Est-ce qu’il y a un effet psychologique à la caféine? Par : Lara Simard et Sabrina Martin Figure 1 Résumé : Est-ce qu’il y a un effet psychologique à la caféine? L. Simard. & S. Martin. 2014. Rapport interne. Sciences de la nature, Cégep StFélicien. Douze volontaires ont ingéré une dose de caféine de 2 fois leurs poids (livres) en mg( exemple : Une personne de 100 livres devra ingérer 200 mg de caféine). On a remarqué une grande augmentation (environ de 20 jusqu’à 40 battements par minute) du rythme cardiaque immédiatement après la prise de l’excitant alors les effets physiologiques se remarquent entre 45 minutes et 90 minutes après la prise de caféine. Abstract : Does cafein have a psychological effect? By Simard, L. & Martin, S. 2014. Internal report. Sciences, Cégep St-Félicien. Twelve volunteers received an amount of cafein of twice their weight in mg (ex : 100 pounds = 200 mg). Immediately after taking this substance, their arterial pressure has significantly rised but physiologic effects of cafein on arterial pressure normally appear after approximately 45 minutes. Mots clés: caféine, effet psychologique, fréquence cardiaque, excitant, effet placebo Plusieurs personnes se sentent plus excitées et énervées immédiatement après la prise de caféine: Notre hypothèse: il y a des effets psychologiques à la caféine. Nous avons testé les effets de la caféine sur la fréquence cardiaque de douze volontaires à l’aide de montres radiofréquence mètre Polar RS800CX et FT2. Nous prenions la fréquence cardiaque des cobayes chaque minute, à partir de 10 minutes avant la prise de caféine jusqu’à 60 minutes après celle-ci. Pendant ce temps, ceuxci restaient assis et immobiles. La dose de caféine donnée était de 2 fois leur poids (livres) en mg de caféine. En effet, si la personne pesait 100 livres on lui donnait 200 mg de caféine. Est-ce qu’il y a un effet psychologique à la caféine? Page 1 Introduction De nos jours, beaucoup de gens sont accros à la caféine. Souvent, ces grands consommateurs de café se sentent mieux et plus réveillés diront-ils après seulement quelques gorgées. Et si cela n’était que psychologique ? Comment est-il possible que la plupart des gens se sentent plus excités tout de suite après avoir pris de la caféine alors que celle-ci fait normalement effet entre 45 minutes et 90 minutes après la prise? C’est cette interrogation qui nous a amenés à nous questionner à savoir si une partie des effets de cette substance ne provient que de notre cerveau. Notre hypothèse de départ étant que oui, il existe des effets psychologiques à la caféine. Théorie La caféine agit de façon générale comme excitante. Elle stimule le système nerveux ainsi que le système cardiovasculaire. Tout cela a comme principaux effets l’accélération du rythme cardiaque ainsi que la vasoconstriction, c’est-à-dire la réduction des vaisseaux sanguins. Après l’ingestion de la caféine, celle-ci passe du tube digestif jusqu’à la circulation sanguine en environ 45 à 90 minutes. L’effet physiologique de la substance se remarque donc normalement autour de ce temps. Pour l’expérimentation, nous avons décidé de donner une dose respectable de caféine (2 fois le poids de la personne en mg). Nous utilisions des pilules de caféine (WAKE UP) qu’on mettait en solution dans du jus d’orange afin de pouvoir donner la dose proportionnelle au poids de chaque personne. Le but principal était de regarder l’effet que cet excitant aurait sur la fréquence cardiaque en sachant que l’effet réel de cette substance se remarque normalement environ 45 à 90 minutes après l’ingestion de celle-ci. Comme le but de notre expérimentation était de se concentrer sur l’effet psychologique, les fréquences cardiaques qui nous intéressaient le plus étaient celles avant l’effet physiologique. Voici le matériel utilisé ainsi que déroulement de l’expérimentation que nous avons faite : Matériel et méthode Matériel utilisé Jus d’orange Oasis Verres en plastique Tasses à mesurer Wake-up (Pilules