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Neuroscience

Combiner le comportement et l’EEG pour étudier les effets de la méditation de pleine conscience sur la mémoire épisodique

Published: May 11, 2020 doi: 10.3791/61247
Automatic Translation
1,2, 2, 2, 2
1Department of Psychology, Bowdoin College, 2Program in Neuroscience, Bowdoin College

Summary

Nous présentons ici un protocole pour combiner l’entraînement à la méditation de pleine conscience, une tâche de mémoire épisodique et un EEG pour comprendre les effets comportementaux et neuronaux de la méditation de pleine conscience sur la mémoire épisodique.

Abstract

Bien qu’il y ait eu récemment un intérêt pour la façon dont la méditation de pleine conscience peut affecter la mémoire épisodique ainsi que la structure et le fonctionnement du cerveau, aucune étude n’a examiné les effets comportementaux et neuronaux de la méditation de pleine conscience sur la mémoire épisodique. Nous présentons ici un protocole qui combine l’entraînement à la méditation de pleine conscience, une tâche de mémoire épisodique et un EEG pour examiner comment la méditation de pleine conscience modifie les performances comportementales et les corrélats neuronaux de la mémoire épisodique. Les sujets d’un groupe expérimental de méditation de pleine conscience ont été comparés à un groupe témoin sur liste d’attente. Les sujets du groupe expérimental de méditation de pleine conscience ont passé quatre semaines à s’entraîner et à pratiquer la méditation de pleine conscience. La pleine conscience a été mesurée avant et après l’entraînement à l’aide du questionnaire à cinq facettes sur la pleine conscience (FFMQ). La mémoire épisodique a été mesurée avant et après l’entraînement à l’aide d’une tâche de reconnaissance de source. Au cours de la phase de récupération de la tâche de reconnaissance de source, l’EEG a été enregistré. Les résultats ont montré que la pleine conscience, la performance comportementale de reconnaissance de source et la puissance thêta EEG dans les canaux frontaux droit et pariétal gauche augmentaient après l’entraînement à la méditation de pleine conscience. En outre, l’augmentation de la pleine conscience était corrélée à l’augmentation de la puissance thêta dans les canaux frontaux droits. Par conséquent, les résultats obtenus en combinant l’entraînement à la méditation de pleine conscience, une tâche de mémoire épisodique et l’EEG révèlent les effets comportementaux et neuronaux de la méditation de pleine conscience sur la mémoire épisodique.

Introduction

Il y a eu récemment un intérêt pour la méditation de pleine conscience pour traiter les symptômes de la maladie mentale et améliorer la cognition, mais il reste encore beaucoup de recherches à faire pour comprendre les effets de la méditation de pleine conscience sur la fonction cognitive. Des recherches antérieures ont montré que la méditation de pleine conscience peut réduire les symptômes du stress, de la dépression, du trouble d’anxiété généralisée, des dépendances, du trouble déficitaire de l’attention et des troubles douloureux 1,2,3,4,5,6,7,8,9, ainsi qu’augmenter l’attention et la fonction exécutive 2,3,4 ,5,6,7,10,11,12,13,14,15,16.

Malgré l’intérêt pour les effets de la méditation de pleine conscience sur la cognition, peu de recherches ont été effectuées sur les effets de la méditation de pleine conscience sur la mémoire épisodique17. Compte tenu de la contribution de l’attention et de la fonction exécutive à l’encodage et à la récupération épisodiques, la méditation de pleine conscience devrait également augmenter la mémoire épisodique. Quelques études comportementales récentes ont montré que l’entraînement à la pleine conscience augmente la reconnaissance du souvenir18,19 et le rappel libre20.

En plus des effets comportementaux de la méditation de pleine conscience sur la cognition, des recherches antérieures ont examiné les effets de la méditation de pleine conscience sur le cerveau. Il a été démontré que la méditation de pleine conscience modifie à la fois la structure et la fonction du cerveau. Il est important de noter qu’il a été démontré que la méditation de pleine conscience modifie la structure et la fonction cérébrales dans les réseaux liés à la mémoire épisodique21,22,23; augmentant spécifiquement le volume et l’activité de la matière grise dans le cortex préfrontal 1,24,25,26,27,28,29,30,31,32 et l’hippocampe 25,27,28,33,34,35 ,36,37 ainsi que l’augmentation de la puissance et de la cohérence thêta (4\u20128 Hz) 1,36,38,39,40,41,42,43,44,45.

