Votre cerveau ne traite pas le monde de manière stable et continue. Chaque fois que votre cœur se contracte, environ une fois par seconde, il envoie une vague de signaux afférents par le nerf vague et le tronc cérébral jusqu’au cortex, entrant en compétition pour les mêmes ressources neuronales limitées qui traitent ce que vous voyez, entendez et ressentez. Une nouvelle étude publiée dans NeuroImage par Qiaoyue Ren, Simone Schütz-Bosbach et leurs collègues de l’Université LMU de Munich apporte l’une des preuves les plus claires à ce jour que cette compétition est mesurable, systématique et largement invisible pour les méthodes actuelles des neurosciences.
Cette découverte remet en cause une hypothèse fondamentale des neurosciences cognitives : que les réponses du cerveau aux stimuli externes peuvent être mesurées indépendamment de son état physiologique interne.
L’expérience : marquer la vision par la fréquence
Ren et ses collègues ont utilisé une technique appelée potentiels évoqués visuels en régime permanent (SSVEP), des stimuli visuels vacillants à des fréquences spécifiques qui produisent des oscillations neurales mesurables dans le cortex visuel. Trente-deux participants ont observé deux groupes de points en mouvement, l’un vacillant à 7,5 Hz et l’autre à 10 Hz. Les points étaient superposés, mais les fréquences distinctes permettaient aux chercheurs de suivre indépendamment les réponses neurales à chaque groupe.
La manipulation critique était le moment choisi. Un groupe de points changeait de direction pendant la systole cardiaque, 290 millisecondes après le pic R de l’ECG, lorsque les ventricules se contractent et que les barorécepteurs de la crosse aortique et des sinus carotidiens s’activent le plus fortement. L’autre groupe changeait de direction entre les battements cardiaques (diastole), lorsque les signaux cardiaques sont les plus faibles. Une condition de contrôle faisait que les changements de direction se produisaient à des moments aléatoires, non liés au cycle cardiaque. La tâche des participants, détecter un bref changement de couleur, n’était pas liée au rythme cardiaque.
Les résultats étaient frappants. L’amplitude des SSVEP était significativement plus faible pour les stimuli coïncidant avec la systole et significativement plus élevée pour les stimuli coïncidant avec la diastole, par rapport au contrôle non couplé. Le rythme cardiaque entrait en compétition avec l’entrée visuelle, et lorsque le signal cardiaque était le plus fort, la vision perdait.
Des effets à plus long terme renforçaient ce schéma. Lorsque les stimuli visuels étaient systématiquement couplés à la systole au fil des essais, les participants montraient un potentiel évoqué cardiaque (HEP) plus important, la signature EEG du cerveau qui suit son propre cœur, et une composante N2 (une réponse visuelle évoquée au changement de couleur) correspondamment plus petite. L’augmentation du HEP prédisait directement la diminution du N2 : plus de traitement intéroceptif signifiait moins de traitement extéroceptif.
L’hypothèse des barorécepteurs
Ce résultat s’inscrit dans un cadre théorique remontant aux années 1970, lorsque John et Beatrice Lacey ont proposé l’hypothèse des barorécepteurs. Les barorécepteurs, des neurones sensibles à l’étirement dans la crosse aortique et les sinus carotidiens, répondent à la poussée de pression artérielle pendant la systole cardiaque. Leurs signaux ascendants voyagent à travers le noyau du tractus solitaire (NTS) dans le tronc cérébral, puis vers le thalamus et de là vers l’insula et les régions fronto-corticales. Cette voie supprime largement l’activité sensorimotrice corticale pendant la systole, probablement dans le cadre d’un mécanisme homéostatique priorisant la surveillance de l’état interne sur les entrées externes.
Ren et ses collègues interprètent leurs résultats comme un soutien à un « cadre de compromis », des déplacements spontanés de l’attention entre l’intéroception (perception du corps interne) et l’extéroception (perception du monde externe), médiés par le cycle cardiaque. Le rythme cardiaque n’accompagne pas simplement la perception ; il la module, battement après battement.
