Activité cérébrale et méditation

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La région surlignée montre le cortex cingulaire antérieur, une région du cerveau qui est activée pendant la méditation.

La méditation et ses effets sur l’activité cérébrale et le système nerveux central ont fait l’objet de recherches concertées en neurosciences, en psychologie et en neurobiologie dans la seconde moitié du XXe siècle. La recherche sur la méditation a cherché à définir et à caractériser différentes pratiques. L’effet de la méditation sur le cerveau peut être divisé en deux catégories : les changements d’état et les changements de traits, respectivement les altérations des activités cérébrales pendant l’acte de méditation et les changements qui sont le résultat d’une pratique à long terme.

La méditation de la pleine conscience est fréquemment étudiée, une approche de méditation bouddhiste que l’on trouve dans le Zen et le Vipassana.Jon Kabat-Zinn décrit la méditation de la pleine conscience comme une attention complète et impartiale au moment présent.

Changements d’état cérébral

Électroencéphalographie

L’électroencéphalographie (EEG) a été utilisée dans de nombreuses études comme méthode principale pour évaluer le cerveau méditant. L’électroencéphalographie utilise des sondes électriques placées sur tout le cuir chevelu pour mesurer l’activité électrique collective du cortex cérébral. Plus précisément, l’EEG mesure les champs électriques de grands groupes de neurones. L’EEG a l’avantage d’une excellente résolution temporelle et est capable de mesurer l’activité globale de portions ou du cortex entier à l’échelle de la milliseconde. Contrairement à d’autres méthodes basées sur l’imagerie, l’EEG n’a pas une bonne résolution spatiale et est plus approprié pour évaluer l’activité spontanée du cortex. Cette activité spontanée est classée en quatre grandes catégories selon la fréquence de l’activité, allant des ondes delta basse fréquence (< 4 Hz) que l’on trouve couramment pendant le sommeil aux ondes bêta (13-30 Hz) associées à un cerveau éveillé et alerte. Entre ces deux extrêmes se trouvent les ondes thêta (4-8 Hz) et les ondes alpha (8-12 Hz).

De nombreuses études sur la méditation de pleine conscience, évaluées par Cahn et Polich en 2006, ont établi un lien entre les ondes alpha de basse fréquence, ainsi que les ondes thêta, et la méditation. Des études beaucoup plus anciennes font état de résultats plus spécifiques, comme une diminution du blocage alpha et une augmentation de l’activité thêta spécifique du lobe frontal. Le blocage alpha est un phénomène où le cerveau actif, qui présente normalement une activité d’onde bêta, ne peut pas aussi facilement passer à une activité d’onde alpha souvent impliquée dans le rappel de mémoire. Ces résultats suggèrent que dans un état méditatif, une personne est plus détendue mais maintient une conscience aiguë. Toutefois, deux grands travaux d’examen exhaustif récents font état d’un contrôle et d’analyses statistiques médiocres dans ces premières études et indiquent que l’on ne peut qu’affirmer avec certitude qu’il existe une augmentation de l’activité des ondes alpha et thêta.

Neuroimagerie

L’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) est une autre méthode très utilisée pour étudier les changements d’état du cerveau méditant. L’IRMf détecte les augmentations subtiles du flux sanguin vers les régions du cerveau où l’activité métabolique est élevée. Ainsi, ces zones d’activité métabolique accrue indiquent quelles régions du cerveau sont actuellement utilisées pour traiter les stimuli présentés. Contrairement à l’EEG, l’avantage de l’IRMf est sa résolution spatiale, avec la possibilité de produire des cartes spatiales détaillées de l’activité cérébrale. Il souffre, cependant, dans la résolution temporelle et ne peut pas mesurer l’activité progressive, comme l’EEG, avec beaucoup de détails.

Découvertes topographiques

En tant que technologie relativement nouvelle, l’IRMf n’a été utilisée que récemment pour évaluer les changements d’état du cerveau pendant la méditation. Des études récentes ont montré une activité accrue dans le cortex cingulaire antérieur, le cortex frontal et le cortex préfrontal, en particulier dans la zone préfrontale dorsale médiane pendant la méditation Vipassana. De même, le cortex cingulaire et les zones du cortex frontal ont montré une activité accrue pendant la méditation zen. Les deux études commentent la possibilité que ces résultats puissent indiquer un état de contrôle volontaire accru de l’attention pendant la méditation de pleine conscience. Les travaux de Cahn et Chiesa indiquent que ces résultats indiquent une cohérence dans l’effet de la méditation sur ces régions du cerveau, citant une multitude d’autres études couvrant d’autres disciplines méditatives, mais mentionnent le besoin de recherches plus approfondies et de meilleurs contrôles.

Étude sur la méditation et l’émotion

La revue de Cahn note également des conclusions décrivant un état émotionnel accru des méditants. Une étude plus complexe, menée en 2008 par Lutz et al. s’est concentrée sur la réponse émotionnelle pendant la méditation. Les résultats de l’IRMf indiquaient une activité accrue dans le cortex cingulaire, mais aussi dans l’amygdale, la jonction temporo-pariétale et le sillon temporal supérieur postérieur droit en réponse aux sons émotionnels. Les auteurs de cette étude croient que cela indique une plus grande sensibilité à l’expression émotionnelle et à l’émotion positive en raison des circuits neuronaux activés.