Par conséquent, des recherches antérieures ont examiné séparément les effets comportementaux de la méditation de pleine conscience sur la mémoire épisodique 17,18,19,20 et les effets neuronaux de la méditation de pleine conscience 1,21,22,23,24,25,26,27,28,29 ,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45 . Afin de comprendre les effets de la méditation de pleine conscience sur la mémoire épisodique et ses corrélats neuronaux, il est important de mesurer à la fois le comportement et l’activité cérébrale pendant la mémoire épisodique. Une méthode pour étudier les corrélats neuronaux de la mémoire épisodique est l’électroencéphalographie (EEG). Nous décrivons ici une méthode pour combiner l’entraînement à la méditation de pleine conscience avec une tâche de mémoire épisodique tout en mesurant l’EEG. En combinant l’entraînement à la méditation de pleine conscience avec des mesures comportementales et neuronales de la mémoire épisodique, nous pouvons mieux comprendre les effets de la méditation de pleine conscience sur la fonction cognitive.

Protocol

Toutes les procédures ont été approuvées par le comité d’examen institutionnel du Bowdoin College, conformément aux lignes directrices fédérales pour la protection des sujets humains.

1. Recrutement des sujets et préparation à l’expérience

  1. Recrutez 40 sujets âgés de 18 à 29 ans qui sont naïfs de méditation, droitiers, parlant couramment l’anglais, avec une vision normale ou corrigée à la normale, sans conditions neurologiques.
    REMARQUE : L’étude des jeunes enfants et des adultes plus âgés nécessiterait une étude distincte selon l’âge. Le développement des lobes frontal et pariétal est important pour effectuer la tâche de mémoire épisodique. Et il y a une variabilité dans l’EEG selon l’âge. L’étude des jeunes enfants et des adultes plus âgés nécessite des tâches cognitives spécifiques à l’âge et des protocoles spécialisés d’enregistrement EEG et d’analyse de données qui ne sont pas pris en compte dans le présent protocole. Ne recrutez que des sujets droitiers pour réduire la variabilité de l’activité EEG.
  2. Assignez au hasard 40 sujets à un groupe expérimental de méditation de pleine conscience ou à un groupe témoin sur liste d’attente pour un total de 20 sujets dans chaque groupe.
  3. Planifiez les séances expérimentales et l’entraînement à la méditation de pleine conscience de manière à ce que le délai entre les séances expérimentales de pré-formation et de post-formation soit égal pour les groupes expérimentaux de méditation de pleine conscience et les groupes témoins sur liste d’attente (voir la figure 1 pour une représentation visuelle des séances).

Figure 1
Figure 1 : Représentation visuelle des séances. Les sujets ont rempli le questionnaire à cinq facettes sur la pleine conscience (FFMQ)46 et ont effectué la tâche de mémoire épisodique pendant que l’EEG était enregistré pendant les séances expérimentales de pré-formation et post-formation. Les sujets ont été assignés au hasard à une formation à la méditation de pleine conscience pendant quatre semaines ou à rester sur une liste d’attente pour être formés à la méditation de pleine conscience. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

  1. Informez les sujets sur les procédures impliquées dans les tests comportementaux, l’enregistrement EEG et la formation à la méditation de pleine conscience. Assurez-vous que les sujets s’abstiennent de pratiquer la méditation en dehors de celles menées pour l’étude de recherche.

2. Questionnaire de pleine conscience

  1. Pour chaque séance expérimentale, demandez aux sujets de remplir le questionnaire à cinq facettes sur la pleine conscience (FFMQ)46 (voir le dossier supplémentaire 1).
  2. Analysez les données de pleine conscience.
    1. Mesurer la pleine conscience de chaque sujet en calculant les scores pour les échelles Total FFMQ ainsi que pour les échelles Observer, Décrire, Conscience, Non juge et Non réactif en additionnant les scores pour chaque sous-échelle (notez que pour certains éléments, la notation doit être inversée (c.-à-d. changer 1 à 5, 2 à 4, 4 à 2 et 5 à 1) selon les instructions de la FFMQ46 (voir les instructions de notation dans le dossier supplémentaire 1).
    2. Comparez le total FFMQ des sujets ainsi que les scores Observer, Décrire, Conscience, Non juge et Non réactif pour le groupe expérimental de méditation de pleine conscience et le groupe témoin de liste d’attente lors de sessions expérimentales pré-formation et post-formation.