Le problème de l’IRMf
Les implications s’étendent au-delà de l’EEG. L’IRM fonctionnelle (IRMf), le cheval de bataille des neurosciences cognitives humaines, mesure le signal BOLD (dépendant du niveau d’oxygène sanguin), qui est extrêmement sensible au flux sanguin. Une revue de Kandimalla et al. dans NeuroImage (2025, DOI: 10.1016/j.neuroimage.2024.121000) documente le problème : les signaux liés au cœur sont organisés spatialement et étendus, chevauchant les véritables réseaux neuronaux, en particulier les réseaux de l’état de repos qui sont au centre de nombreuses recherches en IRMf. Les méthodes de correction standard, telles que RETROICOR et la régression du signal global, ne parviennent pas à prendre pleinement en compte ces signaux car les contributions cardiaques sont structurées, et non aléatoires.
Le résultat est un facteur de confusion systématique : les différences de connectivité fonctionnelle entre les groupes ou les conditions pourraient refléter de véritables différences neuronales, des différences dans la fonction cardiaque, ou les deux. Comme le dit Lisa Feldman Barrett, neuroscientifique à l’Université Northeastern, citée dans l’article d’accompagnement de Science AAAS : « La fonction cardiaque n’est jamais sans importance pour aucune tâche. »
Un appel à la réforme méthodologique
Cette découverte ajoute de l’urgence à un mouvement croissant au sein des neurosciences visant à traiter les signaux physiologiques non pas comme du bruit à filtrer, mais comme une partie intégrante des données. Une revue systématique de Steinfath et al. publiée dans Psychophysiology (2026, DOI: 10.1111/psyp.70297) a examiné 132 études sur les potentiels évoqués cardiaques et a constaté que les méthodes variaient tellement, et étaient si rarement complètement rapportées, que les résultats ne pouvaient pas être comparés ou reproduits de manière fiable entre les laboratoires. Moins de 33 % des études avaient une puissance statistique suffisante. Les auteurs ont publié une liste de contrôle pour les rapports et une base de données de bonnes pratiques pour standardiser le domaine.
Pour l’IRMf spécifiquement, l’enseignement à retenir est que les chercheurs devraient enregistrer systématiquement l’ECG et la respiration pendant toutes les analyses, randomiser le moment des stimuli sur l’ensemble du cycle cardiaque, et rapporter explicitement comment les signaux liés au rythme cardiaque ont été traités dans l’analyse.
Ce que cela signifie pour la perception et la conscience
Le rôle du rythme cardiaque dans la formation de la perception pourrait s’étendre au-delà d’une simple suppression. Les travaux de Catherine Tallon-Baudry et ses collègues (Azzalini et al., Trends in Cognitive Sciences, 2019) ont soutenu que les réponses neurales aux battements cardiaques pourraient être impliquées dans la génération du sentiment de soi en tant qu’agent incarné, la perspective continue à la première personne qui caractérise l’expérience consciente. Le rythme cardiaque fournit un cadre de référence rythmique qui ancre la dynamique spontanée du cerveau. Si la réponse du cerveau au monde dépend de l’endroit où l’on se trouve dans son cycle cardiaque, alors la conscience elle-même pourrait être, au moins en partie, une conversation entre le cœur et le cerveau.
Sur le plan clinique, ces résultats sont pertinents pour l’anxiété, la dépression et le SSPT, des conditions où la régulation cérébrale du corps est perturbée et où le traitement intéroceptif est connu pour être altéré. Sarah Garfinkel à l’University College London a montré que l’entraînement des personnes à mieux percevoir leurs signaux cardiaques peut améliorer la régulation émotionnelle dans ces conditions. Comprendre les mécanismes neuronaux précis du compromis entre le rythme cardiaque et la perception pourrait éclairer des interventions ciblées.
Sources :
Ren Q, Marshall AC, Liu J, Schütz-Bosbach S. “Listen to your heart: Trade-off between cardiac interoceptive processing and visual exteroceptive processing.” NeuroImage, Vol. 299, 120808 (2024). DOI: 10.1016/j.neuroimage.2024.120808
Steinfath M, et al. “Heartbeat-Evoked Responses in M/EEG: A Systematic Review of Methods with Suggestions for Analysis and Reporting.” Psychophysiology, Vol. 63, No. 4, e70297 (2026). DOI: 10.1111/psyp.70297
Kandimalla A, et al. “Cardiorespiratory dynamics in the brain: Review on the significance of cardiovascular and respiratory correlates in functional MRI signal.” NeuroImage, Vol. 306, 121000 (2025). DOI: 10.1016/j.neuroimage.2024.121000
[Science AAAS] Williams C. “Your heartbeat quietly shapes how your brain processes information.” Science, June 2026. https://www.science.org/content/article/your-heartbeat-quietly-shapes-how-your-brain-processes-information
Traduit par Lydie