La neuroscience de la pensée proactive vs hyper-réactive

Le traitement cognitif hyper réactif est lié à une mauvaise organisation de la matière blanche.

Source: adike / Shutterstock

Récemment, une équipe internationale de chercheurs a identifié que la connectivité robuste de la matière blanche entre des régions cérébrales spécifiques est la clé de l’intelligence fluide et de la réflexion proactive. À l’inverse, les scientifiques ont découvert que le traitement par contrôle cognitif hyper réactif était lié à l’anxiété et à la mauvaise organisation de la matière blanche. Ces résultats sont publiés dans le dernier numéro de la revue NeuroImage .

Cette étude a été menée par Alexander Olsen, qui est professeur associé au Département de psychologie et directeur du laboratoire de neurosciences cliniques à l’Université norvégienne des sciences et de la technologie (NTNU). Olsen est également neuropsychologue clinique à l’hôpital St. Olavs de l’université de Trondheim. Dans de nombreux projets de recherche, Olsen collabore avec le Center for Early Brain Development et Asta Kristine Håberg du Trondheim IRM Group, ainsi qu’avec d’autres experts du Imaging Genetics Center de l’Université de Californie du Sud, à l’Institut de neuroimagerie et d’informatique Stevens.

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Quelle est la différence entre la pensée proactive et la pensée hyper-réactive?

Le cerveau humain utilise un système proactif et un système réactif pour naviguer dans la vie quotidienne et effectuer diverses tâches de réflexion. Le système proactif repose sur une intelligence fluide pour relier les points des différentes pièces mobiles et proposer un plan de jeu simplifié. D’un autre côté, le système réactif se débrouille pour se réorienter lorsque le cerveau est pris au dépourvu et doit être résolu rapidement dans des situations apparemment nouvelles.

“Le cerveau travaille constamment à créer un sens grâce au flot d’informations qui nous parvient chaque minute de notre journée”, a expliqué Olsen dans un communiqué. “Le système réactif se déclenche lorsque quelque chose se produit qui n’est pas attendu. Ensuite, vous devez adapter votre comportement et réagir aux nouvelles informations. Vous devez jeter votre ancien plan et proposer un nouveau plan. ”

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Le radiologue en chef Bjarte Snekvik et le professeur associé Alexander Olsen de l’Université norvégienne des sciences et de la technologie (NTNU) illustrent comment les sujets de l’étude effectuent la tâche IRM (la personne sur la photo n’était pas un participant à l’étude). Les participants à l’étude ont utilisé des boutons de réponse spécialement conçus (comme indiqué) et pouvaient voir la tâche via des lunettes vidéo.

Source: Geir Mogen / NTNU

Pour cette étude, Olsen et al. recruté des participants à partir d’une étude à long terme en cours sur l’impact de l’insuffisance pondérale à la naissance à différentes étapes de la vie. Leur objectif était de mieux comprendre les conséquences potentielles de la FHVP sur le contrôle cognitif et le traitement cognitif hyper réactif à l’âge adulte. Les participants à l’étude avaient entre 22 et 24 ans. La cohorte de VLBW était associée à un groupe témoin en bonne santé du même âge. Les participants des deux groupes ont été surveillés en utilisant la neuroimagerie avancée par IRMf, car ils répondaient à divers indices conçus pour provoquer des réponses cérébrales proactives et / ou réactives.

Bien que les participants à l’étude VLBW aient finalement terminé les tâches dans l’IRMf ainsi que les cohortes de poids de naissance en bonne santé, ils comptaient beaucoup plus sur l’activation du cerveau réactif pendant le processus que sur la pensée proactive. Notamment, cette signature d’activation cérébrale hyper-réactive était accompagnée d’une organisation plus faible de la substance blanche, d’une intelligence liquidienne inférieure et de taux d’anxiété plus élevés.

“Leurs cerveaux ont réagi comme s’ils rencontraient quelque chose de nouveau à chaque fois”, a déclaré Olsen. “Cela suggère que leur cerveau est hypervigilant en raison de l’organisation sous-optimale du système nerveux central. Une interprétation est qu’ils sont moins préparés et plus surpris à chaque fois, ce qui pourrait créer plus de problèmes d’anxiété. ”

Les zones jaune orangé montrent que les personnes de faible poids à la naissance ont un contrôle cognitif moins proactif (maintien de la stabilité des tâches) dans le cerveau. Les zones bleues / bleu clair montrent où elles avaient un contrôle cognitif plus réactif (contrôle adaptatif des tâches) par rapport au groupe de contrôle du poids de naissance normal.