3. Tâche de mémoire épisodique

  1. Préparez une liste de 800 adjectifs qui sont assimilés à la fréquence des mots selon les normes de Kucera et Francis47 mots (voir le dossier supplémentaire 2).
  2. Pour chaque session expérimentale, demandez aux sujets de pratiquer la phase d’encodage en présentant 10 mots et en effectuant la tâche d’encodage décrite ci-dessous.
  3. Pour chaque séance expérimentale, demandez aux sujets d’effectuer la phase d’encodage.
    1. Demandez aux sujets d’étudier une liste de 200 adjectifs et de créer une image mentale d’une scène spatiale décrite par l’adjectif (tâche de lieu) ou de réfléchir à la signification du mot et d’évaluer son agrément (tâche agréable).
    2. Après la présentation de chaque mot, demandez aux sujets d’évaluer dans quelle mesure ils ont effectué la tâche d’encodage (voir la figure 2 pour une représentation visuelle de la procédure d’encodage).
  4. Pour chaque session expérimentale, demandez aux sujets de pratiquer la phase de récupération de la source en présentant les 10 mots qui ont été montrés lors de la pratique de codage et cinq nouveaux mots, et d’effectuer la tâche de récupération de la source comme décrit ci-dessous.
  5. Pour chaque session expérimentale, demandez aux sujets d’effectuer la phase de récupération de la source tout en enregistrant l’EEG.
    1. Présentez les 200 mots qui ont été affichés lors de l’encodage mélangés au hasard avec 200 nouveaux mots. Envoyez des horodatages correspondant à chaque condition comportementale à l’enregistrement EEG. Les mots doivent être présentés en 20 blocs pour donner aux sujets des pauses pour reposer leurs yeux.
    2. Lors de la présentation de chaque mot, demandez aux sujets d’indiquer si le mot était nouveau ou s’ils l’ont reconnu comme étant étudié dans la phase d’encodage. Pour les mots reconnus, demandez aux sujets d’indiquer la source, si le mot a été étudié dans la tâche de lieu ou la tâche agréable (voir la figure 2 pour une représentation visuelle de la procédure de récupération de la source).
      REMARQUE: La tâche de mémoire épisodique peut être conçue à l’aide de n’importe quel logiciel conçu pour la recherche comportementale tel que EPrime qui peut envoyer des horodatages à l’enregistrement EEG à l’aide d’événements de tâche (voir Tableau des matériaux). Des tutoriels et des exemples d’expériences sont disponibles en ligne (p. ex., https://pstnet.com, https://step.talkbank.org48).

Figure 2
Figure 2 : Représentation visuelle du paradigme expérimental. Au cours de la tâche de mémoire épisodique, les sujets ont étudié les adjectifs et ont soit imaginé une scène (tâche de lieu), soit jugé son agrément (tâche agréable). Au cours de la phase de récupération des sources, les sujets ont décidé quelle tâche était effectuée avec chaque mot (« Old Place Task » ou « Old Pleasant Task ») ou « New ». Cette figure a été modifiée à partir de Nyhus et al.60. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

  1. Marquez chaque essai en fonction de la condition comportementale et de la réponse du sujet (voir Figure 3 et Figure 4) et analysez les données comportementales de la mémoire épisodique.
    1. Mesurer la capacité des sujets à se souvenir de l’information source en calculant la discrimination des items (item d', voir la figure 3) :
      Z(taux de réussite) – Z (taux de fausses alarmes)
    2. Mesurer la capacité des sujets à se souvenir de l’information sur la source en calculant la discrimination à la source (source d', voir la figure 4).
      Z(débit source correct) – Z(débit source incorrect)
    3. Comparez la discrimination des sujets et de la source (item et source d') pour le groupe expérimental de méditation de pleine conscience et le groupe témoin sur liste d’attente lors de séances expérimentales pré-formation et post-formation.

