, signalent au cerveau la force et le moment de ce battement ; entre les battements, ils se taisent [S2]. Avec d’autres fibres nerveuses sensitives venues du cœur, ces signaux fournissent au cerveau un compte rendu, battement par battement, de l’état du système cardiovasculaire. La respiration module elle aussi cette boucle : c’est pourquoi la fréquence cardiaque monte et descend à chaque respiration — le rythme cardiaque lié à la respiration.

Comment le mesure-t-on ?

Les réponses aux battements cardiaques. Lorsqu’on fait la moyenne de l’activité cérébrale autour de chaque battement, une petite réponse apparaît : le potentiel évoqué par le battement cardiaque. Les chercheurs l’utilisent pour étudier comment le cortex traite les signaux venus du cœur, et une revue a conclu qu’il ne peut constituer une mesure fiable que si les artefacts liés au champ électrique du cœur lui-même et au pouls sont soigneusement contrôlés [S3]. Une méta-analyse a observé que cette réponse augmente avec l’attention portée au battement et avec l’éveil, qu’elle diffère dans certains groupes cliniques et qu’elle est modérément liée à la capacité des personnes à percevoir leurs battements cardiaques ; mais elle a aussi averti que la fiabilité de ces effets est inconnue et qu’ils pourraient s’expliquer par des facteurs de confusion [S4].

Le moment dans le battement. Une seconde approche présente un stimulus soit pendant la contraction du cœur (systole), soit entre deux battements (diastole). Dans une étude, des visages apeurés étaient détectés plus facilement et jugés plus intenses pendant la systole, avec des réponses plus fortes de l’amygdale [S2]. Dans une autre, des touchers légers étaient moins souvent perçus et localisés pendant la systole [S5]. Le sens de l’effet dépend donc de la tâche : le battement semble accentuer certains signaux et en atténuer d’autres. Il s’agit dans les deux cas d’une seule étude de laboratoire.

Le lien entre ces signaux et la conscience du corps en général est traité sur la page consacrée à l’intéroception.

Qu’est-ce qui l’influence ?

• La respiration. La respiration modifie la fréquence cardiaque battement par battement et produit les plus grandes oscillations de la HRV, surtout lorsqu’elle est lente ; voir comment la respiration modifie la HRV.
• L’attention et l’éveil. Porter son attention sur ses battements cardiaques et être en état d’éveil modifient tous deux la réponse du cerveau aux battements [S4].
• Le moment dans le cycle cardiaque. Qu’un stimulus arrive pendant un battement ou entre deux battements peut changer la façon dont il est perçu, dans les tâches étudiées jusqu’ici [S2] [S5].
• Les maladies du cerveau ou du cœur. Une atteinte cérébrale aiguë peut perturber le contrôle du cœur, comme décrit plus bas [S16].

Que montrent les données ?

Établi. Le cœur contient son propre réseau de cellules nerveuses [S11].

Dépend du contexte. Le cerveau régule la fréquence et la force des battements par les nerfs autonomes et les hormones [S1], et les barorécepteurs signalent chaque battement au cerveau [S2]. Le potentiel évoqué par le battement cardiaque est une mesure de recherche utilisable lorsque les artefacts sont contrôlés [S3]. La cohérence physiologique — une oscillation régulière et harmonieuse du rythme cardiaque qui apparaît lorsqu’une respiration lente met en phase respiration, pression artérielle et fréquence cardiaque — est un profil mesurable [S12] ; le mécanisme est décrit sur la page respiration et HRV, et ce qui la distingue de la HRV elle-même est expliqué dans HRV ou cohérence.

Un modèle, pas une preuve : l’intégration neuroviscérale. Le modèle de l’intégration neuroviscérale propose que les réseaux cérébraux qui contribuent au contrôle de l’attention et des émotions — en particulier des voies inhibitrices allant du cortex préfrontal au tronc cérébral en passant par l’amygdale — ajustent aussi la fréquence cardiaque, et donc la HRV [S6]. Ses auteurs rapportent que les personnes dont la HRV d’origine vagale est plus élevée tendent à mieux réussir les tâches de fonctions exécutives liées au cortex préfrontal [S7]. Des synthèses plus larges trouvent un lien, mais faible : sur l’ensemble de nombreuses études, HRV et autorégulation ne montraient qu’une faible association, avec des résultats plus marqués dans les études publiées que dans les études non publiées, signe d’un biais de publication [S8] ; une méta-analyse d’études corrélationnelles a trouvé une faible association entre la HRV d’origine vagale et les fonctions exécutives [S9] ; et une revue systématique a jugé le nombre d’études trop faible pour bien comprendre cette relation [S10]. Ce sont des associations. Elles sont compatibles avec le modèle, mais elles ne montrent pas que la HRV soit la cause d’une meilleure pensée, ni qu’augmenter votre HRV l’améliorerait. Un lien aussi faible dit très peu de chose d’une personne donnée.

