Fragmentation du rythme cardiaque : une nouvelle fenêtre sur la charge allostatique et la résilience au stress

De nouvelles recherches menées par Chan et Andersen (2025) introduisent une mesure cardiaque émergente — la fragmentation du rythme cardiaque (FRC) — comme biomarqueur prometteur pour évaluer la charge allostatique (CA), c’est-à-dire l’usure cumulative du système de régulation du stress de l’organisme. En s’appuyant sur les modèles de la charge allostatique et de l’intégration neurovégétative (NVI), cette étude explore comment la FRC peut distinguer les phases de réactivité et de récupération face au stress, permettant potentiellement d’identifier des déséquilibres précoces chez des individus ne présentant pas encore de symptômes cliniques.

Le modèle de la charge allostatique, proposé par McEwen et Stellar (1993), explique comment l’activation chronique des réponses au stress perturbe progressivement l’homéostasie corporelle, entraînant des troubles physiques et psychiques — des maladies cardiovasculaires à l’anxiété et la dépression. Traditionnellement, les chercheurs ont utilisé la variabilité du rythme cardiaque (VRC) pour évaluer la régulation adaptative via le tonus vagal. Cependant, les mesures de la VRC peuvent manquer de fiabilité en dehors des conditions de laboratoire et sont influencées par des facteurs comme l’âge, la respiration ou la posture corporelle.

La FRC offre une alternative prometteuse. Contrairement à la VRC, qui reflète la modulation parasympathique, la FRC quantifie la fragmentation des accélérations cardiaques — l’irrégularité et la volatilité signalant des ruptures dans le couplage physiologique. En mesurant la fréquence de ces micro-instabilités, la FRC donne une vision plus directe de la coordination entre les systèmes autonome et cardiovasculaire sous stress.

Cette étude positionne la FRC comme un pont entre la recherche théorique et les applications cliniques, élargissant les outils disponibles pour la psychophysiologie et pour les praticiens du biofeedback et du neurofeedback qui œuvrent au développement de la résilience et de l’autorégulation.

Méthodes

Chan et Andersen (2025) ont recruté 156 étudiants universitaires en bonne santé (âge moyen ≈ 20 ans) afin d’examiner la FRC comme indicateur sensible d’adaptation au stress. Les participants portaient des capteurs thoraciques enregistrant les intervalles RR avec une fréquence d’échantillonnage de 1 kHz. Ils ont été répartis selon leurs symptômes psychologiques autodéclarés — « en bonne santé » ou présentant des signes probables de troubles mentaux (pTM) — à partir d’inventaires validés pour la dépression (DASS-21), l’anxiété et le stress post-traumatique (PCL-5).

Les mesures cardiovasculaires ont été recueillies selon le paradigme des « trois R » — Repos, Réactivité et Récupération — afin d’évaluer la capacité d’adaptation au stress :

1. Repos (base) : les participants regardaient une vidéo de nature neutre pendant 7 minutes, favorisant une respiration spontanée et une physiologie détendue.

2. Réactivité (stress) : ils réalisaient une tâche de Stroop émotionnel, identifiant des visages et mots émotionnels incongruents pour induire une activation sympathique légère.

3. Récupération : les participants pratiquaient une respiration rythmée (4,8 à 8,0 respirations/minute) pendant 10 minutes pour soutenir la récupération vagale.

La FRC a été calculée à l’aide d’un codage symbolique des intervalles RR sous MATLAB, selon Costa et al. (2017). Chaque accélération ou décélération cardiaque recevait une valeur symbolique (+1, -1, 0), formant des séquences ou « mots » de quatre battements. Les schémas de fragmentation élevée (wH2 ou wH3) indiquaient des changements rapides et fréquents de signe, reflétant une volatilité battement-à-battement accrue.

Les participants étaient classés « pTM » s’ils atteignaient ou dépassaient les seuils « modérés » pour au moins un trouble mesuré. Des analyses statistiques (modèles mixtes ANOVA, tests de Wilcoxon) comparaient les variations de FRC entre les conditions et les groupes.

Résultats

Les résultats ont montré que la FRC différenciait significativement les trois états physiologiques — repos, stress et récupération (p < .001). La FRC augmentait pendant la tâche de stress (moyenne 34 %) par rapport au repos (moyenne 19 %) et diminuait nettement durant la récupération (moyenne 8 %), confirmant sa sensibilité aux ajustements autonomes dynamiques.

Bien que la FRC ne diffère pas significativement entre les groupes à des temps précis, les analyses exploratoires ont révélé des profils distincts. Les individus en bonne santé montraient une plus grande flexibilité — hausse de la FRC en stress et baisse marquée en récupération — tandis que les pTM présentaient une réponse émoussée. Ce schéma suggère une adaptabilité physiologique réduite chez les individus présentant des symptômes subcliniques, en accord avec les modèles de la charge allostatique et de l’intégration neurovégétative.

Ces résultats mettent en lumière le potentiel de la FRC comme biomarqueur sensible de la résilience au stress et de la capacité de récupération, même avant l’apparition de pathologies manifestes.

