FOCUS

LE NEUROFEEDBACK

Nous recevons constamment des feedbacks, autrement dit des retours physiologiques, provenant de notre corps en réponse à des mouvements ou encore à des efforts. En effet, nous pouvons naturellement percevoir la modification de notre rythme cardiaque, de notre température corporelle ou encore des informations spatiales lorsque nous trébuchons. Ces feedbacks nous permettent donc d'avoir un retour sur notre activité physiologique et ainsi d'adapter notre comportement à une situation. En revanche, nous ne sommes pas conscients de notre activité cérébrale. Celle-ci peut notamment être mesurée grâce à la circulation sanguine, la consommation d'oxygène ou encore l'activité électrique. Tous ces signaux peuvent être utilisés pour faire du feedback sur notre activité cérébrale. Cela s'appelle le Neurofeedback. La méthode de Neurofeedback la plus utilisée reste la mesure de l'activité électrique de notre cerveau à l'aide d'un électroencéphalogramme.

Le signal électrique enregistré est ensuite amplifié et traité à l'aide d'outils informatiques pour le transformer en signal sonore, visuel ou sensoriel. Ainsi le patient reçoit le feedback de sa propre activité cérébrale au repos ou lors d'une tâche et peut ainsi la modifier. Le Neurofeedback nous permet donc d'avoir conscience de notre activité cérébrale et ainsi d'apprendre à réguler nous-mêmes des rythmes cérébraux spécifiques afin d'augmenter et d'améliorer des capacités cognitives. 

L'histoire du Neurofeedback : 

Historiquement, cette technique a vu le jour dans les années 1950, lorsqu'il a été prouvé que les Hommes étaient capables de s'entraîner pour augmenter la puissance de leurs ondes alpha (Kamiya, J., 1962). Le neurofeedback est ensuite devenu une alternative des traitements pharmacologiques notamment grâce à Sterman qui a utilisé cette technique sur un groupe d'astronautes pour soulager leurs maux de tête, nausées et crises d'épilepsie (Larsen, S., Sherlin, L., 2013). Cela a inspiré d'autres chercheurs qui, par la suite, ont également trouvé que cette technique pourrait aider les enfants souffrant de troubles de l'attention et d'hyperactivité en leur apprenant à modifier leurs ondes cérébrales (Lubar, J.F., Shouse, M.N., 1976). Suite à cela, le Neurofeedback a également été utilisé pour améliorer des performances telles que la rapidité et la précision des gestes chirurgicaux (Ros, T., et al., 2009), le temps de réaction (Egner, T., et al.,2004), la mémoire (Escolano, C.,et al., 2011) ou encore les performances sportives des athlètes (Landers, D.M., et al., 1991).

Aujourd'hui, les progrès technologiques notamment en termes d'électroencéphalographie, d'imagerie par résonance magnétique et d'intelligence artificielle ainsi que le développement et les découvertes récentes en neurologie et psychologie clinique, permettent aujourd'hui à cette technique de se développer de façon très importante.

Les applications du Neurofeedback : 

Accident vasculaire cérébral :

Dans le cadre d'un accident vasculaire cérébral, les procédures d'entrainement avec le Neurofeedback permettent au patient d'apprendre à diminuer l'activité cérébrale hypokinétique. Pour cela, il s'entraîne à diminuer l'activité rythmique des ondes alpha et à augmenter l'activité des ondes sensorimotrices de l'hémisphère ipsilatéral à la lésion. Lorsque cet entraînement cognitif vient compléter un entraînement physique ciblé, le rétablissement moteur est d'autant plus important (Ramos-Murguialday A, et al., 2013 ; Broetz D, et al., 2010 ; Daly JJ, et al., 2009).

Troubles de l'attention et hyperactivité : 

Dans le cadre de troubles de l'attention, les patients utilisent le Neurofeedback pour apprendre à diminuer l'activité hyperkinétique en s'entraînant à enrichir les ondes bêta lentes et en diminuant très fortement les ondes thêta dans la zone du cortex moteur. Un tel entraînement est aussi appelé un entraînement de ration Thêta/Beta et est couramment utilisé pour tenter de diminuer l'hyperactivité (Arns M, et al., 2013 ; Arns M, et al., 2009).

Performances sportives :

Enfin, dans le cadre de l'amélioration des performances sportives, le Neurofeedback permet aux athlètes d'améliorer leur performances en situation de compétition lors de la pratique de la danse, de la gymnastique, de la natation, du tir à l'arc, du tir au pistolet ou encore du golf. Il a notamment été démontré que les ondes alpha et les ondes sensori-motrices sont les plus efficaces pour améliorer les performances sportives (Xiang, M., et al., 2018). Par exemple, une étude sur les sportifs de tir au pistolet a montré que plus les sujets étaient capables d'inhiber les ondes rapides bêta (20-30 Hz) et d'augmenter simultanément les ondes sensori-motrices, plus leurs performances en tir étaient bonnes (Rostami, R., et al., 2012).