Changements dans le cerveau dus à la pratique prolongée

Électroencéphalographie

Tout comme la recherche sur les changements d’état des fonctions cérébrales, les études plus anciennes font des allégations plus spécifiques sur les changements de traits chez les méditants que chez les non-méditants. Les changements de l’onde alpha ont été indiqués comme étant un trait, ainsi qu’un phénomène d’état. Des études ont rapporté une augmentation des fréquences spécifiques exprimées dans la plage alpha, une augmentation de la puissance de la bande alpha et un ralentissement général (réduction de la fréquence) de l’activité EEG chez les méditants expérimentés par rapport aux méditants moins expérimentés pendant la méditation. Le phénomène de blocage alpha, observé comme un changement d’état de la fonction cérébrale, a également été étudié comme un changement possible des caractères. Une étude qui a examiné diverses techniques de méditation a tenté de montrer que le blocage alpha était affecté par la pratique à long terme de la méditation en testant la réponse aux stimuli auditifs. Les travaux d’examen, cependant, commentent les résultats incohérents ainsi que l’absence de résultats répétés dans cette étude et dans d’autres études. Ils font également remarquer que, comme pour les observations des changements d’état cérébral, on ne peut faire que des affirmations générales sur les changements de traits cérébraux : il existe un certain changement dans le profil électroencéphalographique, mais avec une certaine incohérence. Il est également important de noter que ces changements de traits ont été observés pendant la méditation, et bien qu’ils indiquent que le profil électroencéphalographique d’un praticien est modifié par la pratique de la méditation, ces études EEG n’ont pas encore montré de changements dans le cerveau non médical, même chez les méditants expérimentés.

La région rouge du cerveau montre l’hippocampe, dont l’activité a été augmenté pendant la méditation par des méditants expérimentés.

Neuroimagerie

Des modifications des traits cérébraux ont également été observées dans des études de neuroimagerie, le plus souvent à l’aide de l’IRMf. Dans une méta-analyse de 21 études de neuroimagerie, huit régions du cerveau ont été constamment modifiées, y compris des zones clés pour la méta-sensibilisation (cortex frontopolaire/zone de Brodmann 10), la conscience corporelle exterceptive et interceptive (cortex sensoriel et cortex insulaire), la consolidation et reconsolidation de la mémoire (hippocampe), la régulation des émotions (cortex antérieur et cortex orbitofrontal), la communication intra et interhemisphérique (fascicule longitudinal supérieur) ; corpus callosum) Ces changements se distinguent par l’augmentation de la densité dans les régions de la matière grise et les voies de la substance blanche dans le cerveau des individus qui méditent par rapport à ceux qui ne le font pas. De toutes les régions ayant fait l’objet d’un rapport, un plus grand nombre de changements structurels ont été observés dans l’hémisphère gauche.

Il existe également des preuves suggérant que la méditation joue un rôle protecteur contre la réduction naturelle du volume de matière grise associée au vieillissement. Une étude a trouvé des preuves que les méditants zen ont connu un taux de déclin plus lent, lié à l’âge, du volume de matière grise cérébrale chez les putamen, ce qui joue un rôle dans l’apprentissage, la flexibilité cognitive et le traitement attentionnel, ce qui pourrait suggérer une meilleure attention chez les méditants âgés que chez les non-méditants.

Les pratiquants de méditation à long terme ont également démontré une plus grande tolérance à la douleur. Cet effet a été corrélé à une altération de la fonction et de la structure des cortex somatosensoriels et à une capacité accrue de découpler les régions du cerveau associées à l’évaluation cognitive de la douleur (cortex cingulaire antérieur et cortex préfrontal dorsolatéral).

Les changements d’état cérébral que l’on trouve chez les méditants se trouvent presque exclusivement dans les cortex exécutifs et associatifs d’ordre supérieur. Ceci soutient l’idée que la méditation augmente l’autorégulation et l’attention. Des études récentes ont également examiné comment ces changements peuvent modifier la fonctionnalité et la connectivité du réseau de mode par défaut, qui est un réseau hypothétique de régions du cerveau qui sont actives lorsqu’une personne est engagée dans des tâches internes comme la rêverie.

Validité des constatations

Dans la méta-analyse effectuée par Fox et al., plusieurs sources de biais ont été indiquées, ce qui remet en question la validité des études de méditation qui utilisent la neuroimagerie. Fox et coll. suggèrent qu’un biais de publication pourrait mener à une surdéclaration des résultats importants. Malgré cela, Fox et al. ont trouvé des « différences constantes dans le cortex préfrontal et les régions de conscience corporelle » dans « les zones clés de la méta-conscience…, la conscience corporelle exterceptive et interceptive…, la consolidation et la reconsolidation de la mémoire…, la régulation de soi et des émotions…, la communication intra et inter hémisphérique… » et ces changements étaient significatifs avec une taille moyenne globale « moyenne » de l’effet moyen et de « différences constantes et moyennes en structure du cerveau ».

D’autres recherches seront nécessaires avant de pouvoir tirer des conclusions définitives.

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