Manifeste depuis longtemps dans les sciences du vivant, le traitement du signal, apparaît plus tardivement dans la communauté réseaux. On est alors surpris de voir que deux systèmes complexes, aussi distants que le coeur et un réseau informatique, présentent du point de vue des lois d'échelle, des invariances très semblables. Sans dire qu'elles sont les signatures de structures comparables, ces propriétés font néanmoins appel aux mêmes outils d'analyse, d'estimation ou de modélisation, et c'est dans la conception de ceux-ci que se situe le travail présenté. Cette "unité méthodologique" est le fil conducteur qui m'a permis de décloisonner les différents domaines de recherche abordés. Dans une première partie je trace un bilan de mes différentes contributions aux sciences de l'information, classées selon deux grandes catégories: - Les représentations temps-fréquence dont l'objectif est un meilleur redéploiement de l'information contenue dans le signal pour mettre en évidence certaines organisations ou propriétés difficiles à identifier autrement; - Les outils statistiques qui, stimulés par les progrès accomplis sur les représentations en général et les ondelettes en particulier, augmentent en retour les possibilités d'exploitation de ces objets. Dans un deuxième temps, j'illustre avec les deux applications qui sont au centre de mon activité - étude des systèmes de communication et analyse du système cardiovasculaire - des résultats originaux et concrets issus de l'application de ces outils théoriques. Enfin, ces exemples me donnent l'occasion de conclure en défendant la vision d'une approche coopérative et globale de la complexité en vue d'une meilleure compréhension des mécanismes à l'origine des systèmes.

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Le syndrome de Brugada (BS) est une maladie génétique responsable de troubles du rythme cardiaque. En raison de la nature complexe et multifactorielle de cette pathologie, la stratification du risque peut s’avérer particulièrement difficile et il est nécessaire de pouvoir définir de nouveaux marqueurs avec des valeurs prédictives élevées afin d’identifier les patients à haut risque. Les événements arythmiques dans cette population étant souvent liés à des modifications de fonctionnement du système nerveux autonome (SNA), l’objectif de la thèse est l’évaluation et comparaison de la réponse cardiovasculaire aux modulations du SNA pendant la nuit, ainsi qu'en réponse à des manœuvres normalisées, telles que l'épreuve d'effort ou le test d'orthostatisme, chez une série de patients BS présentant différents niveaux de risque (sujets symptomatiques et asymptomatiques). Une première partie du travail de thèse est dédiée à l’application de méthodes d'analyse de complexité cardiaque, de sensibilité baroréflexe et de variabilité non-stationnaire du rythme cardiaque, jamais étudiées dans le cadre des patients BS. Dans une deuxième partie, afin d'aborder la nature multifactorielle de la maladie, une approche multivariée basée sur une méthode de machine learning est introduite. En employant des marqueurs extraits à l'analyse du traitement du signal précédent, des classificateurs robustes capables de distinguer les patients à différents niveaux de risque sont proposés. Dans la troisième partie de ce travail, deux modèles mathématiques de connaissances ont été proposés et analysés, afin d'étudier les réponses autonomiques et hémodynamiques au test d’orthostatisme et à l’épreuve d’effort. Enfin, une application prospective d’une approche multivariée intégrant les paramètres extraits à l'étape de modélisation est également présentée. L’ensemble des résultats de la thèse permet une meilleure caractérisation des profils autonomiques des patients BS et laisse envisager une amélioration de la sélection des patients pour implantation d'un défibrillateur implantable. / Brugada syndrome (BS) is a genetic arrhythmogenic disease characterized by a distinctive electrocardiographic pattern, associated with a high risk for sudden cardiac death. Its complex and multifactorial nature turns risk stratification into a major challenge. Although variations in autonomic modulation are commonly related to arrhythmic events in this population, novel markers with higher predictive values are still needed so as to identify those patients at high risk. Since the autonomic function can be better characterized through the application of standardized maneuvers stimulating the autonomic nervous system (ANS), the main objective of this thesis is to evaluate and compare the cardiovascular response to ANS modulations overnight, as well as in response to exercise and HUT testing, on a series of BS patients with different levels of risk (symptomatic and asymptomatic subjects). In a first part of this work, we apply previously described methods for the analysis of heart rate complexity, baroreflex sensitivity, and non-stationary heart rate variability, never before studied in the context of BS patients. In a second