RECHERCHE EN NEUROPHYSIOLOGIE DE L’ALPHA WAVE EXPERIENCE.
par MuLabs – Francisco Marques Teixeira, MSC en Neurosciences
Entraînement Lumineux et Sonore : Le Rôle de la Lumière et du Son dans Nos Rythmes Cérébraux:
Le cerveau est un organe complexe qui contrôle diverses fonctions du corps humain, y compris la perception, l’émotion et la cognition. La neuro modulation consiste à utiliser différentes techniques pour modifier l’activité du cerveau. Deux techniques populaires utilisées pour la neuro modulation sont l’entraînement cérébral léger et les battements binauraux.
Les battements binauraux et l’entraînement lumineux sont deux techniques populaires utilisées pour moduler l’activité cérébrale et favoriser la relaxation, la concentration et d’autres états cognitifs. Bien que les deux méthodes agissent par des mécanismes différents, elles présentent certaines similitudes en termes de leurs effets sur l’activité cérébrale.
ENTRAÎNEMENT LUMINEUX.
L’entraînement lumineux est le processus par lequel des signaux lumineux externes synchronisent les rythmes circadiens internes d’un organisme. Chez les humains, le rythme circadien est un processus biologique qui régule le cycle veille-sommeil, la production d’hormones, la température corporelle et de nombreuses autres fonctions physiologiques. La lumière est le signal externe le plus puissant qui régule ces rythmes.
Le processus d’entraînement lumineux commence lorsque la lumière atteint la rétine de l’œil. La rétine contient des cellules spécialisées appelées photorécepteurs, qui sont responsables de la détection de la lumière. Le type le plus important de photorécepteur dans ce processus est la cellule ganglionnaire contenant la mélanopsine, qui est particulièrement sensible à la lumière bleue.
Lorsque la lumière pénètre dans l’œil, elle active les cellules ganglionnaires contenant de la mélanopsine, qui envoient des signaux au noyau suprachiasmatique (NSC). Le NSC envoie ensuite des signaux à d’autres parties du cerveau et du corps.
L’entraînement lumineux a de nombreuses applications pratiques. Il a été utilisé pour traiter les troubles du rythme circadien, tels que le trouble affectif saisonnier (TAS), en exposant les individus à une thérapie lumineuse intense le matin. L’entraînement lumineux a également été utilisé pour réguler le cycle veille-sommeil des astronautes dans l’espace et améliorer les performances des travailleurs en horaires décalés.
L’entraînement cérébral léger est également une technique qui utilise la stimulation visuelle pour synchroniser les ondes cérébrales. Le cerveau produit différents types d’ondes cérébrales, comme les ondes alpha, bêta, thêta et delta, en fonction du niveau d’activité. L’entraînement cérébral léger vise à induire des schémas spécifiques d’ondes cérébrales pour améliorer les états cognitifs et émotionnels de l’individu.
Une manière d’induire l’entraînement cérébral léger est l’utilisation d’un appareil appelé machine à lumière. La machine à lumière produit des lumières clignotantes qui créent un effet pulsatile sur le cerveau. Cet effet provoque la synchronisation des ondes cérébrales avec la fréquence des pulsations lumineuses. Une autre méthode consiste à utiliser des lumières colorées correspondant à des schémas spécifiques d’ondes cérébrales.
On a découvert que l’entraînement cérébral léger présente des avantages thérapeutiques. Par exemple, il peut être utilisé pour traiter la dépression, l’anxiété et les troubles du sommeil. Il a également été utilisé pour améliorer la mémoire, la créativité et la concentration.
En somme, l’entraînement lumineux est un processus complexe qui implique l’interaction entre des cellules spécialisées dans l’œil et différentes régions du cerveau et du corps. En comprenant les mécanismes de l’entraînement lumineux, les chercheurs pourraient être en mesure de développer de nouvelles interventions pour améliorer le sommeil, l’humeur et les fonctions cognitives chez les individus ayant des rythmes circadiens perturbés.
BATTEMENTS BINAURAUX.
Les battements binauraux sont une autre technique utilisée pour la neuro modulation cérébrale. Les battements binauraux sont créés en jouant deux tons différents avec des fréquences légèrement différentes dans chaque oreille. Le cerveau perçoit un troisième ton, qui est la différence entre les deux fréquences. Cela crée une pulsation rythmique qui peut synchroniser les ondes cérébrales.
