Yoga et cerveau

Les neurosciences ont observé que des ondes cérébrales du cerveau étaient associées à des états de conscience différents. Les traditions bouddhistes et yogiques ont, quant à elles, depuis deux mille ans, décrit à la fois des états de conscience variés mais aussi des fonctions différentes de l’esprit. Peut-on mettre ces approches en correspondance ?

Comment fonctionnent les mesures d’ondes cérébrales ?

Le système nerveux est constamment actif et le cerveau, en tant que partie de ce système, produit des influx électriques sous forme d’ondes cérébrales. En 1929, le psychiatre Hans Berger releva et enregistra cette activité sur un tracé appelé électroencéphalogramme (EEG), du grec enkephalos, « cerveau », et gramma, « ligne ». Des électrodes sont placées sur des emplacements spécifiques sur le scalp (cuir chevelu : zones occipitales, temporales, centrales et frontales) pour détecter et enregistrer les impulsions électriques de l’activité cérébrale. Ces impulsions retranscrivent la manifestation de l’activité de millions de neurones qui s’activent et s’inactivent à chaque instant selon les processus physiologiques. Notre cerveau peut être considéré, métaphoriquement, comme semblable à la terre, dont les mouvements superficiels et profonds seraient appréhendés par des capteurs électriques situés en divers points du globe, comme c’est le cas dans les laboratoires de géophysique. Les mesures reflètent les fluctuations du potentiel électrique entre différentes parties du cerveau.

Leur fréquence indique le nombre d’ondulation en une seconde (entre 0,5 et 70 Hz ou 0,5 à 70 cycles par secondes – cps). Leur amplitude représente la puissance des impulsions électriques produites par le cerveau (entre 5 et 300 microvolts). Les signaux varient au cours du temps selon les aires du scalp.

Pour comprendre les variations observées de l’EEG, prenons une image.

Sur la grève, les vagues peuvent être de faible amplitude et de fréquence rapide. Cela correspond à des tracés d’éveil actif enregistré les yeux ouverts (beta), ou bien encore lors d’un éveil interne pendant un épisode de sommeil paradoxal.

Les vagues peuvent devenir hautes et fortes mais moins fréquentes que lorsqu’elles sont plus faibles (alpha). Un sujet relaxé yeux fermés aura une activité au niveau de l’occiput de plus grande amplitude que l’éveil actif. Cette forme de tracé témoigne d’une relaxation des aires visuelles occipitales sous-jacentes (J.Ray et H.W Cole)

L’EEG donne donc des informations sur l’état de vigilance, de sommeil, de relaxation de la personne, et bien d’autres choses encore. L’amplitude du signal est proportionnelle au degré de synchronisation de l’activité nerveuse des neurones d’une région donnée du cortex. En effet, quand un groupe de neurones est excité simultanément, leurs faibles signaux électriques s’additionnent et deviennent perceptibles pour les électrodes à la surface du crâne. On peut le comparer à un orchestre dans lequel tous les musiciens se mettraient à jouer la même note, un LA par exemple. À l’opposé, lorsque les stimulations que reçoivent les dendrites d’un groupe de neurones ne sont pas synchronisées, le tracé de l’EEG est faible et irrégulier.

Image : Comparaison décharges synchrones et non synchrones. Neurosciences, Bear, Connors, Paradiso, Éditions Pradel, 2002.

Durant le sommeil profond, les neurones corticaux ne sont plus impliqués dans le traitement de l’information et plusieurs d’entre eux sont en plus stimulés par le même influx lent et rythmique en provenance du thalamus. La synchronisation forte provoque un tracé d’EEG de fortes amplitudes caractéristique des ondes Delta.

Mais quelle est l’origine de cette activité rythmique du cerveau ?