part, in order to address the multifactorial nature of the disease, a multivariate approach based on a step-based machine learning method is introduced. By employing markers extracted at signal-processing analysis, robust classifiers capable of distinguishing patients at different levels of risk are proposed. The third part of this work has been focused on the proposal of novel mathematical models and the associated model analysis methods, so as to study the autonomic and hemodynamic responses to exercise and HUT testing. Finally, a prospective application of a multivariate approach integrating parameters extracted at the model-based stage is also presented. Overall, the obtained results provide new insights into the underlying autonomic mechanisms regulating the cardiovascular system in BS, improving physiopathology and prognosis interpretation. The proposed approach may be used as an instrument for the identification of those asymptomatic patients at high risk who may benefit from a cardioverter defibrillator implantation. / El síndrome de Brugada (SB) es una enfermedad genética asociada a un patrón electrocardiográfico característico y a un elevado riesgo de muerte súbita cardíaca (MSC), causada por fibrilación ventricular (FV) en ausencia de cardiopatías estructurales. Debido a su naturaleza compleja y multifactorial, la estratificación del riesgo supone, en la actualidad, uno de los aspectos más controvertidos. Ciertas alteraciones en la modulación del sistema nervioso autónomo (SNA) se han relacionado con eventos arrítmicos en esta población; no obstante, nuevos marcadores con valores predictivos más elevados que permitan identificar a aquellos pacientes con un alto riesgo de sufrir MSC son todavía necesarios. El uso de maniobras estandarizadas con el objetivo de estimular el SNA permite una mejor caracterización de la función autonómica. El principal objetivo de esta tesis doctoral es, por tanto, la evaluación exhaustiva de la respuesta cardiovascular a la modulación del SNA en una serie de pacientes con SB y diferentes niveles de riesgo (sujetos sintomáticos y asintomáticos), a través de diferentes maniobras autonómicas, con la finalidad de identificar nuevos marcadores potencialmente útiles para la estratificación de riesgo en esta población. En este contexto, la evaluación de la función autonómica se llevó a cabo mediante tres estrategias principales. En primer lugar, se caracterizaron y compararon la variabilidad y complejidad del ritmo cardíaco, así como la sensibilidad barorrefleja, en pacientes sintomáticos y asintomáticos, con el objetivo de identificar nuevos marcadores capaces de distinguir entre grupos de pacientes. Los resultados mostraron, en el grupo sintomático, una menor variabilidad y complejidad durante la noche, así como un mayor tono vagal y una menor actividad simpática tanto durante el ejercicio como en respuesta a la prueba de mesa inclinada. En un segundo análisis, se abordó la etiología multifactorial del síndrome mediante un enfoque multivariado basado en un método de aprendizaje automático por etapas. A partir de marcadores extraídos en la etapa anterior, se propusieron modelos predictivos capaces de clasificar pacientes diagnosticados con SB en función de su nivel de riesgo. El mejor clasificador (AUC = 95%) fue diseñado a partir de marcadores autonómicos obtenidos durante la noche, superando modelos predictivos previamente descritos para la estratificación del riesgo en el SB a partir de la combinación de parámetros no invasivos. Finalmente, se analizaron las interacciones entre las funciones mecánica, circulatoria y autonómica de estos pacientes a partir de modelos fisiológicos. En primer lugar, mediante la implementación y evaluación de un modelo computacional integrando la dinámica del sistema cardiovascular y su respuesta autonómica a la prueba de mesa inclinada. Asimismo, se propuso la identificación recursiva de un modelo implementado para el análisis de la evolución temporal de las contribuciones simpática y parasimpática del SNA durante una prueba de esfuerzo. Los resultados mostraron una menor contractilidad, así como una actividad parasimpática significativamente mayor durante el ejercicio, en pacientes sintomáticos. Con el objetivo de combinar características extraídas del modelado fisiológico, un último estudio prospectivo propuso el diseño de un clasificador multivariado integrando los parámetros estimados en esta última etapa. Los resultados obtenidos indican importantes tendencias de relevancia clínica que aportan nuevos conocimientos sobre los mecanismos autonómicos encargados de regular el sistema cardiovascular en el SB. Su interpretación permite mejorar la estratificación del riesgo en estos pacientes y, por tanto, optimizar las estrategias terapéuticas aplicadas. La metodología propuesta se presenta como un instrumento para la identificación de aquellos pacientes con alto riesgo de MSC que podrían beneficiarse de la implantación de desfibriladores automáticos.

