Comment les battements de cœur peuvent nous donner des alertes vitales

C'est au 29e jour d'une épuisante expédition en canoë de 966 kilomètres dans le subarctique canadien qu'Alex Messenger, 17 ans, a été sauvagement attaqué par un grizzli.

Ce jour-là, en 2005, il avait quitté le camp seul pour escalader un sommet voisin.

Pendant l'ascension, la tête baissée, ses pensées vagabondaient entre les éléments de la vie quotidienne - le livre qu'il lisait pour l'école, The Liars' Club ; le poids de l'appareil photo qu'il portait ; les petites fleurs vibrantes sous ses pieds.

Mais pendant que Messenger rêvassait, l'ours avançait sans être vu sur le versant opposé de la chaîne de montagnes.

Lorsque leurs chemins se sont enfin croisés, le corps de Messenger a bien réagi.

"Je venais de voir cette sorte de tache brune apparaître sur la colline", raconte-t-il.

"Je n'étais pas sûr de ce que c'était, mais la tension a parcouru mon corps. Ma respiration s'est accélérée, mes yeux se sont écarquillés, mon pouls a immédiatement doublé et mes voies respiratoires se sont ouvertes.

Aujourd'hui, près de 20 ans plus tard - et après avoir raconté cette expérience dans ses mémoires, The Twenty-Ninth Day - Messenger se souvient encore du temps qu'il a fallu à son cerveau conscient pour réaliser les signaux dont son corps le bombardait.

"Il y a eu une réaction viscérale ou subconsciente du corps", se souvient-il.

"Puis, plus tard, il y a eu ma réaction intellectuelle et émotionnelle.

Au début, il a pensé que la "tache brune" était un bœuf musqué. Ce n'est que lorsque la forme est devenue plus claire qu'il a réalisé que son corps s'était déjà préparé à faire face à une menace bien plus effrayante : un superprédateur agressif de 270 kg.

L'ours s'est avancé droit sur lui, l'envoyant au sol d'un coup violent à la tête. Il a refermé ses mâchoires sur la cuisse de Messenger, qui s'est évanoui, avant de l'abandonner.

L'expérience de Messenger n'est pas seulement une miraculeuse histoire de survie. Elle offre également un aperçu de notre sens intérieur souvent négligé : l'interception.

Si nous connaissons bien les cinq sens orientés vers l'extérieur ("extéroceptifs") - la vue, l'odorat, l'ouïe, le goût et le toucher -, l'intéroception est notre capacité à percevoir et à interpréter les signaux provenant de l'intérieur de notre propre corps.

Non seulement elle contribue à maintenir notre corps en "homéostasie", c'est-à-dire en état de fonctionnement équilibré (en régulant de manière invisible la tension artérielle et le taux de glucose ou, plus largement, en nous encourageant à manger ou à boire, par exemple), mais elle peut également avoir un impact profond sur notre santé, nos pensées, nos émotions et notre santé mentale. Elle peut même être à l'origine de notre sentiment d'identité.

Plus d'un siècle avant la rencontre effrayante de Messenger avec l'ours, le philosophe et psychologue américain William James explorait le rôle que les signaux corporels pouvaient jouer dans la formation de nos émotions.

Selon lui, la rencontre avec un ours ne fait pas battre notre cœur parce que nous avons peur.

Au contraire, comme l'expérience de Messenger semble le suggérer, notre corps réagit à la menace perçue en se gorgeant d'adrénaline, en augmentant le rythme cardiaque et la respiration, et nous interprétons ensuite ces signaux corporels comme de la peur. En d'autres termes, les émotions naissent du corps.

Comme l'a écrit James dans son article de 1884 intitulé "Qu'est-ce qu'une émotion ? nous sommes désolés parce que nous pleurons, en colère parce que nous nous emportons, effrayés parce que nous tremblons, et nous ne pleurons pas, nous ne nous emportons pas et nous ne tremblons pas parce que nous sommes désolés, en colère ou effrayés".