de caféine) Montres radiofréquence mètre Polar modèle RS800CX et Polar modèle FT2 Est-ce qu’il y a un effet psychologique à la caféine? Page 2 Émetteur de pression artérielle Thermor modèle 7052-09 Balance électronique Méthode Nous avons choisi, comme mentionnés précédemment, de donner 2 fois le poids de la personne en mg de caféine. Comme bouger à une grande influence sur la fréquence cardiaque, nos cobayes se devaient de rester assis pendant le test. Nous avons donc décidé de passer un film pendant le temps de l’expérience. Douze personnes se sont portées volontaires afin de participer à notre expérience. En rentrant dans la salle, nous prenions le poids de ceux-ci ainsi que leur pression afin de prévenir certains effets indésirables. En effet, il était déconseillé de donner de la caféine à une personne ayant une haute pression. On remettait ensuite la montre à fréquence cardiaque, un consentement éclairé, le questionnaire contenant les données tel que le sexe, l’âge, etc. (Voir annexe.) Finalement nous leur avons donné la solution de jus d’oranges et de caféine. Après tout cela, chaque personne commençait à prendre sa propre fréquence cardiaque toutes les minutes et à l’inscrire sur un tableau qu’on lui avait fourni. Dix minutes après le début de la prise des battements cardiaques, chaque personne prenait le mélange de jus et continuait à prendre sa fréquence cardiaque à toutes les minutes pour encore une heure. Après tout cela, il ne nous restait plus qu’à analyser la courbe de la fréquence cardiaque par rapport au temps de chaque personne et de voir s’il y a bel et bien un effet psychologique à la prise de caféine. De plus, on pouvait comparer les résultats de chaque personne avec leurs réponses au questionnaire que nous leur avions remis. Cela nous permettait d’extrapoler et de regarder si certaines caractéristiques physiques, psychologiques ou même certaines habitudes de vie pourraient avoir une influence sur cet effet psychologique. Résultats Les résultats nous ont permis de voir qu’il existe réellement un effet psychologique à la prise de la caféine. Dans les graphiques suivants ( trois des graphiques des cobayes sont présentés ci-dessous, figure 2-3-4), on voit que la fréquence cardiaque passe d'environ 80 à 120 BPM en seulement 2 minutes. Une hausse de 40 BPM alors que ces personnes sont toutes restées assises, c'est énorme puisque que pour monter son pouls il faut la plupart du temps fournir un effort considérable, comme pédaler sur son vélo pendant un bon 5 minutes. Les résultats sont d'autant plus surprenants puisqu'une hausse de fréquence cardiaque était observée avant même que la caféine puisse faire effet, cette hausse ne peut donc pas être associée au simple fait qu'un liquide entre dans notre corps puisque la fréquence cardiaque commençait à augmenter avant. La moyenne des fréquences cardiaques les plus hautes mesurées à la prise du jus est de 113 BPM. Les cobayes ont donc en moyenne tous passé au-dessus de la barre Est-ce qu’il y a un effet psychologique à la caféine? Page 3 des 100 BPM. La marge d'erreur étant de ± 5 BPM. On peut donc considérer que les effets ont été assez similaires pour tout le monde. Pour ce qui en est de l'écart entre les battements moyens et la hausse, c'est une hausse de 33,7 BPM ± 7 BPM que nous avons observée. Encore une fois, un résultat très surprenant puisqu'ils étaient tous assis et très calmes. Nous avons aussi remarqué dans certain graphique la courbe physiologique de la caféine puisqu'elle survient entre es 45 et 90 minutes après la prise de caféine. Pour chaque courbe physiologique observée, nous avons remarqué que même la caféine ne donnait pas d'effet aussi fort que les courbes psychologiques. Comme on peut le remarquer sur la figure 4, le cobaye augmente de 45 BPM lors de la prise que caféine, mais n'augmente que de 27 BPM en moyenne lors de sa courbe physiologique. Et ce cobaye n'était pas un grand consommateur de café, donc on ne peut pas dire qu'il était habitué aux effets de la caféine. Par contre, l'effet de la caféine dur plus longtemps que l'effet psychologique. 