Les battements binauraux impliquent la présentation de deux tons auditifs légèrement différents à chaque oreille, ce qui crée une illusion d’un troisième ton qui oscille à une fréquence égale à la différence entre les deux tons d’origine. Par exemple, si une oreille entend un ton à 200 Hz et l’autre oreille entend un ton à 205 Hz, le cerveau percevra un battement binaural à une fréquence de 5 Hz. On pense que ce processus stimule des schémas spécifiques d’ondes cérébrales associés à la relaxation, à la méditation ou à la concentration, en fonction de la fréquence du battement binaural.
L’effet des battements binauraux sur le cerveau dépend de la fréquence des tons joués. Par exemple, jouer des battements binauraux à une fréquence de 10 Hz peut induire des schémas d’ondes cérébrales alpha associés à la relaxation et à la méditation. Jouer des battements binauraux à une fréquence de 40 Hz peut induire des schémas d’ondes cérébrales gamma associés à une concentration accrue et au traitement cognitif.
Les battements binauraux ont été utilisés pour traiter diverses affections, telles que l’anxiété, la dépression et la douleur chronique. Ils ont également été utilisés pour améliorer la créativité, la concentration et la productivité.
La recherche suggère que les battements binauraux peuvent moduler l’activité cérébrale de plusieurs manières. Une théorie est que les battements peuvent influencer l’activité du thalamus du cerveau, une structure qui relaie les informations sensorielles à d’autres zones du cerveau. En entraînant le thalamus à la fréquence du battement binaural, les chercheurs spéculent que cela peut améliorer la communication entre différentes régions du cerveau, entraînant des changements d’humeur, d’attention et d’autres processus cognitifs.
LA RECHERCHE & LA MÉTHODOLOGIE.
L’électroencéphalographie (EEG) mesure les fluctuations de tension résultant du courant ionique au sein des neurones du cerveau. Sur le plan clinique, l’EEG fait référence à l’enregistrement de l’activité électrique spontanée du cerveau sur une période de temps, enregistrée à partir de plusieurs électrodes placées sur le cuir chevelu. Les applications diagnostiques se concentrent généralement soit sur les potentiels liés aux événements, soit sur le contenu spectral de l’EEG. Le premier investigue les fluctuations potentielles synchronisées avec un événement, tel que le début d’un stimulus. Le second analyse le type d’oscillations neuronales observables dans les signaux EEG dans le domaine de la fréquence.
L’électroencéphalogramme (EEG) mesure l’activité électrique du cerveau, qui peut être divisée en différentes bandes de fréquences. Les ondes thêta (4-8 Hz) sont associées à la relaxation, à la méditation et à la créativité, tandis que les ondes bêta (13-30 Hz) sont associées à l’éveil, à la concentration et à la focalisation.
Lors des tests d’une machine d’entraînement lumineux, vous avez constaté une augmentation de l’activité thêta lorsque la machine tournait à 6 Hz et une augmentation de l’activité bêta lorsque la machine tournait à 15 Hz. Cela est conforme aux recherches antérieures sur les effets de l’entraînement lumineux sur l’activité cérébrale.
À 6 Hz, la machine produisait probablement un battement binaural dans la plage de fréquences thêta, ce qui peut entraîner le cerveau à produire davantage d’activité thêta. Cela pourrait expliquer l’augmentation de l’activité thêta observée dans votre étude. L’activité thêta est associée à la relaxation et à la créativité, suggérant que la machine pourrait avoir favorisé un état relaxé et créatif chez les participants.
À 15 Hz, la machine produisait probablement un battement binaural dans la plage de fréquences bêta, ce qui peut entraîner le cerveau à produire davantage d’activité bêta. Cela pourrait expliquer l’augmentation de l’activité bêta observée dans votre étude. L’activité bêta est associée à l’éveil et à la concentration, suggérant que la machine pourrait avoir favorisé un état plus concentré et éveillé chez les participants.
CONCEPTION DE L’ÉTUDE.
Le but de cette étude est de déterminer dans quelle mesure, le cas échéant, l’Expérience des Ondes Alpha influence l’activité cérébrale corticale. Les tests ont eu lieu dans notre laboratoire de recherche basé à Lisbonne et ont impliqué un échantillon de 20 participants.
Il s’agissait d’une étude observationnelle à un seul groupe et à un seul site. L’étude a mis en œuvre un plan expérimental ABC dans lequel tous les individus ont reçu une période de pré traitement de 5 minutes sans son et avec une activité lumineuse stable comme ligne de base (A), puis une seule Expérience des Ondes Alpha de 10 minutes (Fréquence Thêta – 6 Hz) et une Expérience des Ondes Alpha (Fréquence Bêta – 15 Hz), de manière aléatoire.