L’anthropisation croissante des zones côtières induit le rejet dans les écosystèmes aquatiques d’Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP). En plus de la concentration et de la voie de contamination considérées, leurs effets dépendent du stade de développement de l’organisme. Dans ce contexte, l’objectif de cette étude était d’évaluer les effets d’une contamination par voie trophique à des concentrations sublétales de HAP sur une espèce modèle, le poisson zèbre Danio rerio. Deux types de mélanges de HAP, pyrolytique et pétrogénique, représentatifs de ce qui est rencontré en milieu contaminé ont été testés via des expositions chroniques. Au niveau individuel, les réponses biologiques ont été évaluées au travers de performances physiologiques considérées comme des mesures indirectes de la fitness : la capacité métabolique aérobie, les performances de nage et la réponse de fuite. A l’échelle sub-individuelle, l’exposition aux HAP a été évaluée sur le cœur via la mesure du rythme cardiaque. Ces paramètres biologiques ont été mesurés (i) à différents temps d’exposition des poissons ainsi que (ii) sur leur descendance dans le but d’évaluer l’effet parental de la contamination. Les résultats mettent en évidence une diminution de la capacité métabolique aérobie chez la descendance de poissons contaminés aux HAP d’origine pyrolytique. Chez les poissons adultes directement exposés aux HAP de type pétrogénique, une réduction de la capacité métabolique a également été observée, associée à une réduction de la vitesse de nage critique. Cette étude contribuera à établir une vision globale des effets de l’exposition aux HAP et à mieux comprendre les mécanismes régulant des fonctions biologiques clés dans la survie d’un organisme tout au long de son cycle de vie. / The increase of anthropogenic activities on coastal areas induces discharges of polycyclic aromatic hydrocarbons in aquatic ecosystem. PAHs effects depend on their concentration and the way of contamination, but also on the different developmental stages of the organism. In this context, the aim of our study was to observe the effects of an exposure to two PAHs mixes, pyrolytic and petrogenic, on the model species zebrafish Danio rerio. These chronicle exposures at sub-lethal concentrations were representative of contaminated areas. Biological responses of fish were estimated at individual levels through the assessment of aerobic metabolic scope, swimming and escape performance, which are considered to be relevant indirect measures of the fitness. Furthermore, measurements of cardiac frequency allowed observing PAHs impairments at sub-individual levels. These physiological performances were estimated (i) a several times of exposure (i.e. from 2-months juveniles to 6-months adults) and (ii) on their progeny, in order to observe parental effect of the PAHs exposure. An increase of aerobic metabolic scope was observed on the progeny of fish contaminated by pyrolytic mix. Regarding petrogenic PAHs exposure, the increase of aerobic metabolic scope was associated to increase of critical swimming speed in adults. This study will contribute to establishing a global vision of PAHs exposure impairments and to a better understanding of the regulating mechanisms of the main biological functions on which organism survival depends.

