Les différents organismes nationaux (e.g., INSERM, INRS) et internationaux (e.g., OMS) alertent régulièrement sur les conséquences du stress chronique, qui constitue un problème de santé publique. Pour tenter de réguler ce phénomène, une solution proposée dans la littérature consiste à favoriser l’activation du nerf vague (frein parasympathique, ou frein vagal), permettant ainsi de réguler l’activité du système nerveux. Certains chercheurs ont donc créé des exercices permettant de stimuler le nerf vague de manière non invasive et à la portée de tous. Ces exercices sont basés sur la régulation du rythme respiratoire, car il existe un lien étroit entre l’activité respiratoire et le fonctionnement du système nerveux autonome (SNC) et du système nerveux central (SNC).
Le SNA est principalement composé de deux branches à la fois opposées mais complémentaires : la branche sympathique est activatrice (e.g., augmentation du rythme cardiaque et de la sudation, dilatation des pupilles), alors que la branche parasympathique, ou frein vagal, permet de réguler l’activation (e.g., diminution du rythme cardiaque et de la sudation, constriction des pupilles). Ce jeu d’activation/inhibition est appelé balance sympatho-vagale. En situation de danger ou de stress, on observe en premier lieu une levée du frein vagal laissant place à un emballement des système nerveux, hormonal et immunitaire. En situation de détente ou de relaxation, on observe au contraire une activation du frein vagal, permettant une régulation des systèmes en question.
Il se trouve que les cycles de respiration jouent directement sur l’activité de la balance sympatho-vagale. Ceci s’explique en partie par la présence de récepteurs mécaniques sensibles aux mouvements de la cage thoracique, et ce, à chaque cycle d’inspiration/expiration. Lorsque les poumons se remplissent d’air (i.e., inspiration), la branche sympathique est activée, accélérant le rythme cardiaque ; lorsque les poumons se vident (i.e., expiration), c’est cette fois la branche parasympathique qui est activée, diminuant ainsi le rythme cardiaque. Il devient donc possible de réguler l’activité de la balance sympatho-vagale en modifiant les cycles de respiration et d’en évaluer les effets en mesurant l’activité cardiaque (notamment les variations de la fréquence cardiaque ou VFC).
Des nombreux travaux mettent en évidence une plus grande activation du système parasympathique par le simple fait d’allonger la période d’expiration (Jerath, Crawford, Barnes, & Harden, 2015) favorisant ainsi l’apaisement et la détente (Perciavalle et al., 2017). On retrouve entre autres les techniques de respiration lente et profonde, basées d’une part sur un allongement et un approfondissement des cycles de respiration et, d’autre part, sur une expiration légèrement plus longue que l’inspiration afin de favoriser la détente (e.g., Chang, Liu, Li, & Shen, 2015; Jerath et al., 2015; Modesti, Ferrari, Bazzini, & Boddi, 2015; Perciavalle et al., 2017; Rydell & Gawronski, 2009; Van Diest et al., 2014).
Une équipe de chercheurs de l’université de Stanford souligne même une relation directe entre rythme respiratoire et activité du SNC (Yackle et al., 2017). Publiée dans la revue Science, l’étude a mis en évidence un circuit de neurones impliqué dans la connexion entre la respiration et le sentiment de calme chez le rat. Les chercheurs ont montré que le fait de bloquer l’activité d’un sous-ensemble de neurones (i.e., le complexe de pré-bötzinger) permettait de générer un état de calme et de détente en transmettant des signaux inhibiteurs au locus cœruleus (responsable du stress et de l’excitation via la génération de noradrénaline) et par voie de conséquence à l’amygdale cérébrale (centre de la peur et de l’identification du danger). Le complexe de pré-Bötzinger a donc la capacité d’augmenter le rythme respiratoire jusqu’à l’agitation et au stress ou bien d’induire une respiration lente et une attitude calme et paisible, plus favorable aux fonctions cognitives de haut niveau (e.g., attention, concentration, mémoire). Or, si ces neurones déterminent le rythme respiratoire, il semblerait aussi que le rythme respiratoire modifie en retour leur activité. Une structure équivalente ayant depuis été identifiée chez l'homme, de nombreux travaux sont en cours afin de découvrir de manière plus poussée les mécanismes par lesquels on peut réduire son niveau de stress en respirant de manière adéquate.
Chang, Q., Liu, R., Li, C., & Shen, Z. (2015). Effects of slow breathing rate on blood pressure and heart rate variabilities in essential hypertension. International Journal of Cardiology, 185, 52–54. https://doi.org/10.1016/j.ijcard.2015.02.105
Jerath, R., Crawford, M. W., Barnes, V. A., & Harden, K. (2015). Self-Regulation of Breathing as a Primary Treatment for Anxiety. Applied Psychophysiology and Biofeedback, 40(2), 107–115. https://doi.org/10.1007/s10484-015-9279-8
Modesti, P. A., Ferrari, A., Bazzini, C., & Boddi, M. (2015). Time sequence of autonomic changes induced by daily slow-breathing sessions. Clinical Autonomic Research, 25(2), 95–104. https://doi.org/10.1007/s10286-014-0255-9
Perciavalle, V., Blandini, M., Fecarotta, P., Buscemi, A., Di Corrado, D., Bertolo, L., … Coco, M. (2017). The role of deep breathing on stress. Neurological Sciences, 38(3), 451–458. https://doi.org/10.1007/s10072-016-2790-8
Van Diest, I., Verstappen, K., Aubert, A. E., Widjaja, D., Vansteenwegen, D., & Vlemincx, E. (2014). Inhalation/Exhalation Ratio Modulates the Effect of Slow Breathing on Heart Rate Variability and Relaxation. Applied Psychophysiology and Biofeedback, 39(3–4), 171–180. https://doi.org/10.1007/s10484-014-9253-x
Yackle, K., Schwarz, L. A., Kam, K., Sorokin, J. M., Huguenard, J. R., Feldman, J. L., … Krasnow, M. A (2017). Breathing control center neurons that promote arousal in mice. Science, 355(6332), 1411–1415. https://doi.org/10.1126/science.aai7984