Réduire l’anxiété et le stress grâce aux commentaires des élèves

Nos pupilles sont le miroir de notre état d’éveil : elles se dilatent lorsque nous sommes tendus, stressés ou même paniqués, et se contractent lorsque nous nous calmons. La clé de ceci est une zone du cerveau mesurant environ 15 millimètres : un noyau dans le pont du tronc cérébral appelé locus coeruleus. Situé au plus profond du cerveau, il régule notre état d’éveil via le neurotransmetteur noradrénaline.

Jusqu’à présent, il n’était pas clair si les informations sur la taille des pupilles pouvaient également être utilisées pour influencer volontairement les centres d’éveil du cerveau. Une nouvelle étude menée à l’ETH Zurich montre désormais que cela est effectivement possible. “Avec un bon biofeedback, les gens peuvent mieux apprendre à contrôler leur état d’excitation grâce à des techniques de relaxation mentale et d’activation”, explique Nicole Wenderoth, professeur de contrôle neuronal du mouvement à l’ETH Zurich.

Les résultats de l’étude ouvrent de nouvelles possibilités dans le traitement des troubles liés au stress et à l’anxiété.

Les commentaires des élèves sont essentiels

Pour étudier la relation entre la taille de la pupille et l’état d’éveil du cerveau, les chercheurs ont d’abord enseigné à un groupe de 27 sujets à contrôler volontairement la taille de leur pupille. En utilisant des techniques de relaxation mentale et d’activation, telles que se concentrer sur la respiration et visualiser des situations stressantes ou menaçantes, il a été demandé aux sujets de contracter et de dilater alternativement leurs pupilles. Ils se sont assis devant un écran avec un eye tracker qui enregistrait leurs performances.

Les chercheurs ont montré ce retour à certains sujets sous la forme d’un cercle sur l’écran. Un cercle rétréci indiquait aux sujets que leurs pupilles se contractaient : signe de relâchement. En revanche, un cercle en expansion indiquait une dilatation des pupilles et une excitation croissante.

Les chercheurs ont découvert que les individus qui recevaient des informations en temps réel sur la taille de leurs pupilles étaient mieux à même de contrôler leur état d’éveil et la taille de leurs pupilles. Ce feedback des élèves a permis aux sujets d’identifier les techniques de relaxation et d’activation qui leur convenaient le mieux. En revanche, le groupe témoin a reçu un faux signal de rétroaction sans rapport avec la taille de ses pupilles ou a reçu pour instruction de se concentrer uniquement sur l’utilisation de stratégies mentales.

L’IRM montre une activité dans le locus coeruleus

Les chercheurs ont ensuite répété l’expérience, sauf que cette fois ils ont enregistré l’activité cérébrale des sujets à l’aide de l’imagerie par résonance magnétique. “Nous avons vu que les changements volontaires dans la taille de la pupille s’accompagnent en réalité de changements d’activité dans les régions du tronc cérébral qui régulent l’état d’éveil du cerveau”, explique Sarah Meissner, chercheuse postdoctorale au sein du groupe de recherche de Wenderoth.

Un examen de la fréquence cardiaque des sujets a révélé que le changement dans la taille de la pupille les détendait ou les réveillait également physiquement. Le pouls de ceux qui ont pu mieux contrôler leurs élèves grâce au feedback a diminué ou augmenté davantage à la fin de l’entraînement qu’au début de l’entraînement et plus que celui du groupe témoin.

La méthode des chercheurs de l’ETH s’applique bien aux casques VR disponibles dans le commerce, qui fournissent des informations en temps réel sur la taille de la pupille. “Notre objectif est que les gens apprennent à contrôler leurs élèves de manière ludique et découvrent ainsi quelles techniques de relaxation ou d’activation leur conviennent le mieux”, explique Wenderoth. Les chercheurs ont déjà fondé Mindmetrix, une spin-off de l’ETH, pour commercialiser cette technologie.

La recherche est publiée dans Comportement humain.