Figure 3
Figure 3 : Catégories de données incluses dans la mesure de la mémoire des mots. Les essais ont été notés en fonction de l’état comportemental et de la réponse du sujet et utilisés pour calculer la discrimination par item (item d'). Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 4
Figure 4 : Catégories de données incluses dans la mesure de la mémoire source. Les essais ont été notés en fonction de l’état comportemental et de la réponse du sujet et utilisés pour calculer la discrimination à la source (source d'). Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

4. Enregistrement et analyse EEG

  1. Installez le capuchon EEG (voir le tableau des matériaux).
    REMARQUE : Un tutoriel sur le plafonnement EEG et d’autres renseignements utiles sont disponibles dans les ressources en ligne (p. ex., https://pursue.richmond.edu49).
    1. Mesurez la tête du sujet et placez toutes les électrodes sur le capuchon EEG de la bonne taille selon le système international étendu 10-20.
    2. Nettoyez le front du sujet avec une lingette imbibée d’alcool.
    3. Appliquez le capuchon EEG sur la tête du sujet en séparant ses cheveux, puis en insérant un gel conducteur avec une seringue Luer-lock avec une aiguille émoussée.
    4. À l’aide du logiciel d’enregistrement EEG, cliquez sur les impédances et assurez-vous qu’elles sont sous le niveau de résistance recommandé par le système EEG spécifique choisi pour être utilisé par les chercheurs.
    5. Demandez au sujet de rester aussi immobile que possible pendant l’expérience. Montrez au sujet le signal EEG quand il est immobile et quand il cligne des yeux ou fait un mouvement de la mâchoire ou du visage.
  2. Enregistrez l’EEG.
    1. Réglez l’amplificateur EEG avec le logiciel d’enregistrement EEG en cliquant sur modifier l’espace de travail et réglez pour acquérir le signal avec un filtre passe-bande .1\u2012100 Hz et un taux d’échantillonnage de 500 Hz pour tous les sujets.
    2. Démarrez l’enregistrement EEG.
    3. Démarrez la phase de récupération de la source et assurez-vous que les horodatages de la tâche de récupération de la source apparaissent dans l’enregistrement EEG.
  3. Une fois que le sujet a terminé la tâche de récupération de la source, nettoyez le capuchon EEG et les électrodes avec de l’eau désionisée et du désinfectant.
  4. Traiter et analyser les données EEG.
    1. Le filtre passe-haut les données à 1 Hz et le passe-bas filtre les données à 100 Hz.
    2. Identifier et interpoler les canaux défectueux à l’aide des canaux environnants50.
    3. Reréférencer les données à une référence moyenne51.
    4. Segmentez les données relatives au début de chaque horodatage de la tâche d’extraction de la source et soustrayez une période de référence antérieure au stimulus.
    5. Identifiez et supprimez les artefacts dans les données EEG, tels que les artefacts de clignement des yeux et de mouvement oculaire. Détecter et rejeter les essais avec de grands artefacts (fluctuations de tension de plus de 1 000 μV ou données 5 écarts-types au-delà de la norme). Reconstruire l’EEG après avoir effectué une analyse indépendante des composants (ICA)52 et identifié et supprimé les composants de bruit53.
    6. Convertissez les données EEG dans le domaine temps-fréquence sur 100 fréquences espacées logarithmiques de 3 Hz à 125 Hz à l’aide d’une transformation en ondelettes de Morlet, l’ondelette passant de 3 cycles à 3 Hz à 25 cycles à 125 Hz.
    7. Comparez la puissance thêta par rapport à la ligne de base pré-stimulus dans les groupes expérimentaux de méditation de pleine conscience et les groupes témoins sur liste d’attente lors de séances expérimentales de pré-entraînement et post-entraînement dans les canaux frontal droit et pariétal gauche qui montrent des effets lors de la récupération à la source54,55,56,57. Toutes les analyses doivent tenir compte des comparaisons multiples.
      REMARQUE: Les données EEG peuvent être traitées et analysées à l’aide d’un logiciel accessible au public conçu pour le traitement du signal tel que EEGLab58. Des ateliers de formation et des tutoriels EEGLab sont disponibles auprès du Swartz Center for Computational Neuroscience (https://sccn.ucsd.edu/eeglab/index.php).