130 120 110 100 90 80 70 60 -10 -8 -6 -4 -2 JUS 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 Fréquence cardiaque (BPM) Figure 2: Courbe de la fréquence cardiaque du cobaye #1 Temps (minutes) 110 100 90 80 70 60 -10 -8 -6 -4 -2 JUS 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 Fréquence cardiaque (BPM) Figure 3: Courbe de la fréquence cardiaque du cobaye #8 Temps (minutes) Est-ce qu’il y a un effet psychologique à la caféine? Page 4 130 120 110 100 90 80 70 60 -10 -8 -6 -4 -2 JUS 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 Fréquence cardiaque (BPM) Figure 4 : Courbe de la fréquence cardiaque du cobaye #10 Temps (minutes) Après avoir calculé la variation de fréquence cardiaque de ces 12 cobayes, nous avons cherché à faire des corrélations avec les réponses du questionnaire. Cela a donné lieu à de nouvelles hypothèses qui sont associées aux moyennes de variation de fréquence cardiaque selon l'âge, la consommation de caféine, le degré de stress, la consommation d'alcool et l'appréciation des films d'horreur (figures 5 à 9). Les filles auront une plus grande variation de fréquence cardiaque que les garçons. Fréquence cardiaque (BPM) Figure 5 : Hausses de la fréquence cardiaque selon le sexe 60 50 40 30 30,1 27,3 20 10 0 Homme Femme Sexe Nous nous attendions à observer une plus grande moyenne pour les filles que pour les hommes, puisque ces dernières sont reconnues pour être plus anxieuses que les garçons à la prise de substances donnant de forts effets. Puisque nous donnions une plus grande dose de caféine, nous croyons que les filles seraient peut-être plus stressées que les hommes. Malheureusement, notre hypothèse n'est ni infirmée ni confirmée. Le résultat est plutôt neutre, les marges d'erreur sont beaucoup trop grandes et celles des femmes englobent celles des hommes. Il n'y a aucune réelle conclusion à tirer de cette corrélation. Est-ce qu’il y a un effet psychologique à la caféine? Page 5 Les petits consommateurs de café auront une plus grande variation de fréquence cardiaque que les grands consommateurs. Fréquence cardiaque (BPM) Figure 6 : Hausses de la fréquence cardiaque selon la consommation de café 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 31,9 21,5 Léger Grand Consommateur de café Du côté de la consommation de café, ce graphique reflète exactement ce à quoi nous nous attendions. Les légers consommateurs on une moyenne plus haute puisqu'en étant moins habitué au café, les effets psychologique de prendre une grosse dose de café son plus grand que pour ceux qui sont habitués d'en prendre. Les gens plus stressés auront une plus grande variation de fréquence cardiaque que les gens plus calmes. Fréquence cardiaque (BPM) Figure 7 : Hausses de la fréquence cardiaque selon le degré de stress de la personne 50 40 30,3 30 27,6 20 10 0 Bas Degré de stress Élevé Nous nous attendions à avoir une grande différence entre les personnes stressées et les personnes plus calmes puisque les personnes stressées auraient été plus énervées par la prise d'une grosse dose de caféine, mais au finale, les résultats ne sont pas assez concluants pour confirmer notre hypothèse. Est-ce qu’il y a un effet psychologique à la caféine? Page 6 Les gens consommant souvent de l'alcool auront une plus petite variation de fréquence cardiaque que les gens consommant moins souvent de l'alcool. Fréquence cardiaque (BPM) Figure 8 : Hausses de la fréquence cardiaque selon la consommation d'alcool 60 50 40 30 28,7 28,1 20 10 0 Léger Grand Consommateur d'alcool Nous nous attendions à ce que les légers consommateurs d'alcool aient une moyenne plus élevée que les grands consommateurs au même principe que les personnes stressées puisque les gens étant peu habitués de consommer des substances exerçant des changements sur notre corps auraient pu être plus énervés par la prise d'une grosse dose de caféine, mais