Ce que l'on a appelé la théorie James-Lange de l'émotion (Carl Lange était un médecin qui a travaillé indépendamment sur des idées similaires) a fait l'objet de vifs débats et a évolué depuis, notamment pour intégrer l'idée, exposée dans les "théories de l'évaluation" de l'émotion, selon laquelle le contexte joue également un rôle clé dans la détermination de la manière dont les signaux physiologiques façonnent nos émotions.

Après tout, si le cœur de Messenger avait commencé à s'emballer sur des montagnes russes ou lors d'un premier rendez-vous, plutôt que face à un ours dans la nature, il aurait peut-être "évalué" ses signaux corporels différemment et ressenti de l'excitation plutôt que de la terreur.

Anxiété et dépression

Cependant, James a jeté les premières bases de la façon dont nous envisageons la relation étroitement interconnectée entre le cerveau et le corps. En effet, selon Antonio Damasio, professeur de psychologie, de philosophie et de neurologie à l'université de Californie du Sud aux États-Unis : "Nos pensées, nos sentiments et nos émotions ne sont pas seulement influencés par notre corps, [ils sont] en fait inconcevables sans lui. Toute notre activité mentale est une conséquence des interactions entre le corps et le cerveau".

Dans notre récent ouvrage, Are You Thinking Clearly ?, nous explorons les différents facteurs qui influencent et manipulent notre façon de penser, depuis la génétique, les habitudes et l'heuristique jusqu'à la technologie, le temps et les bactéries présentes dans notre intestin. Et ce mystérieux sens intérieur, qui fait l'objet d'un champ de recherche en pleine expansion, s'est avéré être l'un des plus intrigants.

"L'interception est le traitement des signaux corporels qui viennent de l'intérieur", explique Jennifer Murphy, qui étudie l'interception et ses effets sur la cognition et la santé mentale à l'université Royal Holloway de Londres.

"Il s'agit par exemple de sentir son cœur battre, de respirer et de savoir quand on a besoin d'aller aux toilettes ou quand on est malade. La faim et la satiété sont d'autres exemples.

Une définition irréfutable de l'intéroception fait encore l'objet de débats, mais l'accent est mis sur les signaux internes. "Nous pouvons juger si nous sommes essoufflés par le bruit de notre respiration", dit Murphy. "Mais il s'agit là d'une voie extéroceptive, et non interoceptive, pour s'en rendre compte.

En fait, Sahib Khalsa, l'un des principaux chercheurs en interception au Laureate Brain Research Institute de Tulsa (Oklahoma), se décrit lui-même comme un explorateur de notre "espace intérieur".

Certains de ces signaux corporels, qui sont transmis de nos organes et d'autres parties du corps à notre cerveau via un "réseau interne" complexe de connexions, y compris les nerfs rachidiens et crâniens et les substances chimiques présentes dans la circulation sanguine, sont trop subtils pour être perçus par notre esprit conscient. D'autres, comme un cœur qui s'emballe, un frisson dans l'estomac dû à la nervosité ou à la faim, ne le sont pas.

Nous sommes tous sensibles à ces signaux internes à des degrés divers, et nous sommes tous capables de les interpréter et d'y répondre différemment, en fonction de qui nous sommes et de ce que nous faisons. En fait, les perturbations de notre sensibilité et de notre perception des signaux corporels peuvent être à l'origine de toute une série de pathologies, allant de l'anxiété et de la dépression à l'anorexie mentale.

Il s'agit d'une science d'avant-garde, et bon nombre des mécanismes qui sous-tendent l'interception restent mystérieux et difficiles à tester.

Mais des chercheurs comme Murphy, Khalsa, Sarah Garfinkel, professeur de neurosciences cognitives à l'University College London (UCL), Anil Seth, professeur de neurosciences cognitives et computationnelles à l'université du Sussex au Royaume-Uni, et Hugo Critchley, également du Sussex, sont en train de le démêler petit à petit.

Et les résultats pourraient avoir de profondes conséquences sur la façon dont nous comprenons notre esprit.

