PROTOCOLE SCIENTIFIQUE DEEP TIME
Les thématiques globales de recherches liées au projet Deep Time sont les mécanismes d’adaptation
face à de nouvelles conditions anomiques (ici l’absence de marqueurs temporels et un lieu de vie
extrême), La capacité individuelle de perception du temps en absence de marqueurs temporels et
la synchronicité collective fonctionnelle en absence de marqueurs temporels. Ces travaux
génériques sont menés au travers d’une méthodologie associant différents protocoles touchant à
l’ensemble des paramètres individuel et collectif, au travers d’études pluridisciplinaire,
multifactorielle et intégrative. Plusieurs sont issues de protocoles développés au cours des différents
travaux du Human Adaptation Institute et de ses partenaires, d’autres sont issus de la littérature et
constituent des comparateurs validés là où d’autres ont été développés spécifiquement pour
l’expédition de recherche Deep Time suite aux observations issues des travaux menés durant les
confinements dus à la COVID-19, dont l’étude COVADAPT (entre autres perte de la notion du temps).
L’étude globale Deep Time a été soumise au comité éthique de protection des personnes sous le titre
« Etude exploratoire des effets cognitifs, émotionnels, physiologiques, chronobiologiques et
génétiques d’un isolement temporel en milieu souterrain » et a obtenu le CPP No 27/21_2
(10.03.21). Les protocoles IRM et tâches décisionnelles ont fait l’objet d’un second CPP sous le titre
de « décodé » No 15-98 (15.01.21).
Elle est financée pour partie par l’obtention d’un ANR dit « Accompagnement Spécifique des Travaux
de Recherches et d’Innovation Défense » (Astrid) de la DGA ainsi que l’obtention d’un RIN tremplin
FEDER européen ; des financements propres au Human Adaptation Institute ; des partenaires privés
sans conflits d’intérêt avec les recherches menées.
6 grands domaines de recherches, éclatés en plusieurs sous-domaines constituent les bases
protocolaires pour étudier, de manière intégrative, les thématiques globales étudiées. Il portent sur :
– Cognition : mécanisme d’adaptation, modifications structurelles, gestion du temps, circuits
décisionnels et émotifs, …
– Physiologie générale : génétique, biologie générale, rythme circadien, sommeil, …
– Sensorialité : système sensoriel et vestibulaire, émotions, altération perceptive des sens, …
– Etats mental : psychologie, éthologie, …
– Sociologie : fonctionnement et structure sociale, leadership, dynamique de groupe, …
– Ecologie territoriale : condition écologique de vie, qualité de l’air, météorologie de la grotte…
Les analyses sont réalisées par les différentes équipes spécialisées puis mise en commun au sein du
Human Adaptation Institute pour évaluer les influenceurs majeurs et les évolutions adaptatives fines
multifactorielles.
Les principaux responsables de recherches sont :
Direction du programme de recherche :
Chercheuses et chercheur responsables thématiques du programme
Les principaux Instituts et laboratoires partenaires sont :
METHODOLOGIE DE LA RECHERCHE
Moyens de capture des données :
Spécifique Pré et Post (avant et après l’immersion en grotte) :
IRM (Siemens – ICM) – Resting State; DTI; Morphologique
Echographie Cardiaque (Echographe spatial autonome « Arbeille »)
Plateau effort et physiologie (Vo2max, RAST Test impédancemétrie, …) et Plateau postural
Plateforme Prisme (ICM) de tâches de prise de décision.
Dans la Grotte (dans case et tente science in situ) + Pré-Post
– HDEEG (Electroencéphalogramme à haute densité) Antec® 64 canaux : circuits cognitifs,
perceptions, canaux de la peur et du plaisir, …
– Gélule E-celsius (Bodycap®) : température centrale H24
– Somté 8 canaux (Compumedics®) : eeg de sommeil
– ceinture cardio McLloyd-Traak® : fréquence RR H24
– AccuCkeck pr : Glycémie
– Actimètre (Cam’n’Tech)
– Agendas sommeil/suivi Crosscall (sans accès à l’heure)+ QuickTapeSurvey
– Bi-Caméra d’évolution H24 sur lieu de vie
– Auto-ITV vidéo tous les 3 cycles avec analyse séquentielle (logiciel d’analyse textuelle NVivo).