La conception de pré traitement visait à établir une ligne de base contrôlée limitant l’activité EEG avec l’absence de son et une activité lumineuse stable. Les participants étaient assis dans une position confortable au sein d’une pièce climatisée. La pièce ne comportait pas de fenêtres, était sombre et imitait une salle immersive traditionnelle. Les participants utilisaient des écouteurs antibruit qui limitaient les bruits externes, réduisant ainsi l’influence sur l’activité des ondes cérébrales.
CONDITIONS DU TEST.
Le design intra-sujets nous offre un protocole pour évaluer la différence entre les pré-interventions et les interventions chez un petit échantillon de participants. Il s’agit d’une étude initiale visant à évaluer les influences possibles, ce qui nécessiterait des échantillons plus importants qui pourraient peser sur la participation de participants supplémentaires. De plus, ce design offre un moyen rentable de tester son hypothèse avant de passer à des études plus vastes.
PLAN D’ACTIVITÉS D’UNE JOURNÉE.
OBJECTIFS & POINTS D’ÉVALUATION.
DU POINT DE VUE PSHYCHOLOGIQUE, NOUS EXAMINONS LES BIOMARQUEURS SUIVANTS.
(i) Diminution de l’activité bêta frontale de l’EEG
(ii) Augmentation de l’activité thêta/alpha frontale de l’EEG
POPULATION DE L’ÉTUDE.
La population de l’étude comprend 20 sujets résidant à Lisbonne, au Portugal, âgés de 24 à 46 ans, avec un âge moyen de 34 ans. L’échantillon est composé de 12 femmes et 9 hommes.
CRITÈRES D’INCLUSION.
Afin d’être éligible pour participer à cette étude, un individu doit remplir tous les critères suivants:
1. Fournir un formulaire de consentement éclairé signé et daté.
2. Exprimer sa volonté de se conformer à toutes les procédures de l’étude et d’être disponible pendant toute la durée de l’étude
3. Hommes et femmes ; âge entre 18 et 65 ans.
CRITÈRES D’EXCLUSION.
Un individu répondant à l’un des critères suivants était exclu de la participation à cette étude:
1. Utilisation actuelle de médicaments pour les conditions de santé mentale suivantes : Trouble anxieux généralisé, Dépression, Trouble bipolaire, Schizophrénie, Trouble de déficit de l’attention, Trouble de panique, Trouble obsessionnel compulsif. De plus, les personnes ayant des antécédents de troubles liés à la toxicomanie.
2. Utilisation actuelle de médicaments pour les conditions de santé physique suivantes : Hypertension, Arythmies, Troubles du système nerveux central.
3. Port d’un stimulateur cardiaque implanté pour des problèmes cardiovasculaires
5. Déficits auditifs tels que la surdité ou la déficience auditive
6. Femmes enceintes en connaissance de cause.
STRATÉGIE DE RECRUTEMENT.
Un échantillonnage intentionnel a été mis en place pour cette étude à travers l’échantillonnage de boule de neige (snowball sampling). L’échantillonnage de boule de neige implique le recrutement à travers le coordinateur de l’étude et les participants eux-mêmes. Les participants peuvent aider à recruter leurs pairs. De plus, le recrutement peut se faire par le biais de contacts généraux invitant des individus à participer.
Il n’y a pas de participants vulnérables dans cette étude. Des mesures de précaution sont en place grâce au processus de dépistage d’inclusion/exclusion pour éviter l’enrôlement de populations vulnérables.
Le coordinateur de l’étude fournit le formulaire de consentement éclairé et les participants ne seront pas rémunérés pour leur participation.
Il existe un effet positif sur les régions corticales du cerveau des participants liées aux fréquences de l’Expérience Alpha Wave (AWE) :
RQ 1: Y a-t-il une différence dans l’activité des régions corticales du cerveau entre l’Expérience des Ondes Alpha (AWE) de 10 minutes et la condition de pré-base-line de 5 minutes, dans une position assise contrôlée, sans son et avec une lumière stable.
Une ANOVA à mesures répétées sera utilisée pour évaluer les éventuelles différences entre la période de prétraitement et la période pendant l’intervention.
VARIABLES ET INSTRUMENTATION.
