Dans une étude initiale, les auteurs ont évalué leur protocole chez 54 sujets sains comparé à une condition contrôle (respiration spontanée) (Lehrer et al. 2003). Ils ont mis en évidence, pendant la pratique du biofeedback, une augmentation de la puissance spectrale totale de la VFC, une augmentation des BF de la VFC, une diminution des HF de la VFC, une diminution de la tension artérielle systolique, un raccourcissement des plus courts et un allongement des plus longs intervalles RR, une amplification de la réponse baroréflexe vagale (de 8.7 à 15.3 ms/mm Hg), et un pic de l‘espace RR dans les BF se produisant en phase avec un pic de la tension artérielle systolique. Ils ont aussi mis en évidence une puissance spectrale totale de la VFC plus
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importante durant les 5 minutes qui suivent la session de biofeedback par rapport au 5 minutes qui précédent la session, indiquant un effet de l’entraînement sur l’augmentation de la VFC se maintenant dans le temps. Ils ont également mis en évidence une amplification de la robustesse de la réponse baroréflexe entre le début et la fin de l’intervention d’une durée de 10 semaines (en utilisant une méthode fiable de déclenchement d’une réponse baroréflexe, corrélée avec la méthode d’injection de phényléphrine, vasoconstricteur). Enfin, ils ont mis en évidence une amélioration de la fonction pulmonaire, reflétée par une augmentation du débit expiratoire. Cette étude démontre la neuroplasticité du baroréflexe, ce dernier pouvant être « exercé » par une respiration à la fréquence de résonnance du sujet. Ces auteurs ont mené une seconde étude chez des sujets présentant de l’asthme et ont mis en évidence une amélioration des fonctions pulmonaires et une diminution de la prise médicamenteuse dans le groupe d’intervention comparé au groupe contrôle sur liste d’attente après une intervention de plusieurs semaines (Lehrer et al. 2004).
Comme cela a été mis en évidence par plusieurs auteurs, une respiration lente, aux alentours de 6 respirations par minute, augmente les BF de la VFC (Lehrer et al., 2003 ; Stark et al., 2000; Lin et al., 2014 ; Van Diest et al., 2014). Les BF de la VFC sont habituellement associées à une activation sympathique (Vincent et al., 2008). Cependant, cette interprétation n’est pas si simple car des fréquences respiratoires très basses (0.04 à 0.15 Hz), chevauchant avec l’intervalle des BF, peuvent provoquer un « faux positif » sur l’augmentation de la puissance spectrale des BF lors du BFB-BF (Aysin et Aysin, 2006). Des études de faisabilité et contrôlées, certaines utilisant le protocole de Lehrer et d’autres basées sur son protocole mais avec quelques variations ont été menées dans des pathologies variées associées au stress perçu et à l’anxiété : dans la dépression périnatale (Beckam et al. 2013), dans l’anxiété de performance (e.g., Wells et al. 2012, Paul and Garg 2012), dans le trouble de
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stress post-traumatique (e.g., Zucker et al. 2009), dans les maladies pulmonaires chroniques (Giardino et al. 2004), chez les travailleurs avec un haut niveau de stress perçu (e.g., Sutarto et al. 2012 ; Munafo et al. 2016), chez les étudiants avec un haut niveau de stress perçu (e.g., Henriques et al. 2011 ; Lee et al. 2015), et chez les sujets dans la population générale avec un haut niveau de stress perçu (Sherlin et al. 2010), après une chirurgie cardiaque (Patron et al. 2013), chez les patients ayant subi une coronarographie (Mikosch et al. 2010), et chez un groupe hétérogène de sujets présentant une anxiété (Reiner, 2008).
Une méta-analyse de ces études a mis en évidence une amélioration du stress perçu et de l’anxiété entre le début et la fin de l’intervention (g de Hedges = 0.83) (Goessl et al. 2017). Seules 8 études ont évalué la VFC avant et après un programme d’entraînement au BFB-BF (Patron et al. 2013; Sutarto et al. 2012; Zucker et al. 2009; Paul and Garg 2012; Wells et al. 2012; Tan et al. 2011; Giardino et al. 2004; Munafo et al. 2016) et ont mis en évidence une amélioration de la VFC sur l’ASR, le SDNN et sur le ratio BF/HF, ainsi qu’une amélioration des symptômes cliniques par comparaison à un ou plusieurs groupes contrôles. Par exemple, une étude pilote menée chez 20 anciens combattants présentant un syndrome de stress post-traumatique (PTSD) et 10 anciens combattants sans syndrome de stress post-traumatique mettent en évidence que, d’une part, les anciens combattants avec PTSD ont une VFC significativement plus basse à la ligne de base comparativement aux sujets contrôles, et d’autre part, que les anciens combattants avec PTSD qui bénéficient d’un programme d’entraînement de 4 semaines au BFB-BF en plus d’un traitement habituel améliorent significativement leur VFC (SDNN), tout en présentant moins de symptômes cliniques liés au PTSD, par comparaison aux anciens combattants avec PTSD recevant uniquement le traitement habituel (Tan et al. 2011).
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Le BFB-BF entraîne le baroréflexe et stimule donc le nerf vague. Nous pouvons nous demander si un entraînement au BFB-BF permet d’améliorer durablement l’activation parasympathique ou vagale. Parmi toutes ces études, seules deux études ont mesuré la VFC-HF avant et après un programme d’entraînement au BFB-BF (Paul and Garg 2012 ; Wells et al. 2012). Paul and Garg (2012) ont mis en évidence une amélioration de la VFC-HF après l’intervention comparativement à la ligne de base dans le groupe BFB-BF seulement, par comparaison au groupe placebo et au groupe contrôle. Wells et al. (2012) ont mis en évidence une amélioration de la VFC-HF après l’intervention comparativement à la ligne de base dans le groupe BFB-BF par comparaison au groupe contrôle. Une autre étude, non répertoriée dans la méta-analyse car associant du BFB-BF à un programme de TCC, a évalué la VFC-HF avant et après 5 séances de BFB-BF de manière phasique (VFC-HF au repos / stress / VFC-HF au repos) (Nolan et al. 2005). Cette étude a été menée chez des sujets présentant une maladie coronarienne associée à une humeur dépressive et à un stress psychologique. Les résultats ont mis en évidence une amélioration de la VFC-HF suite à l’exposition à un stress physique, après l’intervention comparativement à la ligne de base, seulement chez les participants ayant bénéficié d’un programme d’entraînement au BFB-BF.
Cette constatation soulève la question de l’intérêt de prendre en compte la VFC-HF et de l’intégrer au biofeedback.