5. Formation à la méditation de pleine conscience

  1. Embauchez un instructeur de méditation de pleine conscience formé à la technique de réduction du stress basée sur la pleine conscience (MBSR)59.
    REMARQUE : Les instructeurs formés à la technique MBSR peuvent être trouvés en ligne (p. ex. https://www.brown.edu/public-health/mindfulness/programs/mbsr-teacher-recognition).
  2. Demandez aux 20 sujets du groupe expérimental de méditation de pleine conscience de se réunir en groupe pendant une heure chaque semaine pendant quatre semaines avec l’instructeur de méditation de pleine conscience.
    REMARQUE: Le cours MBSR standard dure huit semaines et comprend la conscience de la respiration, la méditation assise, le yoga et les techniques de relaxation. La formation à la méditation de pleine conscience devrait inclure des aspects du cours MBSR standard tels que la conscience de la respiration et la méditation assise (voir le dossier supplémentaire 3). Ces pratiques, qui se rapportent à la focalisation de l’attention et à la fonction exécutive, sont les plus susceptibles de contribuer à la mémoire épisodique.
  3. Demandez aux sujets de pratiquer la méditation de pleine conscience pendant au moins 20 minutes chaque jour en utilisant un enregistrement de méditation guidée de conscience de la respiration fourni par l’instructeur de méditation de pleine conscience.
  4. Suivez la pratique quotidienne de la méditation de pleine conscience en demandant aux sujets combien de minutes ils ont pratiqué la méditation de pleine conscience, ce qu’ils ont fait pendant leur méditation et comment la pratique se déroulait pour eux grâce à des sondages quotidiens envoyés par courrier électronique (voir Tableau des matériaux).
    REMARQUE: Les chercheurs devraient envisager d’exclure les sujets qui ne passent pas beaucoup de temps à pratiquer la méditation de pleine conscience.
  5. Planifiez la séance expérimentale post-entraînement dès que possible après la fin de la formation à la méditation de pleine conscience.
    REMARQUE : Les chercheurs devraient envisager d’exclure les sujets qui ne sont pas en mesure de terminer la séance expérimentale post-formation peu de temps après la fin de la formation à la méditation de pleine conscience. Veuillez contacter des experts en neurosciences cognitives qui utilisent la technique EEG pour des expériences contrôlées randomisées pour plus d’informations.

Representative Results

Des résultats représentatifs sont rapportés pour 40 sujets naïfs de méditation, droitiers et parlant couramment l’anglais (10 sujets masculins et 10 sujets féminins âgés de 18 à 22 ans dans le groupe expérimental de méditation de pleine conscience et 7 sujets masculins et 13 sujets féminins âgés de 18 à 22 ans dans le groupe témoin de liste d’attente). Les données comportementales et EEG ont été analysées à l’aide d’une analyse mixte de la variance (ANOVA) comparant les groupes expérimentaux de méditation de pleine conscience et les groupes témoins sur liste d’attente (expérimentaux, témoins) au fil du temps (avant et après l’entraînement). Tous les tests post-hoc ont été corrigés pour tenir compte de comparaisons multiples.

Questionnaires de pleine conscience
Tout d’abord, l’analyse a évalué si la formation à la méditation de pleine conscience avait été couronnée de succès. Les sujets ont passé beaucoup de temps à pratiquer la méditation de pleine conscience et leur pleine conscience a augmenté selon les mesures de la FFMQ. Plus précisément, il y avait une interaction entre le groupe et le temps pour les échelles FFMQ Total (F(1,38) = 11,15, MSE = 67,67, p <. 01) et une interaction marginale entre le groupe et le temps pour les échelles FFMQ Describe (F(1,38) = 3,35, MSE = 12,26, p = 0,08) et Non-juge (F(1,38) = 3,87, MSE = 15,37, p = 0,06). Les scores ont augmenté de la pré-formation à la post-formation pour les échelles FFMQ Total (F(1,19) = 15,60, MSE = 63,34, p < 0,01), Describe (F(1,19) = 6,36, MSE = 8,44, p = 0,02) et Non-juge (F(1,19) = 10,12, MSE = 8,60, p < 0,01) pour le groupe expérimental de méditation de pleine conscience, tandis que le groupe témoin de liste d’attente n’a pas changé (voir tableau 1).

