Elles sont le reflet d'une plus ou moindre activité
cérébrale
et plus ou moins synchronisée pouvant impliquer toute région du cerveau
et plus ou moins synchronisée pouvant impliquer toute région du cerveau
Le cerveau humain est capable de traiter 64.000 pensées par minute. L'être humain, lorsqu'il est conscient, émet un patron d'ondes cérébrales qui peuvent identifier son état.
Il y a une conscience complète et unitaire même
s'il existe différentes parties du cerveau qui fonctionnent différemment.
C'est-à-dire que chaque région où est logé, par exemple un sens, émet une
fréquence d'onde différente et le cerveau recueille toutes les données et les
simplifie en tant que conscience unique ou information individuelle.
Par conséquent, tout acte
cognitif implique la coordination de nombreuses régions neuronales et cette coordination devient évidente lorsque
les neurones sont synchronisés, c'est-à-dire lorsque leurs ondes “montent et
descendent“ en même temps et à la même fréquence.
Cette synchronie se produit dans
différents endroits du cerveau humain et explique la cohérence et l'unité des processus mentaux, la conscience
humaine étant un fait qui se produit entre les phases. C'est pourquoi, à
l'heure actuelle, les neurosciences étudient les processus mentaux qui doivent
ou sont liés à l'entraînement mental
et aux ondes cérébrales.
Les ondes cérébrales
Les ondes cérébrales sont
produites par la synchronisation des impulsions électriques de différents
groupes de neurones communiquant et définissant nos pensées, nos émotions et
nos comportements. Elles se nourrissent aussi de ce que nous faisons et de ce
que nous ressentons. Lorsque la plupart de nos ondes cérébrales sont lentes,
nous pouvons nous sentir fatigués, lents ou somnolents. D'autre part, les ondes
de haute fréquence nous font sentir éveillé et alerte. Les ondes cérébrales
sont mesurées en hertz ou cycles par seconde et tous les humains montrent cinq
types différents de ces modèles électriques : gamma, bêta, alpha, thêta et
delta.
Notre cerveau émet ces différents
types d'ondes cérébrales, résultat d'une activité électrique dont la fréquence
est mesurée en hertz. Celles-ci sont produites dans un état de conscience ou
non, ou encore dans un état de veille comme pendant le sommeil.
Les grandeurs à prendre en compte sur les ondes sont la fréquence et son
amplitude. Une fréquence élevée
est le reflet d'une vitesse de
déclenchement élevée de
potentiels d'action neuronale ou d'impulsions électriques, tandis qu'une amplitude élevée est le reflet d'une activité de déclenchement synchronisée.
Cela signifie que plus la fréquence est élevée, plus le déclenchement neuronal
est rapide et plus l'amplitude est grande, un plus grand nombre de neurones
activés à ce moment précis. Les changements dans l'amplitude des ondes
indiquent des changements dans la synchronisation neuronale.
La fréquence répond au moment où
les neurones se déclenchent alors que l'amplitude répond au nombre de neurones
qui se déclenchent à ce moment.
Le cerveau a une activité
électrique où, dans les différentes zones du cerveau constitué de neurones,
l’influx nerveux fonctionne en relative cohérence et de façon rythmique. Les
cellules neuronales s’activent ensemble (plus ou moins), comme une pulsation,
puis se calment, puis s’activent de nouveau.
Ces rythmes cérébraux ne sont pas
stables, mais ils changent à mesure que nous grandissons, mûrissons et vieillissons.
Il n’existe pas de type d’onde cérébrale meilleure qu’une autre ou plus spéciales
par rapport aux autres. Toutes sont importantes, car elles sont toutes
le résultat de l’activité électrique de nos neurones et de chacun de nos états
mentaux.
Notre cerveau maintient actifs les 5 types d’ondes cérébrales tout au
long de la journée. Selon ce que nous faisons à un instant donné
certaines ondes montreront une plus grande activité dans certaines zones de notre
cerveau et d’autres travailleront avec moins d’intensité dans d’autres zones,
mais aucune ne sera, pour ainsi dire, “déconnectée”.