Il semble que la synchronisation des oscillations périodiques dans le cerveau puisse être produite de deux manières différentes. Des neurones peuvent d’abord être activés de manière synchrone parce qu’ils subissent tous l’influence d’un générateur unique, ou pacemaker. Ou alors ils se donnent eux-mêmes le rythme en s’excitant et s’inhibant mutuellement. Si l’on compare une population de neurones à un orchestre, on peut dire que les neurones suivent simplement, dans le premier cas, les indications du chef d’orchestre qui leur propose de faire un LA (cf. Figure a)). Le deuxième cas de figure s’apparenterait plutôt à une séance d’improvisation jazz, où chaque musicien s’accorde aux autres en les écoutant et en les regardant (cf. Figure b)) et ils font spontanément un A. Ou encore lors d’un rappel après un concert, quand les spectateurs applaudissent, il n’est pas rare qu’ils se mettent spontanément à frapper des mains en cadence pour avoir droit à un rappel. Pourtant, personne ne les a coordonnés pour qu’ils arrivent à ce rythme. Comme les gens ne peuvent battre des mains que dans une étroite bande de fréquence, il leur est facile, en entendant un début de rythme se développer, d’accélérer ou de ralentir un peu pour se mettre en phase.

 Image : Schématisation des deux origines possibles de l’activité du cerveau.( Neurosciences, Bear, Connors, Paradiso, Éditions Pradel, 2002.)

Les différents états

Le tableau ci-dessous présente les caractéristiques principales des activités électriques selon les bandes de fréquences qui correspondent à des états de sommeil et de vigilance qui ont été mis au jour par les physiologistes. Il est inspiré de Etevenon (2005[1]) mais complété et réorganisé.

Il ne faut pas prendre les informations contenues dans ce tableau au pied de la lettre. Il existe des sujets qui, les yeux fermés et relaxés, assis dans une chaise longue ne présentent que de petits tracés alpha. Cependant les sujets introvertis enregistrés au repos, yeux fermés, présentent en général un alpha de plus grande amplitude moyenne au niveau des aires occipitales et pariétales postérieures, tandis que les sujets extravertis présentent plus d’activités rapides bêta de faibles amplitudes. Rapidement, les activités thêta, alpha et bêta peuvent se succéder et même se superposer.

Activité électriqueBande de fréquence cycles par seconde : cps ou HzEtatInfos complémentaires
Delta1-4 cpsSommeil à ondes lentes, sommeil profondSeules les fonctions vitales sont assurées par le cerveau. Lorsque l’encéphalogramme affiche un tracé plat, cela signifie la mort cérébrale.  
Thêta4-8Stade 1 d’endormissement, rêverie, sommeil léger, sommeil hypnotiqueZone d’insensibilité à la douleur (les tracés de marcheurs sur le feu ont été enregistrés en Grèce et leur EEG ressemblait à des tracés de sommeil léger avec beaucoup d’activités thêta)
Alpha 1  8-10Attention globale diffuse, relaxéSentiment de bien-être, les deux hémisphères du cerveau fonctionnent ensemble
Alpha 210-12Attention focalisée, éveil interne, yeux fermésActivité mentale d’attention du sujet, qui se remémore intérieurement, par exemple un évènement de sa vie
Alpha 312-14Très proche de l’état d’éveil, yeux fermés  S’active de manière automatique dès que l’on prend une position de relâchement, que l’on est confortablement installé et que l’on ferme les yeux. Le mental et les pensées restent très actifs
Bêta 113-24Éveil actif, yeux ouverts, tâche mentale, tracés d’amplitude faible et de fréquence rapide, éveil externe. (réflexion, étude, apprentissage, etc..)Hémisphère dominant (le gauche dans la plupart des cas) ce qui privilégie le travail analytique et la réflexion.
Bêta 224-40Éveil actif, tâche mentale, hyper-éveilHyperactivité
Gamma30-70Eveil actif, parfois hyper éveil, tâche mentale complexeliées à des activations cérébrales plus intenses qui sont souvent associées à des tâches perceptives et cognitives complexes.

EEG et états de conscience modifiés

Les états de relaxation et de visualisation, appartenant à la catégorie des états de conscience modifiés volontairement sont proches des états d’éveil mais aussi de l’endormissement en sommeil léger et du rêve. C’est par exemple le cas du yoga nidra de Swami Satyananda. Ils en diffèrent cependant et ne sont pas non plus semblables aux états de conscience altérés pathologiques.

Toutes ces méthodes et techniques de relaxation, visualisation et contemplation se pratiquent le plus souvent les yeux fermés, c’est-à-dire en état de repos des aires visuelles. Il n’est donc pas étonnant que des enregistrements EEG montrent une activité alpha postérieure stable dans le temps, abondante en amplitude plus élevée que pour l’éveil calme ordinaire.