La régulation du rythme cérébral : 

Un des défis du Neurofeedback est d'arriver à moduler son rythme cérébral. Pour cela il existe deux grandes approches.

La première approche est très ancienne (années 1950) et repose sur un conditionnement opérant. Lors de cette procédure, une jauge plus ou moins remplie suivant l'activité cérébrale du patient lui était présentée et il lui était demandé de trouver lui même comment moduler le remplissage de cette jauge. Le patient procédait donc par essais erreurs en essayent par exemple de se relaxer ou de compter dans sa tête. En utilisant cette approche, le temps d'entraînement était très long, il fallait environ une quarantaine de séances d'entraînement dans les années 1950 pour que certains patients arrivent à trouver des stratégies cognitives leur permettant de réussir à moduler leurs rythmes cérébraux.

La deuxième approche est plus utilisée aujourd'hui, principalement dans le domaine des interfaces cerveau-ordinateur. Cette approche consiste à directement donner des stratégies cognitives spécifique à certaines ondes aux patients. Par exemple, si on souhaite moduler nos ondes alpha (liées à la relaxation), il faudrait essayer de se relaxer. Les personnes ayant l'habitude faire de la méditation ont plus de facilité à moduler leurs ondes alpha et répondent mieux aux procédures de Neurofeedback (Lagopoulos, J., et al., 2009 ; Brefczynski-Lewis, J., et al., 2007).

Autre exemple, si l'on souhaite moduler nos ondes sensori-motrices, on peut le faire via l'imagerie motrice, c'est-à-dire s'imaginer un mouvement dans notre tête. Pour cette approche, les chercheurs expliquent donc aux patients quelles ondes ils vont devoir moduler et quelles stratégies cognitives utiliser pour y parvenir.

Limites et perspectives futures du Neurofeedback basé sur l'électroencéphalographie :

Limites et améliorations :

Une première limite rencontrée est que l'électroencéphalographie utilisée pour observer l'activité cérébrale possède une résolution spatiale très limitée comparée à l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle ou la magnétoencéphalographie (Jeunet, C., 2020). Des chercheurs ont notamment mis en place une procédure de Neurofeedback basée sur la magnétoencéphalographie (Okazaki, Y. O. et al.,2015).

Une autre limite des procédures d'entraînement par Neurofeedback est que leur efficacité est limitée, due à de nombreux participants qui n'arrivent pas à moduler leur activité cérébrale ou qui ne régulent pas correctement leurs rythmes cérébraux. Pour cela, de nombreuses études visent à comprendre les facteurs influençant la réponse d'un individu face au Neurofeedback afin de créer des procédures d'entraînement adaptées à chaque utilisateur (types de feedback et stratégies cognitives utilisés) (Jeunet, C., et al., 2018).

De plus, l'efficacité du Neurofeedback dans certaines conditions reste encore aujourd'hui controversée. En effet, bien que certaines personnes aient ressenti de nettes améliorations de leurs troubles ou de leurs performances, certains médecins y voient simplement un potentiel effet placebo. Pour cela, il est nécessaire de faire participer des groupes de contrôles actifs/placebo en plus des groupes de contrôle passifs et expérimentaux aux expériences menées (Xiang, M., et al., 2018).

Enfin, il n'existe pas de consensus entre les chercheurs sur le sujet du Neurofeedback dans le domaine sportif car certaines études montrent des résultats similaires en utilisant des protocoles expérimentaux différents tandis que d'autres montrent des résultats opposés en utilisant pourtant la même procédure expérimentale (Mirifar, A., et al., 2017).

Perspective globale pour le futur :

Un des défis à relever est qu'il est nécessaire que la procédure de Neurofeedback utilisée en laboratoire puisse être étendue sur le terrain, autrement dit les participants doivent réussir à moduler leurs activités cérébrales correctement et à transférer l'amélioration de ces capacités dans leur propre environnement (en situation de compétition pour les athlètes ou au sein de l'école pour les enfants souffrant d'hyperactivité).

De ce fait, un des challenges importants du Neurofeedback dans les futures études consiste à intégrer cette procédure dans une stratégie d'entraînement plus globale, motivante, cohérente, personnalisée et présentant une possibilité de transfert fiable des améliorations de performance sur le terrain notamment grâce à l'utilisation de la réalité virtuelle.