"Nous ne savons presque rien de ce qui se passe dans les profondeurs de l'océan", explique M. Khalsa. "Cependant, nous savons qu'elles jouent un rôle fondamental dans la détermination de notre climat. Il en va de même pour l'interception. Nous savons très peu de choses sur ce qui se passe à l'intérieur de notre corps par rapport à ce que nous ressentons, mais nous savons que c'est important. On ne peut pas l'ignorer.

Un "réglage fin"

Mais comment l'interception peut-elle s'appliquer à notre vie quotidienne ?

Prenez les battements de votre cœur - probablement l'un des signaux corporels que vous remarquez le plus souvent. Il est largement reconnu que l'anxiété peut provoquer une accélération du rythme cardiaque.

Mais que se passerait-il si, comme James et beaucoup d'autres l'ont suggéré, le processus se produisait également dans l'autre sens - et qu'une augmentation du rythme cardiaque pouvait déclencher de l'anxiété et nous faire ressentir de la peur ?

Si tel est le cas, la mesure dans laquelle nous sommes "interoceptifs" et pouvons percevoir les battements de notre cœur - et la manière dont nous interprétons ces signaux et y répondons - pourrait avoir des implications importantes pour notre bien-être et notre santé mentale.

Cependant, il est extrêmement difficile de prouver scientifiquement un tel phénomène : "J'ai longtemps craint que la recherche sur l'intéroception ne soit complexe en raison de la difficulté de mesurer et de manipuler avec précision les variables physiologiques et/ou les signaux intéroceptifs", note M. Seth.

Mais des progrès sont en cours. Garfinkel a déjà révélé que notre réaction à des stimuli de peur peut changer en un seul battement de cœur. Des visages effrayants et neutres ont été présentés aux participants de l'étude lorsque leur cœur était en systole (les muscles se contractaient) et en diastole (les muscles se relâchaient).

Les résultats ont montré que les participants identifiaient plus facilement les visages effrayants - et les trouvaient plus intenses - lorsque leur cœur était en systole. Leurs amygdales, une zone primitive du cerveau liée à la réaction de peur, étaient également plus actives. Le cerveau répond alors au cœur.

Mais une étude publiée en 2023 par une équipe de chercheurs de l'université de Stanford en Californie est allée plus loin. Ils ont vérifié si l'augmentation du rythme cardiaque pouvait induire des réactions d'anxiété et de peur.

Les chercheurs ont utilisé un stimulateur optogénétique non invasif (une technique qui utilise la lumière pour manipuler les cellules) pour augmenter précisément le rythme cardiaque des souris. Ils ont ensuite surveillé les rongeurs pour voir s'ils étaient prêts à explorer un labyrinthe et à chercher de l'eau.

Les résultats ont été convaincants. Lorsque leur rythme cardiaque augmentait, les souris devenaient plus anxieuses - elles étaient moins enclines à explorer les parties exposées du labyrinthe et préféraient rester dans les zones protégées. Mais surtout, cet effet ne s'est produit que dans des "contextes risqués" (par exemple, lorsqu'il y avait une menace de choc léger).

L'imagerie du cerveau des rongeurs a également permis aux chercheurs d'identifier avec précision plusieurs régions cérébrales liées à ce comportement, notamment le cortex insulaire, le cortex préfrontal et le tronc cérébral.

"Bien entendu, il s'agit d'une étude sur des souris et non sur des humains, de sorte que l'observation d'un comportement similaire à l'anxiété ne signifie pas nécessairement que les rongeurs vivaient réellement une version murine de l'anxiété", prévient M. Seth.

"Mais le résultat spécifique, à savoir que l'augmentation optogénétique de la fréquence cardiaque ne produit un comportement de type anxieux que dans les environnements à risque, est exactement ce que prévoyait la théorie classique de l'évaluation, qui prolongeait la théorie de James/Lange avec l'idée que la perception de la physiologie dans le contexte est importante pour l'émotion".

En d'autres termes, l'étude suggère que notre "évaluation" ou interprétation des signaux corporels peut jouer un rôle clé dans la manière dont ils influencent nos émotions.

