Électroencéphalogramme (EEG) et potentiels évoqués (PE)

Électroencéphalogrammes (EEG) et potentiels liés aux événements (PLE) : Préparatifs et procédures

Les EEG (électroencéphalogrammes) sont une méthode de mesure de l'activité cérébrale à l'aide d' électrodes (de 25 à 34, et plus pour une connaissance plus approfondie de l'activité cérébrale) placées sur le cuir chevelu à l'aide d'un gel conducteur. Ces électrodes sont capables de détecter la minuscule activité électrique qui se produit lorsque des potentiels d'action "se déclenchent" dans un neurone, également connus sous le nom d'influx nerveux. Cette activité neuronale est détectable.

Selon Nayak et Anilkumar (2020) :

Les charges électriques détectées par les électrodes sont ensuite représentées graphiquement dans le temps pour donner une indication du niveau d'activité qui se produit dans cette zone particulière du cerveau. Ces ondes indiquent une certaine forme d'activité fonctionnelle dans le cerveau et, dans le cas des ERPs (potentiels liés à un événement), probablement en réponse au stimulus, à l'événement ou à l'épreuve que la personne est en train de vivre.

Cette activité est ensuite représentée sous forme de résultat sur un graphique qui fournit les données sous la forme de 4 types d'ondes différents connus sous le nom de :

• Alpha.

• Bêta.

• Thêta.

• Delta.

Ces ondes diffèrent en deux points : l'amplitude et la fréquence.

La fréquence est souvent l'aspect le plus cité des formes d'ondes, et chaque forme d'onde possède une plage générale (Nayak & Anilkumar, 2020) :

• Delta (0,5 à 4Hz)
• Thêta (4 à 7 Hz)
• Alpha (8 à 12 Hz)
• Sigma (12 à 16 Hz)
• Bêta (13 à 30Hz)

Fig. 2 : Dix secondes de données EEG mettent en évidence l'apparence des ondes cérébrales¹.

Les ondes changent également selon que la personne est endormie ou éveillée. L'exemple ci-dessus montre quelques modèles d'ondes reconnaissables. Ils sont cohérents et peuvent être facilement catégorisés. Cependant, les ondes peuvent être synchronisées ou désynchronisées.

1. Lesformes d'ondes synchronisées se produisent généralement lorsque la personne est endormie ou concentrée sur une tâche.

2. Les formes d'ondes désynchronisées sont plutôt la norme lorsque les gens sont éveillés, car leur cerveau change rapidement d'attention et de fonction.

Conditions diagnostiquées par un EEG

Les EEG permettent de détecter des maladies telles que l'épilepsie chez une personne, car l'épilepsie interrompt les signaux normalement envoyés par les neurones dans le cerveau. Il en résulte des comportements ou des réponses anormaux tels que des spasmes musculaires et des crises d'épilepsie.L'identification de formes d'ondes reconnaissables pendant le sommeil permet aux cliniciens de déterminer si la personne souffre d'un trouble du sommeil. Les EEG sont également utilisés pour détecter l'activité cérébrale dans d'autres maladies telles que la maladie d'Alzheimer.

Qu'est-ce qui peut affecter les EEG et les ERP ?

Il est important de tenir compte des variables confusionnelles lorsqu'on mène des recherches, et c'est encore le cas pour les EEG et les ERP.

Les variables confusionnelles qui peuvent affecter un EEG et un ERP comprennent (Nayak & Anilkumar, 2020) :

• L'âge des participants
• La conscience (les participants sont-ils éveillés ou endormis ?)
• Les stimuli biologiques et environnementaux
• L'activité physique et mentale

Potentiels liés à l'événement (PRE) et EEG : Qu'est-ce qu'un PRE ?

Les potentiels liés à l'événement (PRE) sont très similaires à l'EEG car ils utilisent des électrodes placées sur le cuir chevelu pour mesurer l'activité électrique dans le cerveau.Les PRE diffèrent cependant par la façon dont ils mesurent les réponses à un stimulus, c'est-à-dire en exposant le participant à plusieurs reprises aux stimuli.

Lalatence est le temps qui s'écoule entre le moment où l'on montre le stimulus au participant et celui où il réagit. Les ERPs et les EEG ont généralement une courte latence dans les 100 premières ms, appelée ERPs sensorielles parce que les sens réagissent par réflexe au stimulus.Après 100 ms vient la réponse réelle au stimulus, où l'information a été traitée cognitivement.

Composants du potentiel lié à l'événement : L'arnaque cérébrale des ERP

Les composantes des ERP font référence à l'une des ondes des formes d'ondes, identifiées par leurs différences de polarité, de synchronisation, de répartition sur le cuir chevelu, de sensibilité et d'autres facteurs (Woodman, 2010). Comme le montre l'image ci-dessous, les exemples de composantes comprennent P1, N1, N2 et P3.

Fig. 3 : Les composantes des ERPs².