Types d’ondes cérébrales
Il existe 5 types d’ondes cérébrales qui fonctionnent presque comme des
notes de musique. Certaines agissent à basse fréquence, d’autres
à une fréquence plus élevée. Cependant, ensemble, elles sont capables de
constituer une harmonie où nos pensées, nos émotions et nos sensations peuvent
atteindre un équilibre parfait, de sorte que nous nous sentons plus attentifs
et réceptifs à tout ce qui nous entoure.
Les ondes Bêta
Elles ont une fréquence de 13 à
40 Hz. Ce sont les ondes les plus
rapides et reflètent notre activité mentale lorsque nous avons les yeux ouverts
et observons l'extérieur.
Elles se manifestent quand nous
pensons et travaillons normalement. Si nous sommes agités ou nerveux par les pensées, on dit que nous sommes dans un
état “d'hyperactivité”. Cet état correspond à ce qu'on appelle communément un
état bêta négatif.
Au contraire, lorsque notre cerveau fonctionne à grande vitesse
mais avec lucidité, nous sommes alors dans un état bêta positif, où la lucidité de l'esprit et les états
d'intuition sont caractéristiques. En phase bêta, l'esprit reste éveillé, alerte et concentré sur des objectifs
spécifiques.
Il s'agit d'un état requis pour les activités qui exigent des
niveaux élevés de concentration (analyser, organiser l'information,
présenter un examen, jouer, faire du sport, etc.) Si les niveaux bêta
augmentent, la personne peut souffrir de stress et d'anxiété.
Les ondes Alpha
Elles sont rythmiques et ont une fréquence de 8 à 13 Hz. Elles apparaissent dans l’EEG de presque tous les individus
normaux en état de veille ou au repos les yeux fermés.
L'imagination peut être exercée très favorablement lorsque nous entrons
dans les ondes alpha. C'est un état d'intersection avec notre psychisme,
puisque d'ici nous pouvons entrer en contact avec des zones de notre être
intérieur dont nous n'avions pas de véritable conscience et aussi avec des
informations à l'état latent.
Le subconscient est activé et la créativité apparaît, ce qui permet de
lancer et de trouver de nouvelles idées pour résoudre les problèmes qui se
posent et réaliser tout projet ou objectif dans la vie.
Les ondes alpha apparaissent dans ce crépuscule intermédiaire où le calme
est présent mais pas le sommeil, où nous trouvons la relaxation et un
état favorable à la méditation. Nous pouvons également les éprouver
lorsque nous sommes sur le canapé à regarder la télévision ou au lit, mais sans
nous endormir.
Les ondes Thêta
Les ondes thêta ont une fréquence de 4 à 7 Hz. C’est la zone où
une personne est dans un état de très profonde relaxation. C’est un état
utilisé en hypnose. C’est l’état des personnes expérimentées en méditation.
Un niveau adéquat d’ondes thêta favorise la créativité, la connexion
émotionnelle et même notre intuition.
Les ondes thêta dévoilent le passé et nous mettent en contact avec des souvenirs que nous avions rejetés,
ou bien ils étaient au fond de nous-mêmes, des souvenirs d'émotions fortes, des
états de choc qui avaient bloqué certaines situations, etc.
Elles agissent comme un système de sécurité, permettant ou non de
retrouver la mémoire consciente d'émotions et de traumatismes déjà oubliés ou
rejetés. Dans les programmes d'hypnose, il est prévu d'atteindre cet état et
d'offrir la possibilité d'unifier et de nettoyer ces fragments de mémoire propres
mais oubliés. En métaphysique, elles sont appelées états de conscience
créatrice.
Ce type d'ondes est utilisé dans
les programmes de modification du comportement, ainsi que dans le traitement
des toxicomanies de certaines substances telles que l'alcool ou d'autres
drogues.
Les ondes Delta
Les ondes delta ont une fréquence de 1 à 5 Hz. Elles apparaissent pendant
le sommeil chez l’adulte.