Ce qui nous ramène à l'importance des signaux corporels - et de la manière dont nous les percevons et y répondons - pour le bien-être, la santé mentale et la prise de décision. L'un des plus grands obstacles dans ce domaine est d'établir précisément comment les gens sont interoceptifs.

"L'une des premières choses que l'on rencontre dans le domaine de l'interception, c'est qu'il est très difficile de tester exactement ce qui se passe", explique M. Murphy.

Ces signaux peuvent provenir de tout le corps, de l'intestin aux poumons. Mais la capacité d'interception est généralement mesurée en demandant aux participants à l'étude de compter leurs battements de cœur, puis en comparant le résultat enregistré à une mesure objective.

Mais cette méthode pose plusieurs problèmes, notamment le fait qu'environ 40 % des personnes sont incapables de percevoir consciemment leurs battements cardiaques.

Cependant, une étude fascinante menée par Garfinkel et d'autres chercheurs a révélé que les opérateurs de fonds spéculatifs du centre financier de Londres qui percevaient avec plus de précision leurs propres battements de cœur étaient plus susceptibles de prendre des décisions rentables et d'avoir une carrière plus longue (il est toutefois important de noter que l'étude n'a pas démontré de lien de cause à effet).

Par ailleurs, les personnes qui ont du mal à percevoir leurs sensations corporelles ont plus de difficultés à articuler et à réguler leurs émotions.

"Nous avons de très bonnes théories et de bonnes raisons de penser qu'il peut y avoir des perturbations de l'intéroception dans une variété de conditions de santé physique et mentale", déclare Murphy, qui a dirigé une analyse récente des preuves.

Ces troubles comprennent la dépression, l'anxiété, l'obésité, l'anorexie mentale et l'autisme.

Bien entendu, le degré d'intéroceptivité varie considérablement d'un individu à l'autre. Dans une analyse exhaustive des études, Murphy a constaté, par exemple, qu'il existe des différences dans la manière dont les hommes et les femmes cisgenres perçoivent les signaux corporels - les femmes se sont avérées beaucoup moins précises que les hommes pour percevoir les battements de cœur pendant les tâches.

Bien que les raisons de ce phénomène ne soient pas claires - il peut s'agir de facteurs génétiques, hormonaux et environnementaux - les résultats peuvent fournir des indices sur les raisons pour lesquelles les femmes sont plus susceptibles que les hommes de souffrir de dépression et d'autres problèmes de santé mentale courants.

En fait, Murphy va maintenant étudier comment l'interception et la santé mentale varient au cours du cycle menstruel.

La recherche sur l'interception est également utilisée pour mettre au point de nouveaux traitements potentiels pour toute une série d'affections.

Khalsa a, par exemple, mis au point une capsule vibrante qui peut être avalée, ce qui permet aux chercheurs de déterminer la sensibilité des personnes aux sensations intestinales et la manière dont elles les interprètent.

Cela pourrait aider les scientifiques à comprendre et à traiter les personnes souffrant d'anorexie mentale, par exemple, qui semblent souffrir de troubles de la perception des signaux corporels et déclarent souvent se sentir gonflées ou prématurément rassasiées après n'avoir mangé que de petites quantités.

Parallèlement, Garfinkel, Critchley et d'autres collègues ont appliqué des techniques interoceptives pour traiter l'anxiété chez des adultes autistes. Les autistes souffrent davantage d'anxiété que la population générale et peuvent être moins aptes à percevoir et à interpréter les signaux corporels - et moins capables de comprendre les émotions.

Dans le cadre d'un essai clinique randomisé, des adultes autistes ont reçu soit un traitement de contrôle, soit une nouvelle thérapie appelée "Aligning the Dimensions of Interoceptive Experience (Adie)", qui comprenait des tâches interoceptives pour détecter les battements cardiaques, un retour d'information sur leurs performances et des exercices visant à augmenter modérément leur rythme cardiaque.

