Pourquoi utiliser l'EEG pour la recherche ?
Mehul Nayak
Mis à jour le
14 mars 2024
Pourquoi utiliser l'EEG pour la recherche ?
Mehul Nayak
Mis à jour le
14 mars 2024
Pourquoi utiliser l'EEG pour la recherche ?
Mehul Nayak
Mis à jour le
14 mars 2024
Imaginez que vous ayez créé une courte vidéo et que vous vouliez savoir quelles parties de la vidéo les gens ont trouvées captivantes. En général, vous leur demanderiez simplement. Peut-être utiliseriez-vous un sondage. Mais la réponse la plus courante pourrait être « Je ne suis pas sûr exactement » ou « Je ne m’en souviens pas ». Mener des recherches sur la perception humaine en utilisant uniquement des mesures subjectives peut être semé d’incertitudes que la mesure des réponses neurophysiologiques peut aider à surmonter. Les dispositifs EEG sont idéalement placés en tant qu’outil facilement accessible et rentable, capable d’améliorer les recherches liées à la perception humaine. Par conséquent, il devient rapidement un outil clé en psychologie, en neuromarketing et en BCI.
Qu’est-ce que l’EEG ?
L’électroencéphalographie (EEG) est la mesure de l’activité électrique provoquée par les cellules cérébrales, appelées neurones. C’est une méthode sûre et non invasive utilisant des électrodes placées sur le cuir chevelu. Les appareils EEG utilisés à cette fin peuvent aller de dispositifs commerciaux à un seul canal à des systèmes médicaux de qualité clinique à 256 canaux. Vous pouvez lire plus de détails sur ce qu’est l’EEG et sur les différents appareils EEG ici.
Quels sont les avantages de l’EEG ?
Haute résolution temporelle
Grâce à sa haute résolution temporelle, l’EEG peut repérer des processus préconscients.
Le plus grand atout de l’EEG par rapport aux autres méthodes de neuroimagerie est sa résolution temporelle, c’est-à-dire sa capacité à mesurer des réponses cérébrales rapides de l’ordre de la milliseconde. D’autres méthodes d’imagerie cérébrale, telles que l’IRMf (imagerie par résonance magnétique fonctionnelle), nécessitent une seconde ou plus après la présentation des stimuli d’intérêt. De plus, les tâches comportementales conçues pour éviter les incertitudes dans les réponses subjectives reposent généralement sur les temps de réaction et les réponses par pression de bouton. Celles-ci peuvent prendre jusqu’à une seconde, ce qui est très lent si l’on considère que le cerveau est capable de produire de nombreux processus neurophysiologiques complexes à l’échelle de la milliseconde. Ainsi, grâce à sa haute résolution temporelle, l’EEG peut repérer des processus préconscients qui resteraient autrement inaperçus avec de simples auto-évaluations et des tâches fondées sur les réponses.
Accessibilité financière et mobilité
Sciences du sport : Paxton Lynch subit le test de pression avec le casque EEG Emotiv Insight.
Les dispositifs EEG sont devenus rentables et sans fil, ce qui permet aux chercheurs de mener des études sur le terrain au lieu de faire venir les participants au laboratoire. Bien que l’EEG et la MEG (magnétoencéphalographie) aient toutes deux une haute résolution temporelle, l’EEG est l’outil de recherche le plus accessible en raison de son faible coût et de sa mobilité, ce qui permet d’étudier le comportement humain dans des contextes contrôlés ou naturels. Les autres méthodes de neuroimagerie (p. ex. MEG, IRM et TEP) nécessitent des coûts d’entretien élevés et les participants doivent être amenés dans un hôpital ou un laboratoire pour réaliser ces études. À l’inverse, presque n’importe quel environnement peut être transformé en « laboratoire » EEG. (Voir la revue de Park et al.1 sur la manière dont l’EEG mobile peut être utilisé pour améliorer les performances sportives sur le terrain)
Études en interne ou à distance
L’EEG ne doit pas nécessairement être basé en laboratoire avec un seul appareil. Grâce aux progrès réalisés dans les appareils EEG commerciaux abordables, les utilisateurs à domicile peuvent enregistrer leur propre EEG. La plateforme EmotivLABS permet aux chercheurs de mener leurs expériences en ligne avec des casques Emotiv, qui ont été validés par rapport à des dispositifs de qualité recherche²ʹ³. Découvrez notre étude pilote EEG en ligne ici ou l’une de nos collaborations dans le cadre de laquelle des utilisateurs Emotiv ont participé à une étude à domicile pour évaluer un logiciel de présentation ici.
Que pouvons-nous mesurer avec l’EEG ?
Le plus souvent, les chercheurs utilisent soit les amplitudes de tension aux moments d’intérêt après le début d’un stimulus (c.-à-d. les potentiels évoqués, ou ERP), soit l’ampleur des oscillations (des ondes cérébrales) dans l’EEG par seconde (c.-à-d. l’analyse temps-fréquence).