Les ondes delta sont celles qui ont une plus grande amplitude d’onde et
sont liées au sommeil profond (mais sans rêves). Il est également
intéressant de savoir qu’elles sont très fréquentes chez les bébés et les
jeunes enfants, de sorte que, à mesure que nous vieillissons, nous produisons
moins d’ondes de ce type. La vérité est que le sommeil et notre capacité à nous
reposer se perdent progressivement au fil des ans.
Un niveau adéquat d’ondes delta favorise et protège le système
immunitaire, notre repos et notre capacité d’apprentissage.
Si les thêta représentent un
système de sécurité, les ondes delta
ouvrent la voie au subconscient, à toutes les informations accumulées
durant notre vie, stockées consciemment comme inconscientes. Si notre cerveau
est synchronisé avec les ondes delta, nous pouvons être en mesure d'accéder à
cette information et de la “prendre” consciemment à l'esprit pour la visualiser
et y réfléchir, à propos de nos possibilités réelles.
Les ondes Gamma
Elles ont une fréquence de 35 Hz
à 40Hz approximativement. C’est le seul groupe de fréquences présent dans
chaque partie du cerveau.
Ce type d’onde trouve son origine
dans le thalamus et se déplace de l’arrière du cerveau vers l’avant et à une
vitesse incroyable. Les ondes gamma reflètent l'utilisation coordonnée de
différentes régions du cerveau.
Elles ont un rapport avec notre
style d’apprentissage, avec la capacité d’établir de nouvelles informations
mais également avec nos sens et nos perceptions. Par exemple les personnes
ayant des problèmes mentaux ou d’apprentissage tendent à avoir une activité
d’ondes gamma plus faible que la moyenne.
Les sens, l’intellect,
l’intuition, ou encore la mémoire sont mis harmonieusement et synchroniquement
à l’œuvre. L’émission de ce type d’ondes, à oscillations rapides, reflèterait
en quelque sorte la pleine conscience à travers l’être. La production d’ondes
gamma témoigne d’une intense activité neuronale et mentale. On retrouve
l’apparition de ces ondes rapides pendant les phases de création, lors de la
résolution de problèmes, ou encore lors d’une attention soutenue.
*
* *
Recherche
La synchronisation des ondes
cérébrales, une clé pour la mémoire de travail visuelle
Selon une étude l'Université d'État du Montana et de
l'Université Florida Atlantic, publiée dans Science Express de novembre
2012, la clé est de
synchroniser les ondes cérébrales dans un circuit de mémoire.
Cette étude menée chez l’animal
et soutenue par les National Institutes of Health (NIH), montre que plus la
synchronisation des signaux électriques des neurones est parfaite entre les 2 pôles
principaux du circuit, plus la mémoire visuelle d’un objet à court terme sera
précise et accentuée. Cette expérience menée sur le singe, unique, déchiffre
ainsi pour la première fois le code cérébral de la mémoire visuelle. Si la
recherche reste fondamentale et ouvre une nouvelle compréhension de la mémoire
visuelle, elle suggère aussi qu’on pourrait à partir de ces oscillations
neuronales, influer sur le souvenir visuel.
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| Hubs cérébraux Circuit de la mémoire de travail |
Les chercheurs ont enregistré des
signaux électriques à partir de groupes de neurones dans les deux “hubs”
cérébraux chez 2 singes, pendant l'exécution d'une tâche de mémoire visuelle.
Pour gagner une récompense, les singes devaient se souvenir d'un objet vu
momentanément sur un écran d'ordinateur et le faire correspondre correctement
avec un nouvel écran. Les chercheurs ont matérialisé le degré d'activité
synchrone et leur cohérence entre les différents groupes de neurones, en
fonction des différents objets.
2 hubs dans le cortex
préfrontal et le cortex pariétal postérieur. Les ondes cérébrales de
nombreux neurones dans les deux hubs, celui du cortex préfrontal et celui
cortex pariétal postérieur se sont avérées synchronisées à des degrés divers,
en fonction de l'identité d'un objet. Les résultats suggèrent que les neurones
dans ces 2 centres sont sélectifs en fonction des objets présentés dans le
champ visuel et que la synchronisation dans le circuit porte des informations
spécifiques à la mémoire de travail visuelle.