À l'issue de l'essai, les personnes ayant suivi la thérapie Adie ont fait état d'une réduction significative de leur anxiété par rapport au groupe témoin. Il semble que la thérapie ait permis aux participants de prédire et d'interpréter plus précisément leurs signaux corporels, tels que l'accélération du rythme cardiaque, ce qui les a aidés à réguler leur anxiété.

Il est intéressant de noter que ce sens intérieur intrigant pourrait également être à l'origine de notre propre sentiment d'identité. Après tout, comme l'explique Seth, notre sens le plus fondamental de l'individualité consiste à "être un corps".

Mais qu'est-ce qui motive ce sentiment ? Nous imaginons souvent notre "moi" comme le capitaine d'un navire ou, pour reprendre les termes de Seth, "un "moi miniature" à l'intérieur du crâne qui "traite" la perception et décide ensuite de ce qu'il faut faire".

Seth estime cependant que ce n'est pas la bonne façon de voir les choses. Selon lui, ce que nous ressentons comme "nous-mêmes" est plutôt un processus - un amalgame de prédictions et de perceptions cérébrales concernant les signaux provenant du monde extérieur et, peut-être plus important encore, de notre propre corps.

En fin de compte, l'objectif premier du cerveau est de maintenir le corps, et donc lui-même, en vie.

Mais s'il doit faire de son mieux pour cartographier et gérer son environnement extérieur (pour éviter d'être dévoré par un ours, par exemple) et maintenir des conditions favorables dans l'organisme (pour éviter que le taux de glucose n'augmente trop ou que la tension artérielle ne baisse trop, par exemple), il ne peut pas accéder directement à ces deux environnements.

Il en est effectivement empêché, même si nous ne le vivons pas ainsi, et nous devons nous fier à des signaux indirects dont la cause ne peut être garantie.

Au lieu de cela, le cerveau crée un modèle du corps basé sur toute une série de paramètres nécessaires à la survie. Il fait ensuite continuellement des prédictions, qu'il teste à la recherche d'erreurs et corrige en fonction des informations sensorielles qu'il reçoit, ce qui lui permet de réguler le système.

Seth pense que les émotions - qui sont des "variations sur le thème des choses bonnes ou mauvaises" - émergent de ce processus d'"inférence interoceptive" comme un moyen de maintenir le corps là où il doit être pour rester en vie.

Mais comment cette théorie pionnière fonctionne-t-elle dans un scénario comme celui dans lequel Messenger s'est retrouvé ?

L'expérience de la peur que je ressens à l'approche d'un ours est une perception de mon corps orientée vers le contrôle - plus précisément "mon corps en présence d'un ours qui s'approche" - qui déclenche les actions les mieux prédites pour maintenir mes variables essentielles là où elles doivent être. Il est important de souligner que ces actions peuvent être à la fois des mouvements externes du corps - comme la course - et des actions internes, comme l'augmentation du rythme cardiaque et la dilatation des vaisseaux sanguins", explique Seth dans son livre Being You.

Que nous cherchions à découvrir l'insaisissable source de la conscience, à mieux comprendre nos émotions, à soulager notre anxiété ou à dompter notre nervosité, nous pourrions tous tirer profit d'une meilleure écoute de ce que nous dit notre corps.

Pour Seth, la méditation est un bon point de départ. L'une des choses que l'on fait quand on apprend à méditer, c'est de prêter attention à son corps, à ce qui se passe dans son corps, et de ne pas se contenter de penser "Je me sens comme ça, puis de projeter ses émotions dans une narration sur ce qui se passe dans sa vie".

Ne vous focalisez pas trop dessus.

"Vous pourriez devenir excessivement sensible à chaque petite chose qui se passe dans votre corps, et j'imagine que cela pourrait aussi causer une certaine forme d'anxiété", prévient Seth.

Lorsqu'il s'agit de comprendre l'interception, de nombreux mystères subsistent. Mais comme la science va de plus en plus loin, il vaut la peine de jeter un coup d'œil à cet espace intérieur.

* Miriam Frankel et Matt Warren sont des journalistes spécialisés dans les sciences et auteurs du livre Are You Thinking Clearly ?

Lire l'article complet sur le site de BBC Future.