au finale, les résultats ne sont pas assez concluant pour confirmer notre hypothèse. Les gens appréciant les films d'horreur auront une plus petite variation de fréquence cardiaque que les gens détestant les films d'horreur. Fréquence cardiaque (BPM) Figure 9 : Hausses de la fréquence cardiaque selon l'appréciation des films d'horreur 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 29,5 N'aime pas 27,0 Aime Appréciation des films d'horreur Au même principe que les graphiques sur le degré de stress et sur la consommation d'alcool, nous nous attendions à ce que les gens appréciant des films d'horreur soient Est-ce qu’il y a un effet psychologique à la caféine? Page 7 une plus petite variation de fréquence cardiaque, puisqu'ils auraient pu être moins excités de prendre une grosse dose de caféine en raison de leur appréciation des sensations fortes. Discussion Interprétation Notre hypothèse étant que l'effet psychologique de la caféine existe s'avère exacte puisque les fréquences cardiaques des 12 cobayes, dont trois d'entre eux, sont représentées plus haut dans les figures 2, 3 et 4 à augmenter en moyenne de 33,7 BPM avant même que la caféine puisse faire effet. Cette hausse observée chez les 12 personnes du groupe était la courbe psychologique que l'on cherchait. Nos secondes hypothèses sont pour la plupart infirmées. Le contraire de ce que nous pensions, n'est même pas arrivé en fait, on ne peut rien conclure des graphiques liés au sexe de la personne, à son degré de stress, à sa consommation d'alcool et à son appréciation de film d'horreur. Il n'y a aucune corrélation ni d'un sens ni de l'autre, sauf pour la moyenne de variation de fréquence cardiaque selon la consommation de caféine. En effet, la différence entre les deux moyennes est d'un peu plus de 10 BPM, donc plus on consomme de café et moins l'effet psychologique de celui-ci est fort. Malheureusement, on ne peut affirmer que la différence est significative puisque les marges d'erreur se croisent. Critique Pour ce qui en est de la première hypothèse, nos résultats sont tout à fait fiables. C'est sans aucun doute le cerveau qui a augmenté la fréquence cardiaque des cobayes, car le simple fait de prendre un jus augmente les fréquences cardiaques de 5 à 10 BPM et non de 30 BPM comme pour le cobaye #10. Par contre, pour ce qui en est de nos secondes hypothèses, les résultats ne sont pas fiables du tout. Les marges d'erreur sont beaucoup trop grosses pour pouvoir observer des différences significatives entre les moyennes de variations. Ceci est dû au petit nombre de participants que nous avions (12 participants). En effet, moins nous avions de participants, plus les marges d'erreur étaient grandes. Voici un des points faibles de notre expérience : le nombre peu élevé de participants de notre expérience. Une autre faiblesse est la longueur de l'expérience, en effet si l'expérience avait été moins longue nous aurions pu regrouper plus de gens. Une autre faiblesse de notre expérience est la façon de trouver nos cobayes, nous y avons été par l'échantillonnage à l'aveuglette et il y aurait plutôt fallu utiliser l'échantillonnage aléatoire simple. Par contre notre expérience a aussi des forces, le fait de faire la solution individuellement pour chaque personne empêche la contamination et assure un produit frais (le mélange jus/caféine encore bon). Le fait que toutes les personnes fassent la même chose, personne ne s'entrainait pendant que quelqu'un d'autre dormait. Ils écoutaient tous un film, il n'y avait donc pas de grosse variation de Est-ce qu’il y a un effet psychologique à la caféine? Page 8 fréquence cardiaque entre chaque cobaye. Une autre force de l'expérience était que l'on ciblait une partie précise de la population. Suggestion Étant donné que l'équation pour calculer la marge d'erreur pour un échantillon de moins de 20 personnes est : (T*Écart-Type)/√n eq.1 𝐸𝑥𝑒𝑚𝑝𝑙𝑒 𝑝𝑜𝑢𝑟 𝑙𝑎 𝑚𝑎𝑟𝑔𝑒 𝑑 ′ 𝑒𝑟𝑟𝑒𝑢𝑟 𝑑𝑒𝑠 ℎ𝑜𝑚𝑚𝑒𝑠 𝑓𝑖𝑔𝑢𝑟𝑒 5 ∶ 2,447 ∗ 7,37 √7 = 6,8 Il y aurait fallu un