Regardons donc de plus près le rythme Alpha, c’est-à-dire le rythme qui est utilisé pour les thérapies de relaxation. Il permet

Il est intéressant de constater que les phénomènes Psi se produisent à la lisière du rêve et de l’état de veille (les phénomènes Psi sont entendus aujourd’hui comme des interactions « esprit-matière » qui ne sont pas explicables par nos systèmes habituels de perception, de cognition ou d’action). Ils concernent souvent le passage des ondes Thêta à Alpha[2].

Benson (2006[3]) montra qu’aux cours d’expériences répétées, dans un environnement tranquille, la répétition d’un son, d’un simple mot usuel, d’une phrase (pas forcément à consonnance spirituelle), tout comme la fixation du regard sur un objet, sans distraction et dans une attitude passive, sans jugement ni critique dans une attitude confortable, pendant 15 à 20 min, suffit à entraîner une réponse de profonde relaxation où la pression artérielle baisse et les taux de lactate circulant dans le sang, ce qui peut être considéré comme anti-stress et anti-fatigue puisque la fatigue musculaire s’accompagne d’une élévation de l’acide lactique.

Des chercheurs ont étudié des pratiquants de yoga nidra avec tomographie à émission de positons. Ils ont montré que la distribution du débit sanguin dans le cerveau différait du groupe contrôle, ainsi qu’un changement du métabolisme régional du glucose cérébral (Herzog 1991[4]).

Lors des activités de méditation avec des concentrations avec support (une image sonore, visuelle ou mentale), l’aspect des tracés EEG peut rester dans l’activité alpha ou bien avec des activités rapides beta entrecoupés de rythmes thêta plus lents qui s’observent aussi au cours des images hypnagogiques de l’endormissement. Mais ces activités restent stables au cours du temps et comme maîtrisées par le sujet tandis qu’elles sont incontrôlables et labiles dans le temps s’il s’agit d’une simple somnolence naturelle. Des poètes comme Michaux (1969) se sont particulièrement intéressés à cet état de rêverie entre l’éveil et le sommeil. Ils l’ont utilisé pour leur créativité artistique dans la mesure où la censure mentale corticale est relâchée, sinon assoupie, et les images et les idées nouvelles affleurent alors spontanément sur l’écran vierge de la conscience. Pierre Etevenon a étudié ainsi deux « grands méditants » :

Le type de méditation, l’expérience du sujet, son vécu subjectif et les conditions extérieures influent sur les résultats. Il est donc difficile d’avoir des groupes homogènes appariés à des groupes contrôle. D’autres chercheurs ont montré que l’attention focalisée ainsi que les processus affectifs peuvent être appris et contrôlés après des milliers d’heures de pratiques d’états méditatifs[5]. Certains états de concentration ou méditation très actives se situent davantage dans les ondes gamma.

Analyse spectrale d’un tracé d’EEG d’éveil calme enregistré en occipital chez un sujet relaxé les yeux fermés. Le spectre de puissance calculé est représenté en décibels (dB) en fonction des fréquences (Hz). L’EEG est décomposé en activités électriques selon les bandes de fréquences qui correspondent aux portions du spectre de puissance (delta, theta, alpha, beta)[6]

J’ai établi ce graph pour simplifier le tableau précédant. On y voit que la méditation surfe sur les mêmes ondes que l’hypnose. Il existe différents niveaux d’hypnose, tout comme il existe différents styles de méditation ou différents niveaux de transe. Dans les séances de thérapie, c’est plutôt l’hypnose légère qui est utilisée, afin que le patient puisse communiquer avec le thérapeute. Dans l’hypnose de spectacle, le stade est plus profond, pour rendre la personne bien plus réceptive et amuser les spectateurs. La capacité à se faire hypnotiser dépend de la capacité à se projeter dans un imaginaire et de sa propension à la détente, qui peut évoluer. L’état sous hypnose ressemble fort à l’état de relaxation très profonde. En méditation, la vigilance est bien plus sollicitée. Après une pratique posturale de yoga, quand je propose parfois une relaxation guidée, je sais maintenant que les élèves sont en quelque sorte en hypnose (sauf s’ils dorment !). C’est une étape très agréable, et utile pour apprendre à se détendre ensuite en méditation, en restant cette fois concentré.

