De nombreux paramètres cliniques et biologiques présentent des cycles non linéaires de type chaotiques. Ces variations se traduisent par des transitions brutales et inattendues d’allure pseudo-aléatoires. Dans ces systèmes peu de facteurs de risque peuvent conduire à des phénomènes inattendus si des mécanismes d’oscillations et d’auto-renforcement se mettent en place. Les rythmes chaotiques permettraient aux systèmes physiologiques de s’adapter plus rapidement aux contraintes de l’environnement. Il a été proposé que plusieurs troubles psychiatriques se caractérisent par une disparition de ces rythmes, au profit de cycles plus organisés. Chez les sujets souffrant d’un trouble bipolaire ou de schizophrénie, on note moins de rythmes chaotiques sur des données temporelles de scores cliniques et d’enregistrements encéphalographiques par rapport aux sujets sains. L’enfant qui se développe possède plusieurs propriétés des systèmes complexes : l’interdépendance des axes de développement, les multiples niveaux hiérarchiques (génétique, biologique, environnemental, culturel), les transactions bidirectionnelles entre le sujet et son environnement et la sensibilité aux conditions initiales. Cela explique en partie les difficultés pour prédire l’acquisition de compétences ou le pronostic à long terme d’un trouble. Ces limites ne sont pas uniquement liées à une erreur ou une insuffisance des modèles explicatifs ; mais sont aussi expliquées par l’instabilité intrinsèque des systèmes complexes. L’étude des rythmes chaotiques dans l’évolution temporelle de données cliniques et paracliniques (EEG, imagerie fonctionnelle) pourrait améliorer la prédiction d’événements soudains, comme une rechute d’un trouble de l’humeur. Par ailleurs, les rythmes chaotiques pourraient jouer un rôle important chez l’enfant pour permettre la synchronicité des interactions, qui est considérée comme essentielle dans l’émergence des compétences d’autorégulation, comme la stabilité émotionnelle.

Many clinical and biological parameters have nonlinear chaotic fluctuations. These variations result in unexpected pseudo-random transitions. In these models, few risk factors can lead to unexpected phenomena if oscillations and self-reinforcement patterns occur. Complex rhythms could ease the ability of a physiological system to adapt and react quickly to a constantly changing environment.

It has been proposed that several psychiatric disorders and developmental disorders are characterized by a loss of complex rhythm in favor of a more organized pattern. We examine evidence to support these assumptions in literatures.

We performed a literature review of the main computerized databases (Medline, PubMed) and manual searches of the literature concerning non dynamic rhythms in time series analysis, in adults with psychiatric disorder and children with developmental disorder. These results were interpreted through a developmental approach that highlights the role of the learning process in the emergence of abilities.

Analysis of clinical scores and electroencephalographic data have found that subjects with bipolar disorder or schizophrenia, tested over a time series, have lower chaotic rhythms compared with healthy subjects. Growing children share several properties of a complex system: the interdependence of developmental axes (motor, emotional, language, social skills), multiple hierarchical levels (i.e. genetic, biological, environmental, and cultural), the two-way transactions between the child and his environment, and the sensitivity to initial conditions. This could explain the difficulty to predict the emergence of abilities or the long-term prognosis of impairment in children. This limitation is not only due to errors in the explanatory model or the lack of explanatory variable. It is also caused by instability, which is a core characteristic of a chaotic system.

The study of chaotic rhythms in time-series clinical and nonclinical data (e.g. EEG, functional neuroimaging) could improve the prediction of an acute event, such as relapse of mood disorder. Moreover, the complex rhythms in children may play a major part in synchronicity during interactions with a caregiver, held as essential for later development of self-regulation skills, such as emotional stability.