nombre n plus gros afin de réduire les marges d'erreur. Si nous avions eu plus de temps pour réaliser notre expérience, nous aurions pu faire plusieurs expériences à différent moment dans une semaine pour rejoindre les disponibilités du plus grand nombre de gens possible. Une autre amélioration à apporter à notre expérience serait de réduire le temps de celle-ci. Il serait judicieux de prendre la fréquence cardiaque sur seulement 30 minutes au lieu d'une heure. Même si cela nous empêche de voir la courbe physiologique sur le graphique. Ou même garder les personnes pendant 30 minutes parce que c'est à ce moment-là qu'ils doivent tous être immobiles et les laisser faire ce qu'ils veulent par la suite en leur donnant des recommandations strictes sur les activités physiques qu'ils peuvent faire ou non et leur faire confiance. Il serait aussi intéressant de recommencer l’expérience à plus grande échelle avec des gens d’une autre tranche d’âge pour changer le groupe cible, avec des habitudes de vie semblable ou avec de nouveaux tests. Conclusion À la lumière de ce qui précède, on peut facilement affirmer que l'effet psychologique de la caféine existe puisqu'en moyenne nos cobayes ont eu une variation de fréquence de 33,7 BPM ± 7 BPM. Cette découverte est extrêmement surprenante, d'autant plus que nous avons aussi pu observer une corrélation entre la variation des fréquences cardiaque et les habitudes de vie. Celle concernant la consommation de caféine. En effet, un plus grand consommateur de caféine a une plus petite variation de fréquence cardiaque au niveau psychologique et vice versa. Remerciements Nous souhaitons principalement remercier notre professeur M. Laval Duchesne et notre technicienne Julie Dubé sans qui ce projet n’aurait pas été possible. Ils ont tous deux été de très bon conseil et nous ont encouragés tout au long de notre travail. Les organisateurs de l’expo-science sans qui nous n’aurions pas pu vivre cette belle expérience. Nous vous en sommes très reconnaissantes. Aussi les Est-ce qu’il y a un effet psychologique à la caféine? Page 9 cobayes qui ont participé à notre expérience et nos amis qui nous ont enduré lors de nos tests sur la caféine qui pouvaient nous rendre irritantes. Médiagraphie MARIEB, Elaine N. HOEHN, Katja. (2011). Anatomie et physiologie humaines. Ed. ERPI. Montréal. INCONNU. « Placebo (pharmacologie) », WIKIPEDIA. 1 DÉCEMBRE 2013. INCONNU. « Placébo », FUTURA-SCIENCES. DATE INCONNUE. ÉTIENNE, Jean. « L’effet placebo enfin expliqué », FUTURA-SCIENCES. 23 AOÛT 2007. FECTEAU, D. (2005) L’effet placebo : Le pouvoir de guérison. Ed. Homme. Iconographie Figure 1 : Vignette : https://www.google.ca/search?q=caf%C3%A9&rlz=1C1CHTY_frCA489CA489&source=lnms&tbm =isch&sa=X&ei=slBqU9sMJCuyASLzYKgDw&ved=0CAcQ_AUoAg&biw=1440&bih=799#q=caf%C3%A9ine&tbm=isch&facr c=_&imgdii=_&imgrc=i_BDDX7s9SpCOM%253A%3BNlSHkbpu5Q7vpM%3Bhttp%253A%252F%2 52Fwww.esante.fr%252Fsites%252Fdefault%252Ffiles%252Fimagecache%252Fvisuel_200%252Fimages_ar ticles%252F5559_0.jpg%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.e-sante.fr%252Fou-se-cachecafeine%252Factualite%252F568%3B200%3B200 Est-ce qu’il y a un effet psychologique à la caféine? Page 10 Annexe 1 Questionnaire sur les habitudes de vie Pseudonyme : __________________________________ 1. Quel âge avez-vous? ______ ans 2. Quel est votre sexe? H F 3. Quel est votre poids? _______ lbs 4. Où vous situez-vous sur l'échelle de la consommation de caféine (1 étant aucun café et cinq étant plus de 3 cafés par jour) ? □ 1 □ 2 □ 3 □ 4 □ 5 □ Moyen □ Nerveux □ Très nerveux 5. Êtes-vous : □ Très calme □ Calme 6. À quelle fréquence consommez-vous de l'alcool? □ Jamais □ 1 fois/mois fois/semaine □ 1 fois/2 semaines □ 1 fois/semaine □ + de 2 7. Où vous situez -vous sur l'échelle d'appréciation des films d'horreur (1 étant, je n'aime pas les films d'horreur et 5 étant, j'adore les films d'horreur) ? □ 1 □ 2 □ 3 Est-ce qu’il y a un effet psychologique à la caféine? □ 4 □ 5 Page 11