Variabilité de la fréquence cardiaque, Biofeedback, Connexion corps-Esprit, Axe cœur-Cerveau, Mémoire épisodique à long terme, Pensée future, Contrôle cognitif, Processus de référence à soi, Réalité virtuelle, Renforcement cognitif

Le corps et l'esprit sont intimement liés, car les états physiques influencent la cognition tandis que les efforts cognitifs entraînent une régulation physiologique. La variabilité de la fréquence cardiaque (HRV) est la fluctuation naturelle de la fréquence cardiaque qui reflète ces processus de régulation contrôlés par les branches sympathique et parasympathique du système nerveux autonome. La HRV est un biomarqueur essentiel de l'activité autonome et des interactions entre le cerveau et le cœur, et elle est également liée aux fonctions cognitives qui sous-tendent l'autorégulation. Il existe un lien supposé entre la HRV à médiation parasympathique (vagale) et la cognition, sous l'impulsion de régions corticales et sous-corticales du cerveau, principalement le cortex préfrontal, qui régulent les réponses autonomes et comportementales. Un tel lien a été établi de manière convaincante pour le contrôle cognitif, qui soutient le comportement orienté vers un but. Néanmoins, les associations ont été fondées sur des mesures relativement basiques (corrélation globale avec la HRV mesurée au repos) et n'ont pas été systématiquement étendues à des fonctions cognitives autres que le contrôle cognitif ou émotionnel. Un certain nombre de processus cognitifs font appel à des régions cérébrales qui sont également impliquées dans le contrôle autonome. Pourtant, les recherches antérieures ont négligé les fonctions cognitives de haut niveau liées au contrôle cognitif et au traitement de l'information en référence à soi, comme la mémoire épisodique et les pensées épisodiques dirigées vers le futur. Des résultats préliminaires suggèrent que l'utilisation du biofeedback de la HRV, une technique d'entraînement à l'autorégulation qui améliore la HRV à médiation vagale, peut conduire à une amélioration du contrôle cognitif. Cependant, il existe encore peu de preuves pour étayer l'idée qu'une augmentation de la HRV à médiation vagale produit les effets souhaités. Basé sur la théorie neuroviscérale du contrôle autonome et de la cognition et un nombre insuffisant d'études examinant l'effet du biofeedback sur les fonctions cognitives de haut niveau et sa corrélation avec les changements de HRV, cette thèse vise à explorer les avantages cognitifs du biofeedback de la HRV et à étudier l'interaction corps-esprit du système nerveux autonome avec la mémoire et la pensée orientée vers le passé ou le futur par le biais du contrôle cognitif et des processus de référence à soi. Un biofeedback et des évaluations cognitives ont été implémentés en réalité virtuelle immersive afin d'accroître la robustesse et le contrôle de l'expérience. Trois expériences randomisées et contrôlées par placebo ont été menées auprès de jeunes adultes en bonne santé. Une première étude longitudinale a exploré l'effet du biofeedback de la HRV sur le contrôle cognitif et la mémoire épisodique en référence à soi, démontrant un bénéfice qui a persisté au-delà de la période d'entraînement et a été associé au degré de stimulation HRV pendant l'entraînement. Dans les deuxième et troisième études, le biofeedback de la HRV a été intégré pour la première fois à des tâches cognitives en une seule session afin d'étudier comment la stimulation HRV pendant le traitement cognitif influence la mémoire déclarative à long terme et la pensée orientée vers le passé ou le futur. Les performances de discrimination mnésique (« Vrai / Faux ») et les propriétés de la mémoire épisodique (autobiographique) et de la pensée future épisodique ont été examinées pour évaluer le traitement en référence à soi et le contrôle cognitif de la mémoire et de la pensée. En résumé, les résultats de l'étude valident le modèle d'intégration neuroviscérale et la théorie du réservoir vagal, ce qui permet de mieux comprendre comment le contrôle autonome affecte les fonctions cognitives (de haut niveau) et comment le biofeedback de la HRV peut les améliorer.