Des exemples de potentiels liés à l'événement (PCE) peuvent être observés dans des recherches portant sur différents domaines de la psychologie, tels que la mémoire.

Les ERPs peuvent également être utilisés dans d'autres domaines de recherche, au-delà de la mémoire.

• Miltner et al. (2005) ont étudié les phobies à l'aide des ERPs. Les phobies comprenaient la peur des serpents et des araignées, et ils ont spécifiquement étudié les réponses corticales et les évaluations de valence/arousal en réponse à ces phobies, en comparant les phobiques à des témoins en bonne santé.
  • Ils ont constaté des amplitudes plus importantes des composantes tardives de l'ERP, y compris le P3 dont nous avons parlé plus haut, mais pas des composantes plus précoces de l'ERP, telles que le N2, lorsque les phobiques regardaient des stimuli induisant la peur.

Forces et faiblesses des électroencéphalogrammes (EEG) et des potentiels évoqués (ERP)

Nous abordons ici les points forts et les points faibles des potentiels liés aux événements et des électroencéphalogrammes, car il s'agit de deux techniques similaires qui présentent les mêmes avantages et les mêmes inconvénients.Cependant, l'une des principales choses que l'on peut suggérer en utilisant les EEG et les ERP est que ces zones peuvent être associées à des réponses et à des comportements spécifiques lorsqu'elles sont mesurées.

Points forts

Tout d'abord, explorons les points forts de l'utilisation des EEG et des ERP.

• Faible coût: Comparés à d'autres techniques de balayage du cerveau, les EEG et les ERP sont des alternatives peu coûteuses. Ils ne nécessitent pas d'équipement important et sont plus accessibles que des machines telles que les IRMf (imagerie par résonance magnétique fonctionnelle).
• Utiles pour le diagnostic clinique: Elles sont utiles pour diagnostiquer des maladies telles que l'épilepsie, une affection qui résulte d'une activité électrique perturbée dans le cerveau.
• Résolution temporelle élevée: les deux techniques ont une résolution temporelle élevée car elles enregistrent l'activité dans les millisecondes qui suivent son apparition, contrairement à l'IRMf, qui a un délai. Elle permet de chronométrer avec une grande précision l'activité électrique du cerveau.
• LesERP sont robustes: comme les ERP utilisent une méthode de calcul de la moyenne, leurs résultats sont plus fiables et peuvent être attribués à l'activité car les activations aléatoires sont filtrées et n'ont rien à voir avec l'activité cérébrale qui se produit à la suite du stimulus.
• Non invasif: Des électrodes sont placées sur le cuir chevelu pour détecter l'activité. Il s'agit d'une méthode non invasive de détection de l'activité cérébrale.
• Mobilité: Le sujet peut bouger pendant l'examen EEG ou ERP, contrairement à l'IRMf, qui exige que le sujet reste immobile. Cette procédure permet d'effectuer un plus large éventail de tests sur les participants que ce n'est le cas avec d'autres formes de scanners cérébraux.
• Suivi du développement cognitif: Les deux études de Bells montrent à quel point les EEG ont été utiles pour tester les enfants dans différentes situations ; dans des tâches de mémoire à l'âge de 8 mois, et à quel point ces tests étaient robustes.¹

Faiblesses

Maintenant, explorons les faiblesses.

• Faible résolution spatiale: Comme les électrodes sont placées sur le cuir chevelu, elles ne peuvent détecter que l'activité électrique en profondeur dans le cerveau. Par exemple, il ne peut pas dire ce que fait l'amygdale, mais seulement ce que fait l'activité de surface. La résolution spatiale est plus faible par rapport à d'autres techniques, comme l'IRMf.
• Manque de précision: Les électrodes EEG peuvent fournir une bonne estimation de l'endroit où se produit l'activité électrique, mais elles ne sont pas précises. Elles te disent où l'activité électrique est la plus forte, mais pas exactement d'où elle vient. Les EEG représentent généralement l'activité de l'ensemble du cerveau, plutôt que des neurones en particulier.
• Inconfortable: Les nombreuses électrodes combinées au gel rendent l'appareil inconfortable pour les participants. De plus, le gel reste dans les cheveux jusqu'à ce qu'il soit lavé, ce qui peut être très gênant pour les participants.
• Les EEG n'ont pas la robustesse des ERP: Les EEG capturent l'activité qui se produit dans l'ensemble du cerveau et n'utilisent pas la technique de calcul de la moyenne, ce qui rend les ERP robustes en comparaison.
  • Par conséquent, il faut plus d'échantillons d'EEG pour obtenir des résultats précis, ce qui est à la fois long et peu pratique, et augmente parfois les coûts.
• Variables de confusion : Des facteurs tels que l'âge, la conscience et les stimuli environnementaux doivent être pris en compte. Lorsqu'ils ne le sont pas, les variables confusionnelles affectent les résultats.