Émergent. Les effets du cycle cardiaque sur la perception proviennent d’études de laboratoire isolées, aux tâches différentes et aux effets de sens opposés [S2] [S5]. La signification du potentiel évoqué par le battement cardiaque pour la conscience du corps reste incertaine [S4].

Inconnu. Il n’a pas été montré qu’entraîner le rythme cardiaque modifie le fonctionnement du cerveau par ces voies. Les données sur les résultats de l’entraînement figurent sur la page consacrée au biofeedback de la HRV.

Le cœur a-t-il son propre cerveau ?

Le cœur possède bel et bien un système nerveux qui lui est propre : des cellules nerveuses sensitives, de liaison et motrices, qui communiquent avec des amas de neurones situés dans le thorax et restent sous l’influence du cerveau [S11]. Son rôle principal supposé est la coordination locale du battement, et même ce rôle est présenté comme une hypothèse par son principal chercheur [S11] ; une grande partie des détails provient de travaux sur l’animal. Parler de « petit cerveau » est une métaphore. Les versions populaires selon lesquelles le cœur aurait une pensée propre, réfléchirait ou détiendrait une intelligence sont une exagération sans aucune donnée à l’appui.

Le champ du cœur agit-il sur les autres ?

Une grande partie des contenus grand public sur la cohérence cardiaque vient du HeartMath Institute, dont les chercheurs décrivent des voies cœur–cerveau capables d’influencer l’activité cérébrale [S13] et avancent l’hypothèse que les champs magnétiques du cœur contribuent à synchroniser les rythmes cardiaques entre personnes [S14]. HeartMath vend des appareils de rétroaction de la cohérence, et l’idée du champ est présentée dans ses propres articles comme une hypothèse [S14]. Il n’est pas établi par des données indépendantes que le champ cardiaque d’une personne agisse sur le corps ou l’esprit d’une autre, pas plus que l’affirmation selon laquelle « le cœur pense ». La partie mesurable — un profil régulier du rythme cardiaque pendant une respiration lente — ne dépend d’aucune de ces deux idées.

Quand les liens cœur–cerveau comptent en médecine

Le lien est le plus net en cas de maladie. La cardiomyopathie de takotsubo (de stress) est un syndrome d’insuffisance cardiaque aiguë qui peut suivre un déclencheur émotionnel ou, plus souvent, physique [S15]. Après un AVC ischémique, les complications cardiaques, dont les arythmies, sont fréquentes dans les premiers jours, et un dérèglement du contrôle autonome exercé par le cerveau en est le mécanisme supposé [S16]. Ce sont des urgences médicales, pas des effets du stress quotidien.

Ce que cela ne vous dit pas

• Cela ne fait pas de la HRV un test d’intelligence ou de maîtrise de soi. Les liens sont faibles et corrélationnels [S8] [S9] ; une mesure isolée de HRV ne dit rien de votre façon de penser. Le tonus vagal ne peut pas être mesuré directement ; les mesures de la HRV comme la RMSSD reflètent les variations de la fréquence cardiaque d’origine vagale.
• Cela ne montre pas qu’augmenter la HRV améliore le cerveau. C’est une affirmation causale que les données neuroviscérales ne testent pas [S7] [S10].
• Un score de cohérence plus élevé n’est pas une lecture du cerveau. Il décrit le profil du rythme cardiaque pendant la respiration [S12], pas le fonctionnement préfrontal ni l’état émotionnel.
• Les effets du battement cardiaque sur la perception sont faibles, propres à chaque tâche et issus d’études isolées [S2] [S5] ; ce n’est pas un moyen d’affiner la perception au quotidien.

Dans ONDA

ONDA ne mesure ni l’activité cérébrale ni la connexion cœur–cerveau. ONDA affiche votre pouls en direct pendant une pratique, via la caméra de l’iPhone ou une Apple Watch. Un score de cohérence en direct, qui nécessite la montre, est le score de synchronisation propre à ONDA : il indique avec quelle régularité votre rythme cardiaque oscille avec votre respiration ; c’est un indicateur de retour, et non un biomarqueur clinique [S17]. ONDA ne pose aucun diagnostic. Voir ce que mesure ONDA.