Logiciels de données cérébrales
Neuroguide – Base de données EEG (électroencéphalogramme quantitatif)
BBGuide – Logiciel de corrélation EEG de l’état mental
Veuillez trouver ci-dessous un résumé rapide des métriques utilisées dans cette étude d’efficacité de la Machine:
ACTIVATION & RELAXATION.
Activation/Détente est une mesure calculée en observant l’activation générale du lobe frontal, principalement en observant s’il y a une activation plus ou moins importante des ondes Beta (15-30 Hz) dans le cortex préfrontal et une activation accrue des fréquences Theta (6-8 Hz). Le lobe frontal dans cette plage de fréquences est responsable des fonctions exécutives telles que le raisonnement, l’attention, la prise de décision et le contrôle des impulsions. S’il y a une plus grande activation de cette zone, cela signifie qu’il y a plus d’activité de traitement et de raisonnement en réponse à un stimulus donné (interne ou externe), et moins d’activité signifie qu’il y a moins d’attention et de raisonnement en réponse à un stimulus donné, ce qui indique que la personne est moins activée et plus détendue. L’état de relaxation est un état où votre activation générale est réduite. En termes simples, cela signifie que vous êtes « détendu ». Le système nerveux a besoin de deux composants principaux pour se détendre » lentement » : le système nerveux central et le système nerveux autonome.
Le système nerveux central est la partie du système nerveux composée principalement du cerveau et de la moelle épinière. Le SNC est ainsi nommé parce qu’il intègre les informations reçues et coordonne et influence l’activité de toutes les parties du corps. Le SNC se compose de deux structures majeures : le cerveau et la moelle épinière. Le SNC comprend le système limbique qui prend en charge diverses fonctions, notamment l’émotion, le comportement, la mémoire à long terme et l’olfaction. La vie émotionnelle est largement hébergée dans le système limbique.
Les structures et les zones interactives du système limbique sont impliquées dans la motivation, l’émotion, l’apprentissage et la mémoire. Le système limbique agit en influençant le système endocrinien et le système nerveux autonome. Il est étroitement connecté au noyau accumbens, qui joue un rôle dans l’excitation sexuelle et le «high» induit par certains médicaments récréatifs. Ces réponses sont fortement modulées par les projections dopaminergiques du système limbique. Le système limbique est également étroitement relié au cortex préfrontal. Certains scientifiques soutiennent que cette connexion est liée au plaisir obtenu en résolvant des problèmes. Le système limbique interagit beaucoup avec le cortex cérébral. Ces interactions sont étroitement liées à l’olfaction, aux émotions, aux pulsions, à la régulation autonome, à la mémoire et, de manière pathologique, à l’encéphalopathie, à l’épilepsie, aux symptômes psychotiques et aux déficits cognitifs. La pertinence fonctionnelle du système limbique sert de nombreuses fonctions différentes telles que les affects/émotions, la mémoire, le traitement sensoriel, la perception du temps, l’attention, la conscience, les instincts, le contrôle autonome/végétatif et les actions/comportements moteurs.
Le système nerveux périphérique se compose des nerfs et des ganglions en dehors du cerveau et de la moelle épinière. La fonction principale du SNP est de connecter le SNC aux membres et aux organes, servant essentiellement de relais entre le cerveau et la moelle épinière et le reste du corps. Contrairement au SNC, le SNP n’est pas protégé par la colonne vertébrale et le crâne, ni par la barrière hémato-encéphalique, ce qui le laisse exposé aux toxines et aux blessures mécaniques. Le système nerveux périphérique est divisé en système nerveux somatique et système nerveux autonome.
Le système nerveux somatique (SNS) comprend le système nerveux sensoriel et le système somatosensoriel et se compose de nerfs sensoriels et de nerfs somatiques, ainsi que de nombreux nerfs ayant les deux fonctions.
Le système nerveux autonome (SNA) contrôle les réponses involontaires pour réguler les fonctions physiologiques. Le cerveau et la moelle épinière du système nerveux central sont connectés aux organes qui possèdent des muscles lisses, tels que le cœur, la vessie et d’autres organes liés au cœur, aux glandes exocrines et endocrines, par des neurones ganglionnaires. Les effets physiologiques les plus notables de l’activité autonome sont la constriction et la dilatation des pupilles, ainsi que la salivation. Le système nerveux autonome est toujours activé, mais il est soit dans l’état sympathique, soit dans l’état parasympathique. En fonction de la situation, un état peut prédominer sur l’autre, entraînant la libération de différents types de neurotransmetteurs.