Le cortex pariétal est plus
influent que le cortex préfrontal dans la conduite de ce processus, suggère
cette étude, alors que de nombreux chercheurs pensaient que le cortex
préfrontal, l'exécutif du cerveau, était la région clé de la mémoire de
travail. En conclusion, à chaque stimulus visuel est associé des oscillations
synchronisées entre des populations de neurones spécifiques. Il serait donc
théoriquement possible de deviner les réponses aux tâches visuelles, uniquement
en déchiffrant les ondes cérébrales.
Notre mémoire de travail visuelle
contient les informations de ce que nous venons de voir. Mais la représentation
qu'elle conserve de l'objet est unique grâce à un modèle spécifique de
synchronisation des ondes cérébrales entre certains neurones du circuit de la
mémoire. Ainsi, un objet moins impliquant, dont on gardera un souvenir vague,
donnera lieu à des ondes cérébrales très désynchronisées entre les 2 pôles du
circuit.
Le cerveau synchronise des
ondes cérébrales dans deux aires impliquées dans l'apprentissage
Des chercheurs du MIT (Massachusetts
Institute of Technology), dans une étude parue dans la revue Neuron en mai 2014, se sont intéressés aux
ondes cérébrales enregistrées dans deux aires impliquées dans l'apprentissage :
le cortex préfrontal, qui contrôle les fonctions dites exécutives du cerveau,
et le striatum.
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| Les ondes qui proviennent du corps strié (rouge) sont synchronisées avec celles du cortex préfrontal (bleu) lors de l'apprentissage des catégories |
Les chercheurs ont voulu savoir
si le cortex préfrontal et le striatum travaillaient ensemble ou indépendamment
lors d'un apprentissage. Pour cela, ils ont enregistré l'activité des deux
aires chez des singes qui apprenaient à classer des motifs de points en deux
catégories.
Au début, les animaux pouvaient
mémoriser quels exemplaires appartenaient à quelle catégorie, mais ceux-ci
augmentaient au fur et à mesure de l'expérience pour que les animaux apprennent
les caractéristiques de chaque catégorie. Les singes, alors, comprenaient mieux
l'exercice.
Les auteurs observent des
synchronisations particulièrement fortes entre certaines paires de régions du
cortex préfrontal et du striatum, et ce pour l'une ou pour l'autre des deux
catégories présentées aux singes. Leur conclusion est que ces synchronisations
permettent, dans un second temps de l'apprentissage, de former de nouveaux
circuits de communication entre le cortex préfrontal et le striatum. Les
singes, et nous aussi, probablement, parvenons donc à apprendre plus vite que
le permettrait le seul établissement de nouveaux réseaux.
Pendant le sommeil, les ondes
cérébrales dites “Princesse Leia” aident le cerveau à se souvenir
Une équipe de six chercheurs en
neurologie et radiologie du Salk Institute, dans une étude publiée dans Neuroscience
de novembre 2016, vient de parfaire la compréhension des ondes cérébrales
responsables de ce phénomène et d'en dévoiler une curieuse
caractéristique : lorsque nous dormons, sous notre boîte crânienne, elles
tournent autour de nos oreilles comme le célèbre double chignon en pain aux
raisins de la Princesse Leia (Stars Wars 7).
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| Elles font un tour complet qui dure 70 millisecondes et qui se répète des milliers de fois durant la nuit |
L’équipe pense que cette organisation de l'activité cérébrale permet
aux neurones de parler à d'autres neurones, situés dans d'autres zones,
qui fonde ses conclusions sur le laps de temps entre deux pics, cohérent avec
la vitesse des signaux neuronaux. En tout, les ondes mettent 70 millisecondes
pour effectuer un tour complet. Un schéma qui se répète des centaines et des
centaines de fois durant la nuit.
Une découverte qui, à terme,
pourrait contribuer à mieux comprendre et soigner la schizophrénie – qui se
caractérise notamment par des fuseaux de sommeil anormaux – ou encore permettre
d'effacer des souvenirs obsédants chez les individus souffrant de stress
post-traumatique.
