Du diagnostic des troubles cérébraux à l’amélioration cognitive, 100 ans d’EEG ont transformé les neurosciences
L’EEG a façonné la compréhension des chercheurs en matière de cognition, de la perception à la mémoire
Ondes cérébrales humaines issues de l’électroencéphalographie ou EEG.
L’essai suivant est reproduit avec la permission de 
La conversationune publication en ligne couvrant les dernières recherches.
L’électroencéphalographie, ou EEG, était inventé il y a 100 ans. Depuis l’invention de cet appareil pour surveiller l’électricité cérébrale, il a eu un impact considérable. impact incroyable sur la façon dont les scientifiques étudient le cerveau humain.
Depuis sa première utilisation, l’EEG a façonné la compréhension des chercheurs sur la cognition, de la perception à la mémoire. Il a également joué un rôle important dans le diagnostic et l’orientation du traitement de nombreux troubles cérébraux, dont l’épilepsie.
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je suis un neuroscientifique cognitif qui utilise l’EEG pour étudier la façon dont les gens se souviennent des événements de leur passé. Le 100e anniversaire de l’EEG est l’occasion de réfléchir à l’importance de cette découverte en neurosciences et en médecine.
Le 6 juillet 1924, le psychiatre Hans Berger a pratiqué l’ premier enregistrement EEG sur un humainun garçon de 17 ans qui subit une neurochirurgie. À l’époque, Berger et d’autres chercheurs effectuaient des enregistrements électriques sur le cerveau des animaux.
Ce qui distingue Berger, c’est son obsession de trouver le base physique de ce qu’il appelle l’énergie psychiqueou effort mental, chez les personnes. Au cours d’une série d’expériences menées au début de sa carrière, Berger a mesuré le volume et la température du cerveau pour étudier les changements dans les processus mentaux tels que le travail intellectuel, l’attention et le désir.
Il s’est ensuite tourné vers l’enregistrement de l’activité électrique. Bien qu’il ait enregistré les premières traces d’EEG dans le cerveau humain en 1924, il n’a pas publier les résultats jusqu’en 1929Ces cinq années ont été une période tortueuse de doute sur la source du signal EEG dans le cerveau et de perfectionnement du dispositif expérimental. Berger a enregistré des centaines d’EEG sur de nombreux sujets, y compris ses propres enfants, avec à la fois des succès et des échecs expérimentaux.
Finalement convaincu de ses résultats, il publie une série d’articles dans la revue Archives de psychiatrie et espérait remporter un prix Nobel. Malheureusement, la communauté scientifique a douté de ses résultats et des années se sont écoulées avant que quiconque ne commence à utiliser l’EEG dans ses propres recherches.
Berger fut finalement nominé pour un prix Nobel en 1940. Mais les Nobel étaient non attribué cette année-là dans n’importe quelle catégorie en raison de la Seconde Guerre mondiale et de l’occupation de la Norvège par l’Allemagne.
Lorsque de nombreux neurones sont actifs en même temps, ils produire un signal électrique suffisamment puissants pour se propager instantanément à travers les tissus conducteurs du cerveau, du crâne et du cuir chevelu. Des électrodes EEG placées sur la tête peuvent enregistrer ces signaux électriques.
Depuis la découverte de l’EEG, les chercheurs ont montré que l’activité neuronale oscille à des fréquences spécifiques. Dans ses premiers enregistrements EEG en 1924, Berger a noté la prédominance de l’activité oscillatoire qui se déroulait huit à douze fois par seconde, soit 8 à 12 hertz, appelée oscillations alphaDepuis la découverte des rythmes alpha, de nombreuses tentatives ont été faites pour comprendre comment et pourquoi les neurones oscillent.
On pense que les oscillations neuronales sont importantes pour une communication efficace entre des régions cérébrales spécialisées. Par exemple, les oscillations thêta qui se produisent à une fréquence de 4 à 8 hertz sont importantes pour la communication entre les régions cérébrales. impliqué dans le codage et la récupération de la mémoire chez les animaux et les humains.
Les chercheurs ont ensuite examiné s’ils pouvaient modifier les oscillations neuronales et donc influencer la façon dont les neurones communiquent entre eux. Des études ont montré que de nombreuses méthodes comportementales et non invasives peuvent modifier les oscillations neuronales et entraîner des changements dans les performances cognitives. La participation à des activités mentales spécifiques peut induire des oscillations neuronales dans les fréquences utilisées par ces activités mentales. Par exemple, les recherches de mon équipe ont révélé que La méditation de pleine conscience peut augmenter la fréquence thêta oscillations et améliorer la récupération de la mémoire.
Les méthodes de stimulation cérébrale non invasives peuvent cibler les fréquences d’intérêt. Par exemple, les recherches en cours de mon équipe ont révélé que la stimulation cérébrale à fréquence thêta peut conduire à une meilleure récupération de la mémoire.
L’EEG a également conduit à des découvertes majeures sur la façon dont le cerveau traite les informations. de nombreux autres domaines cognitifsnotamment la façon dont les gens perçoivent le monde qui les entoure, la façon dont ils concentrent leur attention, la façon dont ils communiquent par le langage et la façon dont ils traitent leurs émotions.
L’EEG est couramment utilisé aujourd’hui pour diagnostiquer troubles du sommeil et épilepsie et pour guider traitements des troubles cérébraux.
Les scientifiques utilisent l’EEG pour voir si la mémoire peut être améliorée par une stimulation cérébrale non invasive. Bien que la recherche en soit encore à ses débuts, elle a donné des résultats prometteurs. Par exemple, une étude a révélé que la stimulation cérébrale non invasive à fréquence gamma (25 hertz) améliorait Mémoire et transmission des neurotransmetteurs dans la maladie d’Alzheimer.
Un nouveau type de stimulation cérébrale non invasive appelé interférence temporelle utilise deux hautes fréquences pour provoquer une activité neuronale égale à la différence entre les fréquences de stimulation. Les hautes fréquences peuvent mieux pénétrer le cerveau et atteindre la zone ciblée. Les chercheurs ont récemment testé cette méthode sur des personnes en utilisant 2 000 hertz et 2 005 hertz pour envoyer une fréquence thêta de 5 hertz à une région cérébrale clé pour la mémoire, l’hippocampe. Cela a conduit à des améliorations se souvenir du nom associé à un visage.
Bien que ces résultats soient prometteurs, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour comprendre le rôle exact que jouent les oscillations neuronales dans la cognition et si leur modification peut conduire à une amélioration cognitive durable.
Le centenaire de l’EEG offre l’occasion de réfléchir à ce qu’il nous a appris sur le fonctionnement du cerveau et à ce que cette technique peut apporter à l’avenir.
Que sera-t-il possible de réaliser dans les 100 prochaines années avec l’EEG ?
Certains chercheurs, dont moi-même, prédisent que nous utiliserons l’EEG pour diagnostiquer et créer des traitements ciblés pour les troubles cérébraux. D’autres prévoient qu’un EEG abordable et portable sera largement utilisé pour améliorer la fonction cognitive à la maison ou sera facilement intégré à la réalité virtuelle applications. Les possibilités sont vastes.
Cet article a été initialement publié sur La conversation. Lis le article original.