Discussion

Ces travaux enrichissent notre compréhension des mécanismes physiologiques reliant le stress, l’émotion et la santé. En quantifiant les micro-irrégularités du contrôle cardiaque, la FRC capture une dimension encore peu explorée de la régulation du stress — la stabilité de la coordination cœur-cerveau.

Selon le modèle de l’intégration neurovégétative, une régulation émotionnelle efficace et une flexibilité cognitive reposent sur la communication dynamique entre le cortex préfrontal, les réseaux autonomes et le système cardiovasculaire. La FRC, qui reflète le niveau le plus bas de cette hiérarchie (régulation intracardiaque à court terme), pourrait servir d’indicateur en temps réel de l’efficacité de ces systèmes adaptatifs.

La capacité de la FRC à révéler une flexibilité physiologique émoussée chez des individus présentant des symptômes mentaux légers ou non reconnus est particulièrement prometteuse. Ces résultats confirment une tendance croissante dans la recherche : la perte de variabilité — qu’elle soit cérébrale, cardiaque ou comportementale — est un signe de diminution de la capacité d’adaptation.

Pour les praticiens du biofeedback et du neurofeedback, la FRC offre plusieurs applications potentielles :

• Détection précoce : identifier des déséquilibres subtils avant qu’ils ne deviennent cliniques.

• Optimisation de l’entrainement : suivre la flexibilité physiologique en réponse à la respiration, à la relaxation ou à l’entrainement neurofeedback.

• Évaluation des résultats : quantifier les gains de résilience après intervention, en complément des indices de VRC et d’ÉEG.

De plus, la FRC semble plus robuste que la VRC dans les contextes naturels où les mouvements et la respiration compliquent l’interprétation. Ses propriétés non linéaires permettent de saisir la texture du changement physiologique — la manière dont le système passe d’un état à un autre — plutôt que sa simple amplitude.

La perspective de Brendan

D’un point de vue clinique et neurofeedback, cette recherche m’enthousiasme : elle redéfinit ce que nous pouvons mesurer comme signe de santé « en mouvement ». Depuis des années, la VRC est notre étalon de flexibilité autonome, mais la FRC offre une vision plus fine — une manière de quantifier le micro-chaos de la régulation du stress.

En neurofeedback, je rappelle souvent à mes clients que le but n’est pas la détente absolue, mais l’adaptabilité. Le cerveau et le corps doivent pouvoir naviguer avec fluidité entre activation et repos. La FRC nous ouvre une fenêtre nouvelle sur cette capacité. Imaginez associer le suivi de la FRC à un entrainement sur l’alpha postérieur ou à l’amélioration du SMR : nous pourrions observer le système nerveux apprendre à moduler simultanément sa stabilité électrique et cardiaque.

Cela pourrait révolutionner le biofeedback intégratif. Par exemple :

• Lors d’un entrainement alpha–thêta pour l’anxiété, le suivi de la FRC pourrait indiquer si le corps sort réellement de la suractivation sympathique.

• Dans un contexte de performance (athlètes, dirigeants), la FRC pourrait refléter la capacité du système à récupérer, en complément des marqueurs classiques de VRC et d’ÉEG.

Le potentiel d’individualisation est immense. Les données de FRC pourraient aider à personnaliser les protocoles d’entrainement neurofeedback selon la signature autonome de chaque personne — en travaillant non seulement sur l’amplitude ou la cohérence, mais aussi sur la fluidité des transitions physiologiques.

Et bien que cette étude ait utilisé des capteurs thoraciques, nous verrons bientôt des dispositifs portables permettant un suivi fiable de la FRC en temps réel. Imaginez des appareils capables d’évaluer notre agilité régulatoire — non seulement notre calme, mais notre capacité à rebondir.

La prudence reste de mise : la recherche sur la FRC en est à ses débuts, et les mécanismes causaux restent à clarifier. Mais le fait même que nous puissions quantifier la fragmentation de l’adaptation — voilà un progrès conceptuel majeur pour la psychophysiologie.

Un biomarqueur à suivre de près !

Conclusion

Les résultats de Chan et Andersen (2025) marquent une avancée majeure dans l’élargissement des outils psychophysiologiques d’évaluation du stress et de la résilience. La FRC complète la VRC en captant des signatures non linéaires de déséquilibre et de récupération autonomes. Les individus en bonne santé montraient des fluctuations plus dynamiques — signe d’une régulation résiliente — tandis que ceux présentant des symptômes subcliniques affichaient une flexibilité réduite.

Pour les cliniciens, la FRC pourrait devenir un indicateur précoce de surcharge de stress ; pour les chercheurs, un lien entre théorie et application ; et pour les praticiens, un outil prometteur à intégrer dans les protocoles de biofeedback et de neurofeedback.

En somme : la fragmentation du rythme cardiaque ne révèle pas seulement comment nous réagissons au stress, mais à quel point nous savons en sortir avec grâce.

Référence

Chan, J. F., & Andersen, J. P. (2025). Heart Rate Fragmentation: A Novel Analytic Approach to Detect Allostatic Load Among Healthy Adults. Applied Psychophysiology and Biofeedback. https://doi.org/10.1007/s10484-025-09721-1