D’autres outils de mesure du cerveau se sont développés depuis l’EEG : Imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf), Tomographie par émission de positons (TEP), magnétoencéphalographie (MEG) Stimulation magnétique transcrânienne (SMT). Elles apportent des informations sur les structures cérébrales et tout ce qui peut venir les perturber, l’activité de certaines régions du cerveau durant certaines tâches, elles permettent de mieux cerner l’anatomie et la fonction d’une aire cérébrale chez un individu particulier. Même si l’EEG est moins ciblée, elle devient de plus accessibles, au point que des particuliers peuvent se l’approprier à des coûts abordables.

La recherche sur les états de conscience se développe de plus en plus grâce aux avancées des neurosciences. On pourrait aboutir à une cartographie de ces états selon différents critères : capacité à se souvenir, degré de vigilance, degré de détente physiologique, activité cérébrale, etc. Mais est-ce la meilleure façon de connaître la conscience ? Faut-il passer plus de temps à méditer et expérimenter des états de conscience ou plus de temps à tenter de comprendre avec les outils de la raison et de la technique ? Je répondrai : les deux si possible ! A la question : ces différents états sont-ils des étapes vers l’éveil, oui s’ils permettent de mieux nous connaître, de mieux cerner le fonctionnement de l’esprit et d’accéder à une connaissance plus large.

Expérience Yoga nidra

La Yoga nidra (yoga onirique) est une pratique de contemplation, pratiquée en position allongée. Dans cette pratique, la personne agit volontairement sur son inconscient en utilisant un “sankalpa” qui est une résolution personnelle. C’est une technique proche de l’hypnose (car guidée et basée sur la focalisation des sensations corporelle et la détente). La sophrologie a aussi puisé dans cette pratique. Tous ces états sont caractérisés par des ondes alpha du cerveau et parfois theta, voire delta si on s’endort ! L’objectif est de rester à la frontière entre veille et sommeil.

Expérience Yoga du sommeil

Les yogis avaient remarqué que la conscience pouvait perdurer jusque dans le sommeil et les rêves. Le yoga sutra I.38 dit que l’on « peut atteindre l’éveil en restant conscient au cœur du sommeil ». Les yogi.es Nigumi et Naropa (XIème siècle) ont codifié le yoga du sommeil et des rêves (cf. les six yoga de Naropa). Les enseignements principaux des yogas du rêve tibétain reposent sur la Tradition orale de Zang Zhung, une instruction couchée par écrit au VIIIe siècle (mais considérablement plus ancienne selon la tradition Bön) et sur le Tantra Mère. Plus récemment la notion de rêve « lucide » a été proposée en 1867 par Léon d’Hervey de Saint-Denys dans son ouvrage Les Rêves et les moyens de les diriger. Dans les années 1980, le scientifique Stephen LaBerge publie des expériences sur les rêves dans lesquels un signal est établi entre rêveurs et expérimentateurs sous la forme de mouvements oculaires pour vérifier leur lucidité. Les techniques consistent à rester lucide et conscient dans le rêve et, plus difficile encore, dans le sommeil profond (cet état s’appelle sushupti). On peut devenir acteur de son rêve pour progresser spirituellement, mentalement, émotionnellement ou même se guérir. Un intérêt de la pratique est de dresser un parallèle entre la vie éveillée et le rêve. Si vous réalisez pendant un rêve que vous êtes le rêve lui-même alors vous pouvez le transformer, et de manière parallèle avec l’état de veille, vous aurez aussi cette possibilité dans votre vie. Le yoga du sommeil a l’avantage de ne prendre trop de temps dans la journée (parfait pour les gens occupés) !

Expérience : l’état de pré-endormissement

Chaque soir nous avons une occasion unique, au moment de l’endormissement, de franchir le seuil de la conscience de veille pour explorer un état alpha : cet état de plénitude qui caractérise le pré-endormissement. Dans cet état, l’intelligence se fait plus subtile, et la conscience plus ouverte, la créativité plus large. Il est possible de découvrir cet état en essayant de rester le plus longtemps possible sur le fil du rasoir, cet état entre la veille et la plongée dans le sommeil.