\ / Doctorat en Sciences de la motricité / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Problème : Les stratégies d’exposition traditionnelle (in vivo et en imagination) habituellement utilisées pour traiter l’anxiété liée à la santé ne sont pas toujours utilisables avec les aînés en perte de mobilité ou ayant des troubles cognitifs. L’immersion en réalité virtuelle (RV) peut représenter une solution alternative, mais aucune étude n’a testé son utilité auprès de personnes âgées qui s’inquiètent à propos de leur santé. Objectif et hypothèses : Déterminer si une salle d’attente d’hôpital virtuelle génère de l'anxiété (mesurée par deux réactions physiologiques : rythme cardiaque et conductance cutanée) chez les personnes âgées souffrant d’anxiété sous-clinique liée à la santé. H1 : les participants anxieux (peu importe leur âge) auront des réactions physiologiques plus élevées (vs niveau de base ou T1) que les participants non anxieux durant l’immersion dans la salle d’attente. H2 : comparativement aux personnes âgées anxieuses, les jeunes anxieux auront des réactions physiologiques significativement plus importantes (vs T1) durant l’immersion dans la salle d’attente. Méthode : Les réactions physiologiques de quatre groupes (n = 30) de jeunes (18-35 ans) et de personnes âgées (65 ans et plus) avec ou sans anxiété sous-clinique liée à la santé ont été comparées avant (T1) et durant (T3) une séance d’immersion dans un salle d’attente virtuelle. Pour s'assurer que les réactions physiologiques n'étaient pas causées par le simple fait d’être exposé à un environnement virtuel, les participants ont été exposés à un environnement virtuel neutre (T2) entre ces deux temps de mesure. Des analyses multi-niveaux ont été effectuées pour tester les deux hypothèses. Résultats : Les participants anxieux ont vu leur rythme cardiaque augmenter de façon significativement plus importante (vs groupe non anxieux) pendant l’immersion (T2: β = 8.77, p=0.045; T3: β = 9.73, p=0.03), mais aucune différence significative entre les deux groupes n’a été observée sur la conductance cutanée (T2: β = 0.30, p = 0.70; T3: β = 0.47, p = 0.55). Par ailleurs, la fréquence cardiaque des participants anxieux n’a pas augmenté de façon significative entre le T2 (environnement neutre) et le T3 (salle d’attente) (β = -0.04, p = 0.97). Enfin, comparativement aux participants âgés anxieux, les jeunes participants anxieux n'ont pas connu d'augmentation significativement plus importante de leur fréquence cardiaque (T2: β = 1.92, p = 0.83; T3: β = -1.51, p = 0.87) et de leur conductance cutanée (T2: β = -0.65, p = 0.65; T3: β = -0.79, p = 0.58) durant l’immersion. Conclusion : La salle d’attente virtuelle ne fait pas plus physiologiquement réagir les personnes âgées qui s’inquiètent au sujet de leur santé que l’environnement virtuel neutre. Puisque cette étude pilote a été réalisée auprès de participants ayant des inquiétudes sous-cliniques au sujet de leur santé, d’autres recherches sont nécessaires afin de tester l’utilité de la salle d’attente virtuelle auprès de population clinique. / Problem: Traditional exposure strategies (in vivo and imaginal) commonly used to treat health anxiety are not always applicable to seniors with mobility loss or cognitive difficulties. Virtual reality (VR) immersion may be an alternative solution, but no studies have tested its usefulness with seniors who are concerned about their health. Objective and hypotheses: To determine whether a virtual hospital waiting room generates anxiety (measured by two physiological reactions: heart rate and skin conductance) in elderly people suffering from subclinical health anxiety. H1: Anxious participants (regardless of age) will have higher physiological reactions (vs. baseline or T1) than non-anxious participants during immersion in the waiting room. H2: Compared to anxious elderly individuals, anxious young people will have significantly greater physiological reactions (vs T1) during immersion in the waiting room. Method: The physiological reactions of four groups (n = 30) of young adults (18-35 years of age) and seniors (65 years of age and older) with or without subclinical health anxiety were compared before (T1) and during (T3) an immersion session in a virtual hospital waiting room. To ensure that physiological reactions were not caused simply by being exposed to a virtual environment, participants were exposed to a neutral virtual environment (T2) between these two measurement times. Multi-level analyses were carried out to test both hypotheses. Results: Anxious participants experienced a significantly higher increase in heart rate (vs. non-anxious group) during immersion (T2: β = 8.77, p=0.045; T3: β = 9.73, p=0.03), but no significant difference between the two groups was observed on the skin conductance measure (T2: β = 0.30, p = 0.70; T3: β = 0.47, p = 0.55). In addition, the heart rate of anxious participants did not increase significantly between T2 (neutral environment) and T3 (waiting room) (β = -0.04, p = 0.97). Finally, compared to anxious elderly participants, anxious young individuals did not experience a significantly greater increase in their heart rate (T2: β = 1.92, p = 0.83; T3: β = -1.51, p = 0.87) and skin conductance (T2: β = -0.65, p = 0.65; T3: β = -0.79, p = 0.58) during immersion. Conclusion: The virtual waiting room does not generate more physiological reactivity in older individuals with health concerns than the neutral virtual environment. Since this pilot study was conducted with participants with subclinical health anxiety, further research is needed to test the usefulness of the virtual waiting room with clinical populations.

