Réduire l'anxiété et le stress gr?ce au feedback pupillaire

Nos pupilles sont le reflet de notre état d'excitation : Elles se dilatent lorsque nous sommes tendus, stressés ou même paniqués, et se rétrécissent lorsque nous nous calmons. Une zone d'environ 15 millimètres dans le cerveau en est notamment responsable : le locus caeruleus du tronc cérébral. Cette zone située en profondeur dans le cerveau régule notre état d'excitation par le biais du neurotransmetteur noradrénaline.

Jusqu'à présent, on ne savait pas si les informations sur la taille de la pupille pouvaient également être utilisées pour influencer consciemment les centres d'excitation du cerveau. Des chercheurs de l'ETH Zurich montrent désormais dans une nouvelle étude que c'est effectivement possible : "Avec un biofeedback approprié, les gens peuvent mieux apprendre à contr?ler leur état d'excitation par des techniques de relaxation et d'activation mentales", explique Nicole Wenderoth, professeure de contr?le du mouvement neuronal à l'ETH Zurich.

Les résultats de l'étude ouvrent de nouvelles possibilités dans le traitement des maladies liées au stress ou des troubles anxieux.

Le feedback pupillaire est décisif

Pour étudier le lien entre la taille des pupilles et l'état d'excitation du cerveau, les chercheurs ont d'abord appris à un groupe de 27 sujets à contr?ler volontairement la taille de leurs pupilles. A l'aide de techniques mentales de relaxation et d'activation, comme par exemple la concentration sur la respiration ou la visualisation de situations fatigantes ou mena?antes, les sujets devaient alternativement rétrécir et agrandir leurs pupilles. Pour ce faire, ils étaient assis devant un écran équipé d'un eye-tracker qui enregistrait leur degré de réussite.

Les chercheurs ont montré ce feedback à une partie des sujets sous la forme d'un cercle sur l'écran : Un cercle de plus en plus petit indiquait aux sujets que leurs pupilles se rétrécissaient et qu'ils étaient donc en train de se détendre. Un cercle de plus en plus grand indiquait au contraire des pupilles dilatées et une excitation croissante.

Les chercheurs ont constaté que les personnes qui recevaient un feedback en temps réel sur la taille de leur pupille étaient plus à même de contr?ler leur état d'excitation et la taille de leur pupille. Le feed-back sur les pupilles a permis aux sujets d'identifier les techniques de relaxation et d'activation qui fonctionnaient le mieux pour eux. En revanche, le groupe de contr?le a soit re?u un signal de feedback erroné qui n'était pas lié à sa propre taille de pupille, soit a re?u l'instruction de se concentrer uniquement sur l'application de stratégies mentales.

L'IRM montre une activité dans le noyau du tronc cérébral

Les chercheurs ont ensuite répété l'expérience, sauf qu'ils enregistraient désormais l'activité cérébrale des sujets par imagerie par résonance magnétique. "Nous avons réalisé que la modification consciente de la taille de la pupille s'accompagnait effectivement de changements d'activité dans les régions du tronc cérébral qui régulent l'état d'excitation du cerveau", explique Sarah Meissner, post-doctorante dans le groupe de recherche de Nicole Wenderoth.

Le fait que la modification de la taille des pupilles ait également détendu ou activé physiquement les sujets d'expérience a été prouvé par un regard sur leur fréquence cardiaque. Le pouls des sujets qui ont pu mieux contr?ler leurs pupilles gr?ce au feed-back a baissé ou augmenté plus fortement à la fin de l'entra?nement qu'au début et également plus fortement que le pouls du groupe de contr?le.

Application au moyen de lunettes VR

Le procédé des chercheurs de l'ETH est facilement transposable à des lunettes VR disponibles dans le commerce, qui fournissent un feedback en temps réel sur la taille des pupilles. "Notre objectif est que les gens apprennent de manière ludique à contr?ler leurs pupilles et découvrent ainsi quelles techniques de relaxation ou d'activation fonctionnent le mieux pour eux", explique la professeure Wenderoth de l'ETH. Avec Mindmetrix, les chercheurs ont déjà créé un spin-off de l'ETH qui doit commercialiser la technologie.