Respirez avant de répondre !

Des études menées pendant les années 40 ont montré que les zones du cerveau impliquées dans le fonctionnement de l’odorat sont connectées aux zones qui créent de nouvelles mémoires. L’étude menée par Prof. Sobel et son équipe du département de Neurobiologie de l’Institut Weizman est partie de l’hypothèse que certaines fonctions cognitives complexes pouvaient avoir évolué en suivant le même modèle que l’odorat. En effet, chez certains mammifères, l’odorat, l’inhalation et le traitement de l’information fonctionnent ensemble. Prof. Sobel et son équipe sont donc partis du principe que le cerveau en entier, et pas seulement le système olfactif, était prêt à traiter des informations lors de l’inhalation.

Afin de tester leur hypothèse, les chercheurs ont mis au point une expérience permettant de mesurer le flux d’air à travers les narines des sujets tout en leur présentant des problèmes à résoudre. Ces derniers étaient composés de problèmes mathématiques, de tests de visualisation spatiale et de tests verbaux. Les personnes testées devaient cliquer sur un bouton lorsqu’ils avaient répondu à une question et lorsqu’ils étaient prêts à répondre à une nouvelle question. Les chercheurs ont remarqué que les sujets de l’étude inspiraient juste avant de presser le bouton. L’expérience était faite de façon à ce que les personnes ne puissent pas se rendre compte que leur respiration était mesurée.

Ensuite les chercheurs ont changé le format du test, présentant cette fois seulement les tests de visualisation spatiale aux sujets. La moitié des problèmes étaient présentés pendant l’inhalation et la moitié pendant l’expiration. Et l’inhalation était très liée au succès ! Lors de ce test les chercheurs ont aussi mesuré l’activité cérébrale des sujets et ont trouvé des différences dans la connexion de différentes parties du cerveau pendant l’inhalation et l’expiration, comme vous pouvez le voir ci-dessous. Les points orange représentant les zones connectées lors de l’inhalation sont bien plus nombreux que les traits bleus représentant les zones connectées durant l’expiration et ce durant les différentes phases de l’expérience : ces différences étaient vraies au repos et durant le test. De surcroît, plus les niveaux de connectivité étaient différents, plus l’inhalation aidait à la réussite du problème.

On pourrait penser que le cerveau associe l’inhalation avec l’oxygénation et se prépare à mieux se concentrer sur les questions. Cependant, l’échelle de temps est ici 200 millisecondes, bien avant que l’oxygène parvienne jusqu’au cerveau.

Ces résultats pourraient aider les enfants et les adultes souffrant de troubles de l’attention à améliorer leur capacité en apprenant à mieux contrôler leur respiration nasale !

Sources :
• https://www.nature.com/articles/s41562-019-0556-z
• https://wis-wander.weizmann.ac.il/life-sciences/breathe-answering-cognitive-function-tied-inhalation

Rédactrice : Odélia Teboul (odelia.teboul1[a]mail.huji.ac.il), doctorante à l’Université hébraïque de Jérusalem