Expérimental Contrôle
Pré-formation Post-formation Pré-formation Post-formation
Total 128.13 (2.38) 138.07 (3.24) 123.59 (4.19) 121.25 (4.77)
Observer 26.98 (1.16) 28.70 (1.00) 23.83 (1.14) 23.70 (1.26)
Décrire 29.5 (1.36) 31.82 (.99) 27.10 (1.25) 26.55 (1.26)
Conscience 25.25 (1.06) 26.95 (1.12) 25.27 (.94) 24.05 (1.28)
Non-juge 24.65 (1.26) 27.60 (1.40) 27.50 (1.42) 27.00 (2.05)
Non réactif 21.75 (.99) 23.00 (1.08) 19.90 (1.09) 19.95 (1.16)

Tableau 1 : Données du questionnaire à cinq facettes du questionnaire sur la pleine conscience. FFMQ Total ainsi que les scores Observe, Describe, Awareness, Non-judge et Non-Reactive pour l’expérience de méditation de pleine conscience et le groupe témoin de liste d’attente pour la pré-formation par rapport à la session expérimentale post-formation. Les moyennes avec des erreurs types entre parenthèses sont indiquées. Ce tableau a été modifié à partir de Nyhus et al.60.

Mémoire épisodique
Deuxièmement, l’analyse a examiné l’effet de la méditation de pleine conscience sur la performance comportementale de la tâche de mémoire épisodique. L’entraînement à la méditation de pleine conscience a entraîné une augmentation de la mémoire source mesurée par la discrimination de la source (source d'). Bien qu’il n’y ait pas eu d’interaction entre le groupe et le temps (F(1,38) = 1,16, EMS = 0,12, p = 0,29), les comparaisons par paires ont montré que la discrimination à la source augmentait de la pré-formation à la post-formation pour le groupe expérimental de méditation de pleine conscience (F(1,19) = 10,53, MSE = 0,12, p<,01), mais pas pour le groupe témoin de la liste d’attente (voir le tableau 2).

Expérimental Contrôle
Condition Pré-formation Post-formation Pré-formation Post-formation
Frapper Placer la source correcte .66 (.02) .67 (.03) .71 (.03) .69 (.02)
Agréable source correcte .61 (.03) .72 (.03) .64 (.05) .74 (.03)
FA Placer une source incorrecte .34 (.02) .33 (.03) .29 (.03 .31 (.02)
Agrément source incorrecte .39 (.03) .28 (.03) .36 (.05) .26 (.03)
Source d' .70 (.11) 1.06 (.12) 1.04 (.17) 1.23 (.14)
Source c -.06 (.05) .07 (.05) -.12 (.12) .10 (.07)

Tableau 2 : Données comportementales sources. Taux de réussite, taux de fausses alarmes, discrimination à la source (source d') et biais de réponse (source c) pour l’expérience de méditation de pleine conscience et le groupe témoin de liste d’attente pour la pré-formation par rapport à la session expérimentale post-formation. Les moyennes avec des erreurs types entre parenthèses sont indiquées. Ce tableau a été modifié à partir de Nyhus et al.60.

Résultats EEG
Troisièmement, l’analyse EEG a examiné l’effet de la méditation de pleine conscience sur un corrélat neuronal de la mémoire épisodique. Plus précisément, la puissance thêta a été examinée dans les canaux pariétaux frontaux droit et gauche de 1000 à 1500 ms car ces effets ont été trouvés dans des tâches de récupération de sources multiples54,55,56,57. Pour les canaux pariétaux gauches, le groupe interagissait avec le temps (F(1,37) = 9,52, MSE = 0,92, p < 0,01). La puissance thêta a augmenté de la pré-formation à la post-formation pour le groupe expérimental de méditation de pleine conscience (F(1,19) = 17,37, MSE = 0,23, p< 0,01), mais pas pour le groupe témoin de liste d’attente (voir Figure 5).