Source: Gracieuseté de Alexander Olsen / NeuroImage

L’un des points les plus importants de cette recherche est qu’une mauvaise organisation de la matière blanche peut donner lieu à trop d’attention à des stimuli non pertinents. Les signatures d’activation cérébrale hyper-réactives sont associées à une modulation descendante atypique du contrôle cognitif proactif. Idéalement, vous voulez maintenir un équilibre bien régulé entre un comportement de planification proactive et la capacité de rester agile et de réagir rapidement à des circonstances imprévues en utilisant des processus de contrôle cognitif réactifs.

Comment quelqu’un peut-il devenir plus proactif et moins réactif dans la vie quotidienne?

Sur le plan clinique, Alexander Olsen se concentre sur l’évaluation neuropsychologique des enfants, des adolescents et des adultes atteints de lésions cérébrales acquises. Une partie de ses recherches en cours vise à identifier les composants d’interventions de neuroréhabilitation efficaces en utilisant des techniques de neuroimagerie de pointe associées à des mesures neurocognitives et à d’autres mesures cliniques.

Comme Olsen est à la fois chercheur et neuropsychologue clinique, il cherche toujours des moyens de relier ses découvertes en laboratoire à des situations réelles. “Lorsque nous travaillons avec des personnes souffrant de dysfonctionnements cognitifs ou de problèmes d’anxiété, nous essayons de les aider à être plus proactifs dans la préparation à certaines situations, afin de ne pas avoir autant besoin de solutions réactives”, a déclaré Olsen. «Lorsque vous travaillez avec une thérapie cognitivo-comportementale ou une réadaptation cognitive, vous travaillez à structurer la vie des gens, ils ne doivent donc pas trop compter sur leur traitement de contrôle cognitif en ligne. Créer une structure et une routine dans votre vie libère des ressources de contrôle cognitif qui peuvent être utilisées de manière plus efficace pour faire face à des choses qui ne peuvent pas être planifiées. ”

Quand j’avais dix-sept ans, je suis devenue beaucoup plus proactive et moins hyper réactive après avoir découvert mon amour de la course et commencé à m’entraîner régulièrement. Adolescente souffrant de symptômes de dépression et de troubles anxieux, la course à pied a transformé ma vie. Sur la base de cette expérience anecdotique transformatrice, j’étais curieux de savoir si Olsen avait des preuves cliniques que l’exercice aérobie pourrait être une intervention efficace pour rendre les gens de tous les horizons plus proactifs et moins réactifs.

Dans un courrier électronique adressé hier à Alexander Olsen, j’ai écrit: “En tant qu’adolescent, je me suis rendu compte qu’il s’agissait d’un adolescent cynique et dépressif qui souffrait d’une anxiété invalidante à devenir un ambitieux, qui se réveillait est devenu une partie de ma routine quotidienne. Je sais aussi qu’il existe des preuves empiriques que l’exercice aérobie améliore le volume de matière grise et l’intégrité de la substance blanche / la connectivité fonctionnelle au cours de la vie humaine. “(Par exemple, la forme aérobie est associée à une plus grande intégrité de la matière blanche)

Sur la base de mon expérience personnelle et des preuves empiriques reliant l’exercice physique et l’amélioration de la matière blanche, j’ai demandé à Olsen: « Pensez-vous que l’activité physique modérée à vigoureuse régulière et l’amélioration de la forme cardiorespiratoire pourraient stimuler le contrôle cognitif l’intégrité de la matière (et également la structure et la routine quotidiennes)? ”

Olsen a répondu rapidement par e-mail, “C’est une excellente question, et ma réponse courte est OUI, je crois que vous avez raison! C’est en fait une question de recherche que nous souhaitons poursuivre dans nos travaux futurs. ”

En plus de cette courte réponse, Olsen a développé mon enquête initiale dans un courrier électronique ultérieur beaucoup plus détaillé. Je partage le contenu de sa réponse dans son intégralité avec les lecteurs de Psychology Today car il y a tellement de matière à réflexion.

Vous trouverez ci-dessous les idées et hypothèses d’Alexander Olsen sur la neuroscience de l’amélioration de la fonction de contrôle cognitif par une activité physique modérée à vigoureuse qu’il a partagée avec moi dans un courriel:

“Comme vous le mentionnez, il y a de la science pour soutenir cela, cependant, il y a un long chemin à parcourir avant de comprendre complètement les mécanismes sous-jacents. Le dysfonctionnement du contrôle cognitif semble être un phénomène transdiagnostique, lié au devenir du patient dans diverses conditions neurologiques et psychiatriques (et au fonctionnement / à la qualité de vie des individus «sains»).

L’amélioration de la fonction de contrôle cognitif ou la réduction des conséquences du dysfonctionnement du contrôle cognitif (par exemple, la compensation de la pensée grâce à de nouvelles stratégies) peut donc constituer une cible efficace pour les interventions. Je crois que l’exercice aérobie est une intervention très intéressante et prometteuse pour améliorer la fonction de contrôle cognitif.

