La variabilité de la fréquence cardiaque (VFC) offre un éclairage unique sur les réactions émotionnelles. Découvrez son importance dans la recherche, ses concepts clés et comment la VFC relie les émotions aux changements physiologiques.
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La variabilité de la fréquence cardiaque (VFC) désigne l’amplitude des variations de la fréquence cardiaque d’un individu. Il est évident que lorsque nous courons ou faisons de l’exercice, notre fréquence cardiaque augmente par rapport à celle que nous avons au repos, mais l’intervalle entre chaque battement peut également varier.
Cette variation signifie que notre cœur ne bat pas simplement comme un métronome, mais qu’il s’adapte très légèrement en fonction de facteurs tels que notre physiologie et notre environnement.
En raison du lien étroit qui unit notre cœur à nos émotions (et pas seulement au sens figuré), cette variation ne reflète pas seulement notre état physiologique, mais aussi le niveau d’excitation émotionnelle que nous ressentons.
Nous allons maintenant examiner le contexte de ce phénomène, les travaux de recherche qui démontrent l’efficacité de cette méthodologie pour comprendre les réactions émotionnelles, et voir dans quels cas cette mesure peut – et ne peut pas – être utilisée.
Comment fonctionne la variabilité de la fréquence cardiaque ?
Le corps humain est contrôlé à la fois par le système nerveux central et le système nerveux périphérique. Le système nerveux central est constitué du cerveau et de la moelle épinière, tandis que le système nerveux périphérique comprend tous les autres nerfs du corps qui ne se trouvent ni dans le cerveau ni dans la moelle épinière.
Bien que ces régions soient distinctes, elles interagissent étroitement les unes avec les autres. Comme l’indiquent Buchanan et Tranel [1] :
Que le cerveau et le système nerveux périphérique interagissent n’est une surprise pour personne qui se soit déjà retrouvé en sueur devant un public, en train d’essayer de se rappeler les répliques d’une pièce de théâtre qu’il avait pourtant, jusqu’à récemment, parfaitement mémorisées.
Le système nerveux central intervient dans la mémoire (se souvenir des répliques de la pièce), tandis que le système nerveux périphérique provoque la réaction physiologique (les mains moites). Ces deux systèmes sont affectés par le stress émotionnel lié à la situation (se tenir devant un public), et les réactions de chacun d’entre eux – malheureusement pour l’acteur – ne font qu’accentuer le stress émotionnel de l’expérience.
De plus, le système nerveux périphérique peut être divisé, d’un point de vue fonctionnel, en deux parties : le système nerveux autonome – qui contrôle nos organes internes, tels que le cœur – et le système nerveux somatique, qui intervient dans le contrôle du corps et les mouvements musculaires.
Pour aller plus loin, le système nerveux autonome se compose du système nerveux sympathique (SNS) et du système nerveux parasympathique (PNS). Le SNS a un effet physiologique excitateur : lorsqu’il est actif, il augmente l’état d’éveil physiologique. Le PNS a l’effet inverse : lorsqu’il est actif, il inhibe l’état d’éveil physiologique.
Lorsque nous sommes stressés (que ce soit par un facteur de stress émotionnel ou physiologique), le système nerveux sympathique est davantage activé et le système nerveux parasympathique est inhibé, ce qui entraîne toute une série de changements physiologiques, allant de la transpiration des mains mentionnée plus haut à une accélération du rythme cardiaque.
Le fait d’être calme produit l’effet inverse : le système nerveux parasympathique s’active davantage, tandis que le système nerveux sympathique s’affaiblit, ce qui entraîne une baisse du rythme cardiaque.
L’interaction entre ces deux systèmes, le SNS et le PNS, reflète donc l’activité du système nerveux autonome, qui fait partie du système nerveux périphérique et qui fonctionne en collaboration avec le système nerveux central. Ouf. Ça fait beaucoup à digérer.
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Un système nerveux autonome totalement flexible permet « la génération rapide d’une modulation des états physiologiques et émotionnels en fonction des exigences de la situation » [2]. La variabilité de la fréquence cardiaque est le résultat direct de l’interaction entre ces deux systèmes ; les enregistrements ECG constituent donc un indicateur clair de l’activité du système nerveux autonome.