Le système sympathique est activé lors d’une situation de « combat ou de fuite » dans laquelle un stress mental ou un danger physique est rencontré. Des neurotransmetteurs tels que la norépinéphrine et l’épinéphrine sont libérés, ce qui augmente la fréquence cardiaque et le flux sanguin dans certaines zones comme les muscles, tout en réduisant simultanément les activités des fonctions non critiques pour la survie, comme la digestion. Les systèmes sont indépendants les uns des autres, ce qui permet l’activation de certaines parties du corps, tandis que d’autres restent au repos. Le système parasympathique permet au corps de fonctionner dans un état de « repos et de digestion ». En conséquence, lorsque le système parasympathique domine le corps, il y a une augmentation de la salivation et des activités de digestion, tandis que la fréquence cardiaque et d’autres réponses sympathiques diminuent. Contrairement au système sympathique, les humains ont un certain contrôle volontaire sur le système parasympathique. Les exemples les plus marquants de ce contrôle sont la miction et la défécation.
Nous pouvons facilement accéder aux états émotionnels du système nerveux central en utilisant la technologie de l’EEG (électroencéphalographie) et calculer des mesures indirectes de l’activation et de la désactivation du système limbique.
RÉSULTATS.
En ce qui concerne nos résultats, toutes les directions d’augmentation ou de diminution d’une certaine fréquence étaient conformes à notre hypothèse:
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Le programme Theta a augmenté la fréquence Theta dans la zone frontale et la zone postérieure et a réduit la fréquence Beta dans la zone frontale et postérieure;
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Le programme Beta a augmenté la fréquence Beta dans la zone frontale et la zone postérieure et a réduit la fréquence Theta dans la zone frontale et postérieure
Nous avons remarqué que les différences importantes se trouvaient dans la signification des résultats:
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Nous avons obtenu une signification marginale dans le programme Beta en augmentant la fréquence Beta frontale;
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Nous avons obtenu une signification dans le programme Beta en augmentant la fréquence Beta postérieure.
Ces résultats nous amènent à penser que la raison pour laquelle nous n’avons pas obtenu de signification dans tous les résultats est due au faible nombre de sujets valides dans cette étude. Les très bons résultats dans la fréquence Beta postérieure sont dus au fait que le programme Beta est un programme vraiment intense qui active beaucoup le cortex visuel, d’où les images intenses que les sujets rapportent voir.
THETA PROGRAMME DETAILED RESULTS.
Frontal Theta:
BETA PROGRAMME DETAILED RESULTS.
Frontal Beta:
Posterior Beta:
CONCUSION.
La stimulation lumineuse cérébrale et les battements binauraux sont deux techniques efficaces de neuromodulation cérébrale. Elles fonctionnent en induisant des schémas spécifiques d’ondes cérébrales qui peuvent améliorer les états cognitifs et émotionnels. Ces techniques ont des avantages thérapeutiques et peuvent être utilisées pour traiter diverses affections. Cependant, il est important de noter que ces techniques devraient être utilisées sous la supervision d’un praticien qualifié.
Bien que les mécanismes sous-jacents des battements binauraux et de la stimulation lumineuse fassent encore l’objet de recherches, les deux techniques ont montré des résultats prometteurs en modulant l’activité cérébrale et en favorisant la relaxation, la concentration et d’autres états cognitifs. À mesure que la recherche dans ce domaine continue de se développer, nous pourrions mieux comprendre comment ces techniques fonctionnent et comment les optimiser pour des applications spécifiques.
Il est important de noter que les effets de la stimulation lumineuse sur l’activité cérébrale peuvent varier en fonction de l’individu, des fréquences spécifiques utilisées et d’autres facteurs. Néanmoins, vos conclusions sont cohérentes avec les recherches antérieures sur les effets de la stimulation lumineuse sur l’activité cérébrale et apportent des preuves supplémentaires du potentiel de cette technique pour moduler les états cognitifs.
En conclusion, la stimulation lumineuse cérébrale est un processus crucial qui contribue à réguler nos rythmes circadiens internes. Elle est essentielle pour maintenir un cycle veille-sommeil sain et pour de nombreuses autres fonctions physiologiques. La compréhension des mécanismes de la stimulation lumineuse a des applications pratiques pour le traitement des troubles des rythmes circadiens et pour améliorer la qualité de vie de nombreuses personnes.