Ces deux domaines nous permettent de répondre à différentes questions de recherche liées au comportement. En outre, avec les progrès d’algorithmes sophistiqués d’apprentissage automatique, nous pouvons commencer à décoder des états mentaux en réponse aux stimuli d’intérêt. Par exemple, grâce au développement d’algorithmes validés pour l’attention, nous pouvons désormais répondre facilement à des questions telles que « Quelle partie de ma vidéo a capté le plus l’attention ».
Points à considérer
Il est important de s’en souvenir, nous ne pouvons pas lire exactement les pensées avec l’EEG. Donc, les stimuli comparés doivent idéalement être appariés sur tous les aspects, sauf la variable d’intérêt elle-même. Ainsi, une tâche expérimentale bien conçue est la pierre angulaire d’une bonne recherche EEG. Ensuite, les appareils EEG peuvent capter des interférences provenant d’équipements électriques et les EEG peuvent également être sensibles aux mouvements, ce qui peut introduire des artefacts indésirables dans l’enregistrement. Ainsi, les EEG bruts reflètent des réponses de tout le cerveau qui doivent être nettoyées et traitées avant que toute inférence puisse être faite concernant la perception des stimuli.
De plus, l’activité cérébrale enregistrée par une seule électrode capte l’activité de l’ensemble du cerveau et son emplacement n’indique pas précisément directement la source de l’activité (par exemple, une activité accrue sur une électrode frontale ne signifie pas que le lobe frontal a généré cette réponse). Des méthodes telles que la reconstruction de la source⁴ de la réponse EEG peuvent être utilisées à cette fin pour déterminer la source au niveau du cuir chevelu. Pour déterminer des sources plus profondes avec davantage de confiance, des méthodes de neuroimagerie telles que la MEG ou l’IRMf couplées à l’EEG pourraient être envisagées.
L’EEG dans la recherche actuelle
L’EEG est actuellement utilisé de multiples façons pour aider les chercheurs non seulement dans les domaines de la psychologie et de la médecine, mais aussi dans les interfaces cerveau-ordinateur, le neurofeedback et la compréhension du comportement des consommateurs dans des domaines tels que le neuromarketing.
Neurosciences médicales ou cliniques
L’EEG est principalement utilisé dans les domaines médicaux pour améliorer le diagnostic et le traitement. Par exemple, l’utilisation la plus courante de l’EEG est le diagnostic de l’épilepsie et la détection des crises⁵, ainsi que dans les études du sommeil pour détecter les anomalies du sommeil⁶. En psychiatrie et en neurosciences cliniques, l’EEG est actuellement utilisé pour identifier des marqueurs objectifs de troubles qui reposent autrement sur des évaluations cliniques subjectives. Des techniques telles que l’EEG quantitatif (qEEG), dans lesquelles l’ampleur des oscillations est calculée et cartographiée sur le cuir chevelu, sont utilisées pour caractériser les changements dans le cerveau causés par divers troubles psychiatriques⁷. L’apprentissage automatique appliqué à la classification des cerveaux sains par rapport aux cerveaux atteints ouvre également la voie à des méthodes plus objectives de diagnostic⁸ˈ⁹.
Neuromarketing
Comprendre le comportement des consommateurs est certainement au cœur du neuromarketing. L’utilisation la plus courante de l’EEG dans ce domaine consiste à déterminer les aspects moins saillants et engageants des publicités¹⁰, des produits ou des services afin de les améliorer.
Emotiv x Neuromarketing - L’avenir du comportement des consommateurs au Luxury Lab de L’Oréal.
Les oscillations EEG sont également utilisées pour identifier s’il existe un rappel subconscient de marque/produit¹¹. Parmi les autres utilisations, on trouve la neurotarification, où des tâches comportementales avec EEG sont utilisées pour trouver des stratégies de tarification optimales pour les produits¹².
Emotiv x Neuromarketing - Comment le cerveau réagit à différentes suggestions de prix.
Recherche générale en neurosciences
Ce type de recherche consiste à comprendre comment le cerveau fonctionne (par exemple, comment notre cerveau traite les stimuli visuels ou auditifs) et comment différentes parties du cerveau communiquent entre elles. Il s’agit également de comprendre la relation entre le cerveau et les troubles (par exemple, le trouble du spectre de l’autisme ou la schizophrénie). Cela englobe plusieurs domaines, notamment les domaines social, affectif, computationnel et cognitif.
Interfaces cerveau-ordinateur(BCI)
La recherche sur les BCI vise à traduire des commandes mentales en une action externe, en intégrant l’EEG à des dispositifs informatiques. Utiliser des commandes mentales pour taper un document, faire avancer un fauteuil roulant et même bouger des membres prothétiques font partie des développements actuels des BCI utilisés pour améliorer la qualité de vie des personnes en situation de handicap¹³.