Si le système nerveux autonome fait preuve de souplesse et d’adaptabilité, la variabilité de la fréquence cardiaque s’en trouve accrue, car le système nerveux sympathique (SNS) et le système nerveux parasympathique (PNS) s’équilibrent de manière saine pour produire la réaction la plus adaptée à la situation. En substance, cela signifie qu’une augmentation de la variabilité de la fréquence cardiaque reflète une plus grande souplesse physiologique et émotionnelle.
À lire : Variabilité de la fréquence cardiaque – Comment analyser les données ECG.
Variabilité de la fréquence cardiaque et émotions
Certaines des premières études portant sur le rôle de la VRC dans le contexte des émotions ont examiné son lien avec la régulation émotionnelle. Des chercheurs [3] ont montré à des enfants de courts extraits de films au contenu stressant (dans lesquels d’autres enfants parlaient d’« un homme étrange qui rôdait devant leur maison ») tout en mesurant leurs expressions faciales, leur conductance cutanée (GSR) et leur VRC.
Cette approche multimodale a montré, parallèlement aux résultats d’un questionnaire validé, que les enfants présentant des valeurs de VRC plus élevées étaient plus enclins à éprouver de la sympathie pour les personnages de l’extrait de film et moins susceptibles de ressentir une détresse émotionnelle. L’augmentation de la VRC a donc été associée à une meilleure régulation émotionnelle dans ce contexte.
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D’autres recherches ont montré qu’une seule séance d’enregistrement de 5 minutes suffit pour mettre en évidence des corrélations significatives entre la VRC et les capacités de régulation émotionnelle [4], ce qui confirme encore davantage le lien entre le cœur et les émotions.
Il semble que plus l’activité cardiaque est flexible, plus nous sommes capables de gérer nos émotions de manière appropriée. D’autres études ont continué à étayer cette théorie (voir par exemple [5, 6, 7]). Pour découvrir certains des appareils permettant d’étudier l’activité ECG, y compris la VRC, cliquez sur ce lien.
Comment peut-on utiliser la variabilité de la fréquence cardiaque (VFC) ?
Outre les études susmentionnées qui mettent en évidence des liens avec la régulation émotionnelle, la VRC a également été associée aux compétences sociales et aux processus cognitifs.
Dans le cadre d’une étude, 65 participants ont été invités à passer le « test de lecture des émotions dans le regard », dans lequel ils devaient déterminer l’émotion exprimée par des individus en ne voyant que la région des yeux du visage [8]. Les chercheurs ont également pris en compte divers facteurs susceptibles d’influencer la capacité des participants à reconnaître les émotions ; ils ont toutefois constaté que la VRC restait un indicateur significatif, même après avoir écarté l’effet de ces facteurs.
Cette étude visait à montrer que la VRC pourrait constituer un indicateur direct permettant de comprendre les capacités de reconnaissance émotionnelle des participants, et peut-être même leurs aptitudes générales dans les situations sociales.
Une autre étude s’est penchée sur la menace de choc et sur la manière dont celle-ci peut affecter les fonctions cognitives chez des groupes présentant des niveaux de VRC différents [9]. Les participants, répartis en deux groupes (VRC relativement faible et VRC relativement élevée), ont été exposés soit à une situation de menace, soit à une situation sans menace, dans lesquelles ils devaient accomplir une tâche de mémoire de travail ainsi qu’une tâche visant à évaluer leurs performances.
Les chercheurs ont constaté que les participants présentant une VRC élevée obtenaient de meilleurs résultats que ceux présentant une VRC faible lors des tâches cognitives, quelle que soit la situation (menace / absence de menace), bien que ces derniers aient obtenu de meilleurs résultats dans la situation de menace. L’étude suggère qu’une VRC élevée favorise un meilleur fonctionnement cognitif en situation de stress, mais qu’une VRC plus faible pourrait être bénéfique pour les performances dans un contexte stressant.
De nouvelles recherches ont également démontré qu’il était possible d’identifier des états émotionnels spécifiques en combinant des données d’ECG et des méthodes d’apprentissage automatique [10]. Les chercheurs ont utilisé une série de sons déjà présentés pour susciter différents niveaux d’excitation et différentes dimensions de valence. Ces sons ont été diffusés aux participants pendant l’enregistrement de l’ECG. L’analyse qui a suivi s’est révélée précise à 85 % pour déterminer l’état émotionnel des participants.
Cette étude repose bien sûr sur la maîtrise des méthodes d’apprentissage automatique et sur les ressources nécessaires à leur mise en œuvre, deux éléments qui ne sont généralement pas facilement accessibles aux chercheurs.