En fait, afin d’étudier les mécanismes de base impliqués dans les avantages potentiels de l’exercice aérobie sur la fonction de contrôle cognitif, nous avons récemment effectué une étude utilisant le même type de tâche que celle utilisée dans l’étude IRMf. Dans cette étude, nous avons étudié les effets aigus de différents niveaux d’exercice aérobique sur cette tâche.

Le résultat le plus intéressant de cette étude était que le temps de réaction post-exercice sur la tâche de contrôle cognitif diminuait linéairement avec une intensité d’exercice accrue, indiquant qu’une intensité d’exercice plus élevée pouvait être associée à des processus facilitant l’efficacité neuronale (et un traitement de contrôle cognitif potentiellement proactif). nous ne le savons pas car nous n’avons pas effectué d’IRMf dans cette étude). Cet effet a semblé être transitoire, cependant, lorsque le temps de réaction est revenu à des niveaux normaux dans les 20 minutes suivant la séance d’exercice.

Il existe de nombreuses études montrant que les personnes qui font plus d’exercice ont également un meilleur contrôle cognitif. Cependant, dans beaucoup de ces études, il n’est pas possible de déterminer si les personnes ont une meilleure fonction de contrôle cognitif parce qu’elles font plus d’exercice ou si elles exercent davantage parce qu’elles ont une meilleure fonction de contrôle cognitif …

Notre étude et d’autres études similaires soutiennent que l’exercice lui-même peut effectivement provoquer une meilleure fonction de contrôle cognitif. Bien que les effets de notre étude aient été transitoires, ils peuvent refléter des processus bénéfiques pour optimiser les fonctions cérébrales et faciliter ainsi potentiellement la plasticité neuronale et l’organisation de la substance blanche (particulièrement si elle se répète avec le temps).

Nous avons publié un article en 2017 intitulé «Effets de l’intensité de l’exercice sur les fonctions de contrôle cognitif pendant et après le fonctionnement du tapis roulant chez les jeunes adultes en santé», où nous discutons plus en détail des résultats.

Ainsi, il existe des preuves soutenant que l’exercice aérobie est bénéfique pour la fonction de contrôle cognitif. Comment cela affecte l’équilibre entre les systèmes proactifs et réactifs est toujours une question ouverte. Mon hypothèse est qu’elle serait associée à un changement vers une signature d’activation cérébrale plus proactive, comme cela a été le cas auparavant (y compris dans notre étude) en raison des effets bénéfiques généralement liés à l’exercice en général (par exemple, moins d’anxiété).

Nous avons également examiné les systèmes proactifs (maintenance stable des tâches) et réactifs (contrôle adaptatif des tâches) et comment ils sont modifiés après une lésion cérébrale traumatique dans le cadre d’une étude, «Modifications des contrôles cognitifs après une lésion cérébrale traumatique modérée Leur relation avec la gravité des blessures et la fonction de la vie quotidienne. ”

Alex, merci pour votre dévouement à cette recherche et pour avoir pris le temps de partager ces précieuses informations avec moi et avec les lecteurs de Psychology Today. Très appréciée!

Les références

Alexander Olsen, Emily L. Dennis, Kari Anne I. Evensen, Ingrid Marie Husby Hollund, Gro CC Løhaugen, Paul M. Thompson, Ann Mari Brubakk, Eikenes en direct, Asta K. Håberg. “La naissance prématurée mène au traitement de contrôle cognitif hyper-réactif et à l’organisation de la matière blanche pauvre à l’âge adulte.” NeuroImage . Volume 167, 15 février 2018, pages 419 à 428. DOI: 10.1016 / j.neuroimage.2017.11.055

Martin Wohlwend, Alexander Olsen, Asta K. Håberg et Helen S. Palmer. “Exercer des effets dépendant de l’intensité sur la fonction de contrôle cognitif pendant et après un tapis roulant aigu chez de jeunes adultes en bonne santé.” Frontiers in Psychology (2017) DOI: 10.3389 / fpsyg.2017.00406

Alexander Olsen, Jan Ferenc Brunner, Kari Anne Indredavik Evensen, Torun Gangaune Finnanger, Anne Vik, Toril Skandse, Nils Inge Landrø, Asta Kristine Håberg. “Activations altérées du contrôle cognitif après une lésion cérébrale traumatique modérée à sévère et leur relation avec la gravité des blessures et les fonctions de la vie quotidienne.” Cerebral Cortex (2014) DOI: 10.1093 / cercor / bhu023

Laura Chaddock-Heyman, Kirk I. Erickson, Joseph L. Holtrop, Michelle W. Voss, Matthew B. Pontifex, Lauren B. Raine, Charles H. Hillman et Arthur F. Kramer. “La forme aérobie est associée à une plus grande intégrité de la matière blanche chez les enfants.” Frontiers in Human Neuroscience (2014) DOI: 10.3389 / fpsyg.2017.00406