=> Dosages par prise de sang, d’urine et salive
– Dosage urinaire : (densité, Ph, chimie)
– Cortisol, mélatonine, hormone de croissance (lever/coucher chaque cycle)
– Dosage microbiotique (Pré/Post + 15J/30J)
– Dosage sanguin : Lev1 Na/K/Cl/jCa/Glu/BUN/Crea/TCO2/Lactate (Pré/Post + 10J/20J/30J)
– Dosage Génétique/Telomère
– Nutrition (spécification alimentaire, Q/R, basé sur code barre)
=> Tests (réalité virtuelle, perception, sens, …) et questionnaires
– ETOC (suivi européens des perceptions d’odeurs)
– Test Système décisionnel et leadership via PRISM décisionnel
– Test emotional EmoComp ; EmoReg ; EmoVoice; EmoCog
– Test sensoriel et temps : Percept Time ; ERAM ; MWM ; T-Maze ; CPT + CUBE ; VVS ; RFT ; MWM
– Tests coordination d’équipe : TEAMWORKLOAD ; COORDINATION ; LEADERSHIP
– Questionnaires d’évaluation comparative : STAY A et B ; POMS ; Trait mindfluness (FMI), …
Résumés des protocoles et tâches
Objectif général :
– Évaluation de la perception cognitive temporelle et de la synchronisation collective dans un univers
en anomie temporelle (milieu souterrain).
-Influence de la vie en groupe sur la rythmicité circadienne endogène de l’horloge biologique
centrale et des horloges périphériques en situation de « free-running » (absence lumière / obscurité
naturelle)
– Évaluation de la capacité d’un groupe à retrouver une synchronicité et mode de vie dans un
contexte nouveau, extrême dans ses dimensions environnementale et temporelle et hors des
compétences initiales de chaque membre du groupe.
-Évaluation des performances cognitives et physiologiques en réponse à l’exposition à un
environnement extrême en cavité souterraine naturelle (grotte) pendant 40 jours.
-Corrélation des paramètres cognitifs, comportementaux, psychologiques, sociaux,
neurophysiologiques et physiologiques.
-Détermination de critères d’adaptation ou de mal adaptation (biologiques, génétiques,
physiologiques, neurophysiologiques, psychologiques et cognitifs) en milieu souterrain et sans
temporalité imposée.
Tache 1
Tache 1 – PERCEPTION TEMPS
Les participants portent un mini-ordinateur qui teste leur perception des durées courtes et longues
(de 1 min à 60 min) de manière rétrospective (e.g. « combien de temps s’est-il écoulé depuis le
dernier signal ? ») et de manière prospective (« appuyer sur le bouton quand X minutes se seront
écoulées »). Nous réaliserons ces mesures de façon individuelle et collective.
Le temps est également évaluer entre la perception globale et l’objectivation par comparatif entre le
déclaratif et le temps réel « surface ».
Tache 2
Tache 2a – CHRONOBIOLOGIE et 2b SOMMEIL
Afin de mettre en évidence les périodes des rythmes des marqueurs principaux de l’horloge
biologique, les variables suivantes sont suivies : Rythme de l’activité des périodes veille / sommeil)
par actimètrie, rythme des marqueurs cognitif et cardiaque du sommeil (Somté 8 canaux + actimètre)
auxquelles s’ajoutent des marqueurs chronobiologiques par prélèvements salivaires (cortisol,
mélatonine, hormone de croissance) et la température centrale H24 (par gélules ingérables e-Celsius
– BodyCap) ainsi que le et rythme veille/sommeil.
Ces données sont complétées par des agendas et questionnaires perceptif, ainsi que des évaluations
temps de réaction et du dynamisme via PVT et Flicker.
Tache 3
Tache 3a – Processus ÉMOTIONNELS et 3b AVERSION
– Évaluation des paramètres émotionnels selon divers marqueurs objectifs (rythmes cardiaques,
transpiration, conductivité de la peau, dilatation pupillaire …) et subjectifs au travers de
questionnaires normalisés (EmpComp) et construits pour l’expérience.