Bien qu’il existe de nombreuses recherches établissant un lien entre les mesures de la VRC et divers états émotionnels, il est important de garder à l’esprit que la VRC n’est pas un indicateur instantané des émotions. Cela signifie que, si les données recueillies sur une période donnée peuvent être utiles pour comprendre les réactions globales à un stimulus, elles ne permettent pas de refléter avec précision ce qu’une personne ressentait au moment même où elle était exposée à ce stimulus.
Découvrez notre webinaire : Pourquoi recourir à l’EMG et à l’ECG dans la recherche sur le comportement humain
Dans l’ensemble, la VRC fournit de nombreuses informations tant sur l’excitation émotionnelle que sur la régulation émotionnelle, et de nouvelles recherches montrent également qu’il est possible de relier cette mesure à d’autres concepts. Pour exploiter pleinement le potentiel de l’ECG, on peut adopter une approche multimodale, qui enrichit les données de nouvelles dimensions et permet une compréhension plus approfondie du comportement humain.
Pour en savoir plus sur les émotions dans le contexte du comportement humain, téléchargez notre guide gratuit ci-dessous.
Références
[1] Buchanan, T., & Tranel, D. (2009). Interactions entre le système nerveux central et périphérique : de l’esprit au cerveau, puis au corps. International Journal of Psychophysiology, 72(1), 1-4. doi: 10.1016/j.ijpsycho.2008.09.002
[2] Appelhans, B., & Luecken, L. (2006). La variabilité de la fréquence cardiaque comme indicateur de la régulation des réactions émotionnelles. Review Of General Psychology, 10(3), 229-240. doi: 10.1037/1089-2680.10.3.229
[3] Fabes, R. A., Eisenberg, N. et Eisenbud, L. (1993). Corrélats comportementaux et physiologiques des réactions des enfants face à des personnes en détresse. Dev. Psychol. 29, 655–663.
[4] Williams, D., Cash, C., Rankin, C., Bernardi, A., Koenig, J., & Thayer, J. (2015). La variabilité de la fréquence cardiaque au repos permet de prédire les difficultés auto-déclarées en matière de régulation émotionnelle : un focus sur les différentes facettes de la régulation émotionnelle. Frontiers In Psychology, 6. doi: 10.3389/fpsyg.2015.00261
[5] Thayer, J., Hansen, A., Saus-Rose, E., & Johnsen, B. (2009). Variabilité de la fréquence cardiaque, fonction neuronale préfrontale et performances cognitives : la perspective de l’intégration neuroviscérale sur l’autorégulation, l’adaptation et la santé. Annals Of Behavioral Medicine, 37(2), 141-153. doi: 10.1007/s12160-009-9101-z
[6] Geisler, F., Vennewald, N., Kubiak, T., & Weber, H. (2010). L’impact de la variabilité de la fréquence cardiaque sur le bien-être subjectif est médié par la régulation des émotions. Personality And Individual Differences, 49(7), 723-728. doi: 10.1016/j.paid.2010.06.015
[7] Mccraty, R., & Shaffer, F. (2015). Variabilité de la fréquence cardiaque : nouvelles perspectives sur les mécanismes physiologiques, l’évaluation de la capacité d’autorégulation et les risques pour la santé. Global Advances In Health And Medicine, 4(1), 46-61. doi: 10.7453/gahmj.2014.073
[8] Quintana, D., Guastella, A., Outhred, T., Hickie, I., & Kemp, A. (2012). La variabilité de la fréquence cardiaque est associée à la reconnaissance des émotions : preuve directe d’une relation entre le système nerveux autonome et la cognition sociale. International Journal Of Psychophysiology, 86(2), 168-172. doi: 10.1016/j.ijpsycho.2012.08.012
[9] Hansen, A., Johnsen, B., & Thayer, J. (2009). Relation entre la variabilité de la fréquence cardiaque et les fonctions cognitives en cas de menace de choc électrique. Anxiety, Stress & Coping, 22(1), 77-89. doi: 10.1080/10615800802272251
[10] Nardelli, M., Valenza, G., Greco, A., Lanata, A., & Scilingo, E. (2015). Reconnaissance des émotions provoquées par des sons affectifs à partir de la variabilité de la fréquence cardiaque. IEEE Transactions On Affective Computing, 6(4), 385-394. doi: 10.1109/taffc.2015.2432810