Des fonctions cérébrales
renforcées grâce aux fruits à coque
Une étude menée par des
chercheurs du Pôle Santé de l’Université de Loma Linda (LLU), publiée dans le FASEB Journal d’octobre 2017, a révélé
que le fait de manger des noix régulièrement renforce les fréquences des ondes
cérébrales associées à la connaissance, à la guérison, à l’apprentissage, à la
mémoire et à d’autres fonctions cérébrales clés.
Les chercheurs ont testé les
effets de la consommation de noix sur les modulations de fréquence à
l’intérieur du cerveau. Le cerveau humain produit cinq types d’ondes différentes
et chaque onde produit sa propre fréquence et occupe sa propre bande passante.
Un peu comme des stations de radio sur un cadran.
L’équipe a réalisé une étude
pilote avec des sujets consentants qui ont consommé des amandes, des noix de
cajou, des arachides, des noix de pécan, des pistaches et des noix. Les
électroencéphalogrammes (EEG) ont été faits pour mesurer la force des signaux
d’ondes cérébrales. L’activité des bandes d’ondes EEG a ensuite été enregistrée
à partir de neuf zones du cuir chevelu associées à la fonction corticale cérébrale.
Les ondes cérébrales reflètent
différents types d’apprentissage : explicite et implicite
Des chercheurs du MIT (Massachusetts Institute of Technology) dans une
étude récente, une méta-analyse publiée dans la revue scientifique Neuron
en octobre 2017, ont, pour la première fois, identifié des signatures
neuronales d’apprentissage explicite et implicite.
Les scientifiques pensaient que
tous les apprentissages étaient les mêmes, jusqu’à ce qu’ils apprennent l'existence des
patients comme le célèbre Henry Gustav Molaison ou “HM”, qui avait développé une
amnésie sévère en 1953 après avoir subi une opération neurochirurgicale dans le
but de contrôler ses crises d’épilepsie.
Par le passé, lorsque les chercheurs ont étudié le comportement des
animaux apprenant différentes tâches, ils ont trouvé des signes que différentes
tâches peuvent nécessiter un apprentissage explicite ou implicite. Dans
les tâches qui exigeaient la comparaison et l’appariement de deux choses, par
exemple, les animaux semblaient utiliser des réponses correctes et incorrectes
pour améliorer leurs prochaines correspondances, indiquant une forme explicite
d’apprentissage. Mais dans une tâche où les animaux ont appris à déplacer leur
regard d’une direction ou d’une autre en réponse à des schémas visuels
différents, ils ont seulement amélioré leur performance en réponse à des
réponses correctes, suggérant un apprentissage implicite.
De plus, les chercheurs ont
constaté que différents types de comportement s’accompagnent de différents
types d’ondes cérébrales.
Au cours des tâches
d’apprentissage explicites, il y a eu une augmentation des ondes cérébrales alpha2-bêta
(oscillant à 10-30 Hz) après un choix correct et une augmentation des ondes delta-thêta
(3-7 Hz) après un choix incorrect. Les ondes alpha2-bêta ont augmenté
avec l’apprentissage lors de tâches explicites, puis ont diminué à mesure que
l’apprentissage progressait. Les chercheurs ont également vu des signes d’un
pic d’activité neuronale qui se produit en réponse à des erreurs
comportementales, appelées “négativités” liées à l’événement, uniquement dans
les tâches supposées nécessiter un apprentissage explicite.
L’augmentation des ondes
cérébrales alpha-2-bêta au cours de l’apprentissage explicite pourrait
refléter la construction d’un modèle de la tâche. Et après que l’animal ait
appris la tâche, les rythmes alpha-bêta tombent alors, parce que le
modèle est déjà construit.
En revanche, les rythmes delta-thêta
n’ont augmenté qu’avec des réponses correctes lors d’une tâche d’apprentissage
implicite, et ils ont diminué pendant l’apprentissage. Ce modèle pourrait
refléter un “recâblage” neuronal qui code la compétence motrice au cours de
l’apprentissage. Ceci nous révèle qu’il existe différents mécanismes en jeu
lors de l’apprentissage explicite par rapport à l’apprentissage implicite.