co-diplomation avec l'Université de Lille (France) / Introduction : La dexmédétomidine, un agoniste α-2 adrénergique, est de plus en plus utilisée pour la sédation et l’analgésie des nouveau-nés nécessitant un support ventilatoire grâce à son absence d’effet dépressif respiratoire. Cependant, elle impacte le système cardio-vasculaire via le système nerveux autonome et pourrait modifier la balance des systèmes sympathiques et parasympathiques (S/PS) et ainsi augmenter la survenue de bradycardie et d’hypotension. Objectifs : Cette étude a pour objectif de décrire l’utilisation de la dexmédétomidine et d’analyser l’impact de la perfusion continue sur le système cardio-vasculaire et sur la balance du système S/PS des nouveau-nés admis aux soins intensifs pédiatriques. Méthodes : Nous avons inclus les nouveau-nés (< 28 jours) qui ont reçu une perfusion de dexmédétomidine. Les données ont été collectées à partir d’une base de données haute résolution qui collecte prospectivement, outre les données du dossier clinique informatisé, toutes les données issues des moniteurs et des pousses-seringues. La balance S/PS a été estimée via l’analyse de la variabilité du rythme cardiaque (VRC) sur les électrocardiogrammes, extraits de la base de données, en calculant le rapport basses fréquences / hautes fréquences (LH/HF). Les concentrations plasmatiques (CP) de dexmédétomidine ont été simulées en utilisant un modèle pharmacocinétique de population développé dans une population similaire à la nôtre. Les variables ont été comparées sur différentes périodes au cours des 12 premières heures de perfusion à l'aide d'analyses ANOVA et la relation avec les variables pharmacocinétiques a été calculée par régression linéaire. Résultats : Vingt-trois nouveau-nés ont été inclus dans l’étude. Par rapport aux valeurs témoins, la fréquence cardiaque (FC) a diminué de 19±4 bpm (p=0,002) et la pression artérielle moyenne (PAM) a diminué de 8,6±2,5 mmHg (p=0,023) pendant les 12 premières heures de perfusion. La FC diminuait avec l’augmentation de la CP simulée (coefficient de régression de -8,6 [95% IC : -1,9 ; -6,3]). Le rapport LF/HF a montré une tendance à la diminution sans retrouver de différence statistiquement significative (p=0,077). Conclusion : La FC et la PAM semblent diminuées sous dexmédétomidine tout en restant dans des valeurs normales pour le nouveau-né. L’ampleur de la diminution de la FC semble reliée à l’augmentation des CP. De plus, la tendance de diminution de la balance S/PS suggère une réduction du contrôle sympathique chez le nouveau-né recevant la dexmédétomidine. Cependant, l’ensemble de ces résultats doit encore être confirmé par des études plus larges et prospectives. / Introduction: Dexmedetomidine, an adrenergic α-2 agonist, has been increasingly used for sedation and analgesia in neonates due to its lack of respiratory depressant effect. However, it impacts the cardiovascular system via the autonomic nervous system. It could modify the sympathetic/parasympathetic balance (S/PS balance) and result in an increased risk of bradycardia and hypotension. Objectives: This study aimed to describe the utilization of intravenous dexmedetomidine infusion and characterize its impact on the hemodynamics, including S/PS balance, in critically ill neonates. Methods: We retrospectively included neonates (<28 days) who received a dexmedetomidine infusion. Data were collected from a high-fidelity database that prospectively collects all data from the monitors, infusion pumps, and electronic medical records. The S/PS balance was assessed by analyzing heart rate variability from database electrocardiograms. This was done using the low/high frequency (LF/HF) ratio with frequency band adapted for neonatal population. Dexmedetomidine plasma concentrations (PC) were simulated using a published population pharmacokinetic model. The variables were compared at different times during the first 12 hours of infusion using ANOVA analyses and their association with pharmacokinetics variables was evaluated using linear regression. Results: A total of 23 neonates were included. When compared to baseline