Le corps capte les informations avant le cerveau

En yoga, on porte une importance autant au corps qu’à l’esprit. C’est une bonne chose car :

« Tout commence par les perceptions. Nous savons qu’elles impliquent l’envoi d’informations des organes des sens vers le cerveau où, ensuite, la représentation d’un objet s’élabore. La plupart d’entre nous supposent, tout à fait naturellement qu’au moment où un objet est perçu et reconnu, une réponse émotionnelle se déclenche, suivie d’une réaction physique. Mais c’est en fait le contraire qui se produit. Au moment où le thalamus fait passer le message plus haut, dans les régions analytiques du cerveau, il envoie simultanément dans la région limbique, un signal d’alerte à l’amygdale qui, gère les réponses émotionnelles et plus particulièrement la peur et la colère. Comme la thalamus et l’amygdale sont très proches ce signal va beaucoup plus vite que le signal transmis au néocortex. L’amygdale met aussitôt en œuvre des réactions physiques qui stimulent le cœur, les poumons, les principaux groupes de muscles des bras, de la poitrine, de l’abdomen et des jambes, ainsi que les organes qui produisent des hormones, comme l’adrénaline. C’est ensuite seulement que la zone analytique du cerveau interprète les réactions physiques comme exprimant une émotion spécifique. » [7]

Donc notre corps réagit avant que le cerveau n’ait analysé l’information.

Et le pranayama ?

Certaines régions du cerveau notamment le tronc cérébral contrôlent des fonctions de survie comme la respiration avec une vitesse et une précision qui échappent à notre perception consciente. Les pranayamas connectent (entre autres) la partie consciente du cerveau aux régions instinctives du tronc cérébral.

La glande pinéale, troisième oeil ?

La glande pinéale, troisième œil ? Certains des neurones de la glande pinéale partagent une origine évolutionnaire commune avec les photorécepteurs de la rétine. Ainsi chez certains reptiles et oiseaux, la glande pinéale qui est située juste sous la surface du crâne, capte l’intensité lumineuse extérieure et permet ainsi d’ajuster le rythme circadien de l’animal4, ce qui fait qu’on la désigne parfois comme le « troisième œil » des vertébrés primitifs5. Pour certains, il s’agit vraiment d’un œil.

Chez nous, la glande pinéale a perdu cette fonction mais elle participe à la régulation des rythmes infradiens liés aux saisons.

La synthèse de la mélatonine se fait dans la glande pinéale en passant par une étape de synthèse de la sérotonine.  La sérontonine est notamment impliquée dans la gestion des humeurs et est associée à l’état de bonheur lorsqu’elle est à un taux équilibré. Elle a un effet antagoniste à celui de la dopaminequi favorise, au contraire, la prise de risque et l’enclenchement du système de récompense.  

D’après les recherches de Rick Strassman sur la DMT, il semblerait que la glande pinéale soit capable d’en produire, en infimes quantités lorsque nous rêvons, et en plus larges quantités lors de notre mort (ce qui le pousse à faire le lien avec les EMI). Mais les quantités semblent trop faibles pour avoir un effet psychotrope.

Dans le Yoga, la glande pinéale est associée, tantôt au chakra Ajna ou 3e œil, tantôt au Sahasrara ou chakra de la couronne, situé au sommet du crâne.


[1] Pierre Etevenon, Bernard Santerre, Tchou, 2005, États de conscience, sophrologie et yoga).

[2] Anthony Morlot. Les drogues numériques et ondes binaurales : I-Doser, phénomène de mode ou réel danger ?. Médecine humaine et pathologie. 2012. ‌hal-02095408).

[3] The relaxation response: Reducing stress and improving cognition in healthy aging adults Complementary Therapies in Clinical Practice 12(3):186-91

[4] Herzog H., Lele V. R., Kuwert T., Langen K.-J., Kops E. R., Feinendegen L. E. (1991). Changed pattern of regional glucose metabolism during yoga meditative relaxation. Neuropsychobiology 23 182–187.

[5]Lutz et all. Long-term meditators self-induce high-amplitude gamma synchrony during mental practice PNAS, November 8, 2004 | 101 (46)

[6] référence de l’image : Pierre Etevenon, Bernard Santerre, Tchou, 2005, États de conscience, sophrologie et yoga).

[7] Mingyour Rinpoché, Bonheur de la méditation. p190 (2010)

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