– Évaluation d’items permettant de mesurer objectivement la reconnaissance des émotions sur des
vidéos et porte sur des questions relatives à la gestion et régulation des émotions
– Intensité et temps de réactions aux stimuli aversif ou de peur
Tache 4
Tache 4 – COGNITION SPATIALE et SENSORIALITÉ VESTIBULAIRE
Évaluation des typologies sensorielles (visuelle, vestibulaire, auditive, olfactives …) au travers de
tâches computationnelles et de réalités virtuelles aussi bien que des reconnaissances perceptives
déterminant de possibles altérations ou amélioration des systèmes sensoriels.
– Score du MSSQ, et VMSSQ, degré de déviation de la verticale en statique et dynamique (VVS, RfT),
Navigation spatiale : mesure du type de stratégie ego versus allocentrée en réalité virtuelle (Human
Virtual Maze : Reverse T-maze)
– Reconnaissance olfactive par le European Test of Olfactory Capabilities (ETOC) couplé à des
séquences HDEEG de conductivité cérébrale liée aux mémoires et émotions liées aux odeurs perçues.
– Mémoire spatiale : nombre d’erreur de mémoire de travail, erreur de référence, durée du test,
stratégie de réalisation du test par mesures en réalité virtuelle (Human Virtual Maze : ERAM, MWM)
Tache 5
Tache 5 – PROCESSUS DECISIONNELS
Comment se prend une décision et quels sont les processus mit en cause, plus particulièrement lors
de décisions aux conséquences fortes, lors de temps de courtes durées dans des univers et des
perceptions altérées.
– (Pré/Post) Corrélation des paramètres de performances cognitives décisionnelles (Test Prise de
décision) avec les modifications de la connectivité neuronale (IRM DTI) des réseaux liés à la prise de
décision notamment le lobe frontal.
– In : Questionnaires COORD, WORKS et évaluation par l’impact sur les systèmes organisationnels ;
processus décisionnel via test sur MathLab et VRMaze.
Tache 6
Tache 6 – PHYSIOLOGIE
Mesures de la performance à l’effort, du Tonus Sympathique/parasympathique, de l’état
d’hydratation, de la composition corporelle et de la dépense énergétique.
Évaluation des apports nutritionnels et de la dépense énergétique.
Evaluations par dosages hormonaux.
Tache 7
Tache 7 – GÉNÉTIQUE
Analyse de la méthylation de l’ADN à échelle du génome dans les cellules sanguines périphériques
avant et après chaque expédition. À cette fin, 5 ml de cellules sanguines seront disponibles.
Nous suivons le profil de méthylation de l’ADN en utilisant la méthodologie RRBS (Reduced
Representation Bisulfite Sequencing) pour cartographier 3,5 à 4 millions de sites CG dans l’ensemble
du génome. En parallèle, la méthylation des séquences AluI et LINE1 est surveillée dans les mêmes
échantillons.
Tache 8
Tache 8 – ÉTHOLOGIE
Paramètres d’interactions sociales à partir d’analyse vidéo générale H24 (temps d’interaction des
individus par-rapport aux autres) et de prises de paroles régulières sur des temps définis des
équipières et équipiers.
Tache 9
Tache 9 GESTIONS d’ÉQUIPE et LEADERSHIP
Ce protocole est mentionné ici, mais ne requière pas d’accord CPP. Le protocole et les variables
mesurées ne seront pas exposées dans ce dossier.
Article n°1
Tache 10 VÉCU PARTICIPANT et ENTOURAGE
Tâches d’évaluation touchant à la coordination de l’équipe, son efficacité objective et subjective, le
leadership et les fonctions coopératives naturelles, construites ou obligatoires.
Les vidéos et les enregistrements des entretiens dont l’objet d’analyses qualitatives basées le logiciel
d’analyse textuelle NVivo ainsi que de la métanalyse des vidéos H24 via AI sur les temps d’interaction
entre les individus.
A savoir : critères des participants à la mission
Les équipiers et équipières participent à l’expérimentation Deep Time de manière volontaire et non
contraignante. Les règles de respect à la personne, d’inclusion ou dés inclusion et d’arrêt de
participation d’un sujet s’appliquent naturellement.