values, heart rate (HR) values decreased by 19±4 bpm (p=0.002), and mean arterial pressure (MAP) decreased by 8.6±2.5 mmHg (p=0.023) 12 hours following the initiation of infusion. HR decreased proportionally with increased simulated PC over 12 hours (regression coefficient: -8.6 [95% IC: -10.9 - 6.3]). The LF/HF ratio tended to decrease over the same period, although this was not statistically significant (p=0.077). Conclusion: In critically ill neonates, HR and MAP decreased on dexmedetomidine infusion but remained within normal neonatal values. The decrease in HR was associated with higher simulated PC. Moreover, the decreasing trend of S/PS balance suggest a reduction in sympathetic control in the neonate receiving dexmedetomidine. However, these results need to be confirmed with larger prospective studies.

Il existe une association étroite entre la santé cardiovasculaire et la santé cognitive au cours du vieillissement. Bien que la recherche dans le domaine de la santé cardiovasculaire soit vaste, le lien entre l'électrophysiologie cardiaque et la cognition est peu étudié. La présente thèse met en évidence les liens entre l'électrophysiologie cardiaque et la cognition en examinant la régulation autonomique chez les individus sains et des marqueurs de maladie chez les patients souffrant de fibrillation auriculaire (FA ; maladie du rythme cardiaque la plus prévalente). Les résultats présentés dans le chapitre 2 démontrent pour une première fois qu'un marqueur de repolarisation cardiaque, le QTcD, est lié aux performances cognitives (fonctions globales et exécutives) chez des personnes âgées sédentaires en bonne santé. Ces observations étaient plus évidentes chez les personnes présentant des valeurs élevées de QTcD, suggérant que des altérations plus importantes du rythme cardiaque pourraient avoir une association plus forte avec les performances cognitives. Les résultats présentés au chapitre 3 montrent que chez les patients souffrant de FA, une plus grande morbidité (mesurée par le sous-type de FA) serait associée à une performance cognitive plus faible (fonctions globales et exécutives). Cette même étude démontre que le volume de l'oreillette gauche agît comme facteur modérateur de l’association entre le sous-type de FA et la performance cognitive. Ceci suggère que plus l'arythmie est sévère, plus le déficit cognitif observé est important. Le chapitre 4 présente les résultats d'une étude pilote portant sur les changements dans les performances cognitives et l'oxygénation régionale du tissu cérébral chez les patients souffrant de FA qui subissent une cardioversion électrique (une procédure visant à rétablir du rythme sinusal). Les résultats de cette étude pilote montrent qu'un tel devis est effectivement réalisable et pourrait permettre de détecter des changements cognitifs dans cet échantillon. Bien que la modification de l'oxygénation du tissu cérébral en lien avec la cardioversion n’ait pas été démontrée pour le moment, des changements au niveau de la cognition ont été observé, ce qui pourrait être partiellement expliqué par la réduction des symptômes liés à la FA post-cardioversion. Parmi toutes les capacités cognitives, la flexibilité (mesurée par le Trail-Making Test) semble être plus sensible aux détériorations du rythme cardiaque, tant chez les individus sains que chez les patients souffrant de FA, dans toutes les études présentées. Les résultats sont discutés dans le contexte d'un continuum cœur-cerveau dans lequel les détériorations du cœur ou du cerveau peuvent avoir des impacts bidirectionnels et altérer davantage le fonctionnement de cet axe. Les orientations futures porteront sur les avantages potentiels de la prévention cognitive par l'exercice et la stimulation cognitive chez les personnes présentant des détériorations électrophysiologiques cardiaques. / There is a close association between cardiovascular and cognitive health in aging. While the cardiovascular health domain is vast, the link between cardiac electrophysiology and cognition is understudied. The present thesis will bring evidence linking cardiac electrophysiology and cognition by looking at autonomic