Figure 5
Figure 5: Effet de la méditation de pleine conscience sur le pouvoir thêta. Le pouvoir thêta pour la méditation de pleine conscience expérimentale et le groupe témoin de liste d’attente pour la pré-formation par rapport à la session expérimentale post-entraînement. (A) Spectrogrammes temps-fréquence à travers les temps et les fréquences dans un canal frontal droit. (B) Spectrogrammes temps-fréquence à travers les temps et les fréquences dans un canal pariétal gauche. (C) Puissance thêta sur tous les canaux de 1000 à 1500 ms et différences entre la pré-formation et la post-formation. (C) Marques noires * analysées canaux dans les régions frontales droites et pariétales gauches. Échelle de couleurs : changement de décibels entre la ligne de base pré-stimulus et la valeur p des différences de pré-entraînement à post-entraînement. Cette figure a été modifiée à partir de Nyhus et al.60. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Enfin, la corrélation entre les changements dans la pleine conscience et les changements dans la performance comportementale de la mémoire épisodique et l’EEG a été examinée dans le groupe expérimental de méditation de pleine conscience. Il y avait une corrélation positive entre les augmentations des scores FFMQ Describe de la pré-formation à la post-formation et les augmentations de puissance thêta EEG de la pré-formation à la post-formation dans les canaux frontaux droits (r = 0,72, n = 20, p < 0,01, bilatéral, corrigé de Bonferrroni ; voir Figure 6).

Figure 6
Figure 6 : Corrélation entre les changements de FFMQ et de puissance thêta. Corrélation entre la différence moyenne de puissance thêta entre le pré-entraînement et le post-entraînement pour les coups et les rejets corrects dans les canaux frontaux droits et la différence dans FFMQ Décrire les scores entre pré-entraînement et post-entraînement. Cette figure a été modifiée à partir de Nyhus et al.60. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Fichier supplémentaire 1. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.

Dossier supplémentaire 2. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.

Dossier supplémentaire 3. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.

Discussion

Le protocole actuel a fourni la première preuve que la méditation de pleine conscience peut augmenter la mémoire source et les oscillations thêta. En combinant la formation à la méditation de pleine conscience avec des mesures comportementales et neuronales, nous sommes mieux en mesure de comprendre les effets de la méditation de pleine conscience sur la mémoire épisodique et ses corrélats neuronaux.

Bien que des recherches antérieures aient examiné séparément les effets comportementaux de la méditation de pleine conscience sur la mémoire épisodique 17,18,19,20 et les effets neuronaux de la méditation de pleine conscience 1,21,22,23,24,25,26,27,28,29 ,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45 , aucune étude n’a combiné le comportement et l’EEG au cours de la mémoire épisodique. En outre, des recherches antérieures sur la méditation de pleine conscience ont souvent étudié les méditants experts 1,17,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,32,33,35, 36,37,38,39,40,41,43,44 et risque donc un biais d’autosélection. En utilisant un plan longitudinal avec des groupes de méditation de pleine conscience et des groupes témoins sur liste d’attente assignés au hasard, nous étions mieux en mesure de contrôler les différences de groupe. Enfin, des recherches antérieures sur la méditation de pleine conscience ont souvent utilisé le cours MBSR complet de 8 semaines, mais la présente étude a montré des effets significatifs avec seulement 4 semaines de formation à la méditation de pleine conscience.

Il y a eu un certain nombre d’étapes clés dans la mise en œuvre réussie de ces méthodes. Tout d’abord, l’assignation aléatoire au groupe expérimental de méditation de pleine conscience ou au groupe témoin sur liste d’attente était essentielle pour s’assurer que les groupes étaient à peu près égaux. Deuxièmement, il était important d’axer la formation à la méditation de pleine conscience sur les aspects du cours MBSR liés à la concentration de l’attention et des fonctions exécutives (par exemple, la conscience de la respiration), car ils sont les plus susceptibles de contribuer à la mémoire épisodique. Troisièmement, il était important que les sujets passent beaucoup de temps à pratiquer la méditation de pleine conscience et à rapporter avec précision le temps qu’ils passaient à méditer chaque jour. Quatrièmement, il était important d’assimiler le temps entre les séances expérimentales de pré-formation et de post-formation entre les groupes expérimentaux de méditation de pleine conscience et les groupes témoins sur liste d’attente afin de contrôler le moment et de planifier la séance expérimentale post-formation dès que possible après la formation à la méditation de pleine conscience afin que les effets de l’entraînement à la méditation de pleine conscience ne se dissipent pas avant le test. Cinquièmement, il est probable que la méditation de pleine conscience affecte la mémoire épisodique en augmentant l’attention et la fonction exécutive. Par conséquent, il était important d’utiliser une tâche de mémoire épisodique qui nécessite une fonction exécutive telle que la mémoire source. Enfin, il est important d’obtenir des données EEG de haute qualité exemptes d’artefacts.

