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Bien qu'une respiration ne dure généralement que quelques secondes, des recherches ont montré que l'activité cérébrale varie selon le type de respiration. Des neuroscientifiques de Northwestern Medicine ont révélé que le rythme respiratoire peut être utilisé pour améliorer l'activité cérébrale humaine et ainsi optimiser le jugement et la mémorisation.
Dans des recherches antérieures, l'étude s'est concentrée sur des patients épileptiques porteurs d'électrodes implantées dans le cerveau en vue d'un traitement chirurgical. Ceci a permis d'obtenir des informations uniques sur l'état mental des sujets grâce à des données électrophysiologiques en temps réel.
Les données ont révélé des modifications aiguës des fonctions cérébrales à chaque fraction de seconde de respiration. Cette activité se produit dans les zones du cerveau impliquées dans le traitement des émotions, de la mémoire et des odeurs.
Cela a conduit les scientifiques à tester comment les schémas de pensée pouvaient évoluer pendant la respiration lorsque les sujets effectuaient une tâche de reconnaissance des émotions. Cette tâche consistait à observer brièvement des images de visages exprimant la peur ou la surprise, et à réagir le plus rapidement possible pour identifier la ou les émotions.
Ces images effrayantes étaient destinées à activer l'amygdale, une zone du cerveau qui traite les émotions, en particulier celles liées à la peur, comme dans une situation de combat ou de fuite.
Lorsqu'on présentait des visages exprimant la peur pendant l'inspiration, ils étaient reconnus beaucoup plus rapidement que pendant l'expiration ou face à des visages surpris. Plus précisément, ces réactions améliorées étaient plus marquées lors d'une respiration nasale que buccale. En résumé, la respiration nasale profonde amplifiait les réactions aux stimuli anxiogènes.
Une autre version de l'expérience a également mis en évidence une amélioration de la mémoire dans les mêmes conditions, l'inhalation nasale produisant à nouveau les effets les plus marqués. Ces résultats suggèrent des fluctuations rapides du fonctionnement de l'amygdale (région émotionnelle) et de l'hippocampe (région de la mémoire) dans le cerveau. Christina Zelano, auteure principale de l'étude, a résumé les résultats.
« L’une des principales conclusions de cette étude est la différence marquée d’activité cérébrale au niveau de l’amygdale et de l’hippocampe lors de l’inspiration par rapport à l’expiration. Nous avons découvert que l’inspiration stimule les neurones du cortex olfactif, de l’amygdale et de l’hippocampe, soit l’ensemble du système limbique. »
Lorsque le rythme respiratoire s'accélère, l'inspiration demande plus d'efforts et dure donc plus longtemps par rapport à l'expiration. Ainsi, en situation de panique ou d'excitation, la mémoire et le traitement émotionnel sont davantage sollicités, ce qui pourrait constituer un avantage évolutif dans les situations dangereuses.
Dans les sports où la pression est forte et où les capacités cognitives sont souvent mises à rude épreuve, la respiration peut aider les athlètes à atteindre un état de performance optimal, voire à réduire leurs temps de réaction. Certains psychologues du sport et entraîneurs insistent sur l'importance de la respiration pour optimiser la performance, ce que cette recherche semble confirmer.
Ces effets pourraient également expliquer l'importance accordée à la respiration profonde pendant la méditation et le yoga, un principe fondamental au cœur de leur pratique. Comme l'explique Zelano : « Lorsque vous inspirez, vous synchronisez en quelque sorte les oscillations cérébrales au sein du système limbique. »
En résumé, le contrôle conscient d'une inspiration nasale plus longue suivie d'une expiration rapide peut optimiser les performances mentales.
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