L’objectif ultime de cette
recherche est d’aider les personnes ayant des troubles d’apprentissage et de
mémoire. Il serait possible de trouver un moyen de stimuler le cerveau humain
ou d’optimiser les techniques d’entraînement pour atténuer ces déficits.
*
*
Apprentissage explicite et implicite
Ceci nous révèle que le cerveau
humain s’engage dans deux types d’apprentissage et de mémoire : explicite et
implicite.
L’apprentissage implicite
c’est le contraire. On pourrait l’appeler l’apprentissage des habiletés
motrices ou la mémoire musculaire. Il correspond au type d’apprentissage auquel
vous n’avez pas accès immédiatement, comme apprendre à faire du vélo ou à
jongler. En le faisant à plusieurs reprises – en réitérant une pratique – vous
devenez de plus en plus performant, mais vous ne pouvez pas définir vraiment ni
précisément tout le processus de ce que vous apprenez.
Les chercheurs pensent que si
l'on peut détecter le type d'apprentissage qu'une personne a, il est alors
possible d'améliorer ou de fournir de meilleurs outils à cette personne pour
tirer profit du type d'apprentissage qu'elle utilise.
Un nouvel avenir pour les domaines de l’apprentissage et des troubles de la mémoire
Les signatures des ondes cérébrales pourraient être particulièrement
utiles pour façonner la façon dont nous enseignons ou formons une personne à
mesure qu’elle apprend une tâche précise. S’il devient possible de
détecter le type d’apprentissage qui se passe, alors les pédagogues et les
professionnels de la santé pourraient être en mesure d’améliorer ou de fournir
de meilleurs commentaires à leurs patients ou élèves. Par exemple, s’ils
utilisent davantage l’apprentissage implicite, cela signifie qu’ils comptent
plus probablement sur des commentaires positifs et que nous pourrions modifier
leur apprentissage pour en tirer parti.
Des études antérieures ont montré
que certaines parties du cerveau tel que l’hippocampe sont plus étroitement
liées à l’apprentissage explicite, tandis que des domaines tels que les
ganglions de la base sont plus impliqués dans l’apprentissage implicite.
Cette étude sur les ondes cérébrales indique beaucoup de chevauchement dans ces deux systèmes, qui partagent un grand nombre de réseaux neuronaux similaires.
Cette étude sur les ondes cérébrales indique beaucoup de chevauchement dans ces deux systèmes, qui partagent un grand nombre de réseaux neuronaux similaires.
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| Exemple de schéma de motifs des ondes cérébrales chez l'être humain |
Variation des ondes cérébrales chez l'être humain
Le cerveau humain produit toujours de multiples ondes cérébrales en
même temps pendant 24 heures par jour. Les sentiments, les capacités, les
pensées et les aptitudes sont intimement liés à ce mélange d'ondes cérébrales
émises par le cerveau. Le bien-être et le
bonheur sont présents quand les ondes cérébrales s'alignent parfaitement
avec ce qui se fait à un moment précis.
Les cas les plus graves se
produisent lorsqu'il y a une mauvaise combinaison d'ondes cérébrales qui
causent de la confusion, de l'anxiété,
de la nervosité, du stress et des comportements négatifs qui peuvent
mener la personne à un échec théorique.
Dans notre société actuelle, le
problème réside lorsqu'une seule onde commence à dominer la plupart du temps.
Dans ce cas, il est commenté que nous sommes presque tout le temps sous le patron
d'onde bêta.
Notre mission est de comprendre que nous pouvons atteindre d'autres états par la synchronisation avec d'autres types d'ondes, et cela nous conduira à une nouvelle façon de “voir” la vie, ainsi que d'adopter une série d'habitudes capables de surmonter les adversités que nous rencontrons. Pour le moment, seule la méditation constante s'est avérée être la seule solution, puisque la pharmacologie actuelle agit au niveau des neurotransmetteurs mais ne permet pas de modifier les types d'ondes cérébrales.
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