Bien que cette méthode présente des avantages par rapport aux méthodes existantes, il convient de noter quelques limites. L’effet de la méditation de pleine conscience sur la mémoire source était faible. Cela aurait pu résulter de l’utilisation de sujets qui étaient de jeunes adultes en bonne santé avec de bonnes performances de mémoire ou du temps limité que les sujets ont passé à pratiquer la méditation de pleine conscience. La formation de méditation de pleine conscience de 4 semaines était plus courte que le cours MBSR standard de 8 semaines et, en moyenne, les sujets n’ont pas déclaré passer les 20 minutes complètes à pratiquer la méditation de pleine conscience chaque jour. De plus, il n’y avait pas de groupe témoin actif, il n’est donc pas clair comment la méditation de pleine conscience se compare à d’autres traitements pour stimuler la mémoire source ou les oscillations thêta. Enfin, les méthodes d’analyse EEG utilisées ici ne séparent pas la contribution de la puissance oscillatoire périodique de la puissance non oscillatoire apériodique 1/f qui peut affecter l’interprétation des résultats. Par conséquent, les recherches futures devraient envisager d’utiliser des sujets ayant une capacité de mémoire plus faible, de mettre en œuvre le cours MBSR complet de 8 semaines, d’utiliser une condition de contrôle actif et d’utiliser des méthodes d’analyse nouvellement développées qui séparent l’activité oscillatoire et l’activité non oscillatoire 1/f61.

Par conséquent, les méthodes actuelles ont réussi à combiner le comportement et l’EEG pour étudier les effets de la méditation de pleine conscience sur la mémoire épisodique. Les recherches futures devraient utiliser ces méthodes pour comparer la méditation de pleine conscience avec d’autres traitements qui ont été montrés pour améliorer la mémoire épisodique et modifier la structure et la fonction du cerveau. En outre, les recherches futures devraient combiner des mesures comportementales et neuronales pour examiner les effets de la méditation de pleine conscience sur d’autres facettes de la cognition. En combinant des mesures comportementales et neuronales et en comparant la méditation de pleine conscience à des traitements alternatifs, nous serons mieux en mesure de déterminer les traitements les plus prometteurs pour l’amélioration cognitive.

Disclosures

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Acknowledgments

Ce travail a été soutenu par l’administration du Bowdoin College et la Bowdoin Life Sciences Research Fellowship, le Peter J. Grua and Mary G. O’Connell Faculty/Student Research Award et le Kufe Family Student Research Fellowship. Nous remercions Benjamin Tipton d’avoir dirigé le cours de méditation de pleine conscience et Hannah Reese pour son aide à la conception et à l’analyse des expériences.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
BrainVision actiCHamp Brain Products GmbH, Gilching, Germany BP-09020 64-channel EEG system
BrainVision Recorder Brain Products GmbH, Gilching, Germany BP-00020 EEG recording software for EEG data acquisition
E-Prime 2.0 Professional Psychology Software Tools, Inc., Sharpsburg, PA PST-100577 Software designed for behavioral research that can interface with the EEG recording
Qualtrics Qualtrics, Provo, UT Core XM Survey tool

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Neurosciences numéro 159 Comportement méditation de pleine conscience mémoire épisodique récupération de la mémoire EEG oscillations thêta
Combiner le comportement et l’EEG pour étudier les effets de la méditation de pleine conscience sur la mémoire épisodique
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Nyhus, E., Engel, W. A., Pitfield,… More

Nyhus, E., Engel, W. A., Pitfield, T. D., Vakkur, I. M. W. Combining Behavior and EEG to Study the Effects of Mindfulness Meditation on Episodic Memory. J. Vis. Exp. (159), e61247, doi:10.3791/61247 (2020).

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