regulation in healthy older individuals and disease markers in patients with atrial fibrillation (AF; most prevalent disease of heart rhythm). Chapter 2 shows for the first time that a cardiac repolarization marker, QTcD, is linked to cognitive performance (global and executive functions) in healthy sedentary older individuals. This relationship was more evident in individuals with elevated QTcD values suggesting that higher impairments in cardiac rhythm might have stronger association with cognitive performance. Results presented in Chapter 3 show that among patients with AF, higher disease burden (as measured by the subtype of AF) was associated with lower cognitive performance (global and executive functions). The study also found that the left atrial volume was a moderator of this association between AF subtype and cognitive performance. This shows that the more severe the condition is the higher the cognitive deficit observed. Chapter 4 shows the results of a pilot study investigating the changes in cognitive performance and regional cerebral tissue oxygenation in AF patients undergoing electrical cardioversion (a sinus rhythm restoration procedure). The pilot results show that such a study is indeed feasible and could detect cognitive changes in this sample. While the change in cerebral tissue oxygenation is unconclusive at this moment, the recorded change in cognition could partially be explained by the reduction in AF related symptoms. Among all cognitive abilities, switching (as measured with the Trail-Making Test) appears to be more sensitive to deteriorations in heart rhythm both in healthy individuals and patients with AF across all studies presented. The results are discussed in the context of a heart-brain continuum in which deteriorations from either the heart or the brain can have bidirectional impacts and further impair the functioning of this axis. Future directions will address the potential benefit of cognitive prevention through exercise and cognitive stimulation in older individuals with cardiac electrophysiological deteriorations.

Contexte et objectif : La pleine conscience et l’hypnose sont deux moyens non pharmacologiques de réduire la douleur. La combinaison de ces deux outils a montré des effets synergiques dans certains contextes cliniques, mais n’a pas encore était étudié dans un contexte de modulation de la douleur. L’objectif de ce travail est d'évaluer les réponses du système nerveux autonome (SNA) par ses manifestations physiologiques - variabilité du rythme cardiaque (VRC) et activité électrodermale (AED) ainsi que les réponses réflexes de retrait nociceptif (RIII), à des stimuli électriques nociceptifs en contexte hypnotique de pleine conscience et de dissociation chez des participants sains. Méthode : 48 individus (13 pilotes et 35 participants) ont été conviés à 2 sessions pour évaluer les prédispositions individuelles à l’hypnose (échelle SHSS) et la pleine conscience (questionnaire FFMQ) (session 1) puis pour l'expérience principale évaluant la modulation de la douleur (session 2). L'expérience principale comprenait 4 conditions expérimentales administrées chez tous les participants (devis intrasujet) : (1) contrôle passif de repos (baseline) (2) contrôle hypnotique avec suggestions neutres, (3) hypnose avec suggestions de dissociation, et (4) hypnose avec suggestions de pleine conscience. Chaque condition est subdivisée en 2 blocs pendant lesquels les suggestions verbales sont données (bloc 1), puis pendant l’administration des stimuli électriques nociceptifs (bloc 2)). Les données physiologiques ont été enregistrées en continu et la douleur perçue a été rapportée après chaque stimulus nociceptif. Des modèles linéaires mixtes multiniveaux et des tests de corrélation permettent respectivement d’évaluer les contrastes entre les conditions et évaluer les relations entre la modulation des réponses à la douleur et les prédispositions individuelles à l’hypnose et à la pleine conscience. Résultats : Nos résultats confirment que plusieurs indices de la VRC et de l’AED permettent de mesurer les réponses autonomes à la douleur (MeanNN, LFn, HFn, SCL, SCR : p<.001, SD1/SD2 : p<.005, RMSSS p<.05). Toutes les conditions hypnotiques ont permis de diminuer les scores de douleur (p<.05) et ont montré des différences de VRC (RMSSD, SD1 SD2 : p<.05) comparativement à la condition baseline. La condition de dissociation a permis la plus grande diminution des scores de douleurs ainsi que des réponses réflexes diminuées (p<.001). Les participants avec un score SHSS plus élevé ont montré une plus grande diminution du RIII durant les conditions hypnotiques (neutre : p<.05, dissociation et pleine conscience : p<.005). Discussion : Nos résultats fournissent des preuves supplémentaires en faveur de la capacité des suggestions hypnotiques à moduler l’activité physiologique. Les suggestions hypnotiques de dissociation et de pleine conscience ont montré un effet antinociceptif mesuré par les scores de douleur, par une réactivité autonome modifiée et par des réponses réflexes diminuées comparativement à la condition baseline. Toutefois, les réponses autonomes à la douleur et le RIII n’ont pas été significativement différentes entre les conditions hypnotiques. Les personnes hautement susceptibles à l’hypnose pourraient bénéficier d’un effet antinociceptif plus important lors d’interventions hypnoanalgésiques. / Background and objectives: Mindfulness and hypnosis are two non-pharmacological means of reducing pain. The combination of these tools has shown synergistic effects in certain clinical contexts but has not yet been studied in the context of pain modulation. The aim of the present study was to evaluate autonomic nervous system (ANS) responses through physiological manifestations - heart rate variability (HRV) and electrodermal activity (EDA) - as well as nociceptive withdrawal reflex responses (RIII), to nociceptive electrical stimuli in a hypnotic context of mindfulness and dissociation in healthy participants. Method: 48 individuals (13 pilots and 35 participants) were invited to 2 sessions to assess individual predispositions to hypnosis (SHSS scale) and mindfulness (FFMQ questionnaire) (session 1) and then for the main experiment assessing pain modulation (session 2). The main experiment comprised 4 experimental conditions administered to all participants (within-subjects design): (1) passive resting control (baseline) (2) hypnotic control with neutral suggestions, (3) hypnosis with dissociation suggestions, and (4) hypnosis with mindfulness suggestions. Each condition was subdivided into 2 blocks during which verbal suggestions were given (block 1), then during the administration of nociceptive electrical stimuli (block 2)). Physiological data were recorded continuously, and perceived pain was reported after each nociceptive stimulus. Multilevel linear mixed models and correlation tests were respectively used to assess contrasts between conditions, and to evaluate relationships between modulation of pain responses and individual predispositions to hypnosis and mindfulness. Results: Our results confirm that several HRV and EDA indices measure autonomic responses to pain (MeanNN, LFn, HFn, SCL, SCR: p<.001, SD1/SD2: p<.005, RMSSS p<.05). All hypnotic conditions decreased pain scores (p<.05) and showed differences in HRV (RMSSD, SD1 SD2: p<.05) compared with the baseline condition. The dissociation condition resulted in the greatest decrease in pain scores as well as diminished reflex responses (p<.001). Participants with a higher SHSS score showed a greater decrease in RIII during the hypnotic conditions (neutral: p<.05, dissociation and mindfulness: p<.005). Discussion: Our results provide further evidence in favor of the ability of hypnotic suggestions to modulate physiological activity. Hypnotic dissociation and mindfulness suggestions showed an antinociceptive effect measured by pain scores, altered autonomic reactivity, and decreased reflex responses compared to the baseline condition. However, autonomic pain responses and RIII were not significantly different between hypnotic conditions. People who are highly susceptible to hypnosis may benefit from a greater antinociceptive effect during hypnoanalgesic interventions.