Interfaces cerveau-ordinateur (BCI) - Les créations étonnantes de John, un garçon de 8 ans atteint de paralysie cérébrale, sur brainpaintbyjohn sur Instagram
Une autre révolution touche l’industrie musicale, où les musiciens/chanteurs utilisent leurs pensées pour créer de la musique (voir notre article connexe ici)
Interfaces cerveau-ordinateur (BCI) - Le casque EPOC d’Emotiv et l’emblématique synthétiseur TONTO forment l’accord parfait.
Dans l’ensemble, l’utilisation de l’EEG offre la promesse d’aller au-delà de la compréhension superficielle du comportement humain. Son faible coût et sa grande accessibilité en font un outil utile dans de multiples disciplines, où des processus allant de l’amélioration de l’expérience utilisateur à l’avancement des thérapies peuvent être mis en œuvre en allant plus loin que de simples auto-évaluations subjectives et en décodant objectivement le comportement humain à l’aide de l’EEG.
Interfaces cerveau-ordinateur (BCI) - Emotiv x Rodrigo Hubner Mendes, pilotant une voiture de F1 à l’aide de commandes mentales
Article de
Roshini Randeniya, responsable de recherche, EMOTIV Research Pty. Ltd
Références
1. Park, J. L., Fairweather, M. M. & Donaldson, D. I. Le plaidoyer pour la cognition mobile : EEG et performance sportive. Neurosci. Biobehav. Rev. 52, 117–130 (2015).
2. Kotowski, K., Stapor, K., Leski, J. & Kotas, M. Validation de Emotiv EPOC+ pour l’extraction des corrélats ERP du traitement émotionnel des visages. Biocybern. Biomed. Eng. 38, 773–781 (2018).
3. Badcock, N. A. et al. Validation du système EEG Emotiv EPOC pour des potentiels auditifs de qualité recherche chez les enfants. PeerJ 3, e907 (2015).
4. Michel, C. M. et al. Imagerie des sources EEG. Clin. Neurophysiol. 115, 2195–2222 (2004).
5. Noachtar, S. & Rémi, J. Le rôle de l’EEG dans l’épilepsie : une revue critique. Epilepsy Behav. 15, 22–33 (2009).
6. Aldrich, M. S. & Jahnke, B. Valeur diagnostique de la polysomnographie vidéo-EEG. Neurology 41, 1060–1060 (1991).
7. Prichep, L. S. & John, E. R. Profils qEEG des troubles psychiatriques. Brain Topogr. 4, 249–257 (1992).
8. Khodayari-Rostamabad, A., Reilly, J. P., Hasey, G. M., de Bruin, H. & MacCrimmon, D. J. Une approche d’apprentissage automatique utilisant des données EEG pour prédire la réponse au traitement par ISRS pour le trouble dépressif majeur. Clin. Neurophysiol. 124, 1975–1985 (2013).
9. Čukić, M., López, V. & Pavón, J. Classification de la dépression à travers l’électroencéphalogramme au repos comme nouvelle pratique en psychiatrie : revue. J. Med. Internet Res. 22, e19548 (2020).
10. Ohme, R., Reykowska, D., Wiener, D. & Choromanska, A. Analyse des réactions neurophysiologiques aux stimuli publicitaires au moyen de l’EEG et de mesures de réponse cutanée galvanique. J. Neurosci. Psychol. Econ. 2, 21–31 (2009).
11. Shaari, A., Syafiq, M., Mikami, O. & M.A, M. K. Application de l’électroencéphalographie (EEG) au neuromarketing - exploration de l’esprit subconscient APPLICATION DE L’ÉLECTROENCÉPHALOGRAPHIE (EEG) AU NEUROMARKETING - EXPLORATION DE L’ESPRIT SUBCONSCIENT. 14, (2020). (Neuromarketing)
12. Nigdelis, V. & Tsolaki, M. Neuropricing : perspectives des réactions cérébrales à l’exposition aux prix. Hell. J. Nucl. Med. 20, 196–203 (2017).
13. Abiri, R., Borhani, S., Jiang, Y. & Zhao, X. Decod
Imaginez que vous ayez créé une courte vidéo et que vous vouliez savoir quelles parties de la vidéo les gens ont trouvées captivantes. En général, vous leur demanderiez simplement. Peut-être utiliseriez-vous un sondage. Mais la réponse la plus courante pourrait être « Je ne suis pas sûr exactement » ou « Je ne m’en souviens pas ». Mener des recherches sur la perception humaine en utilisant uniquement des mesures subjectives peut être semé d’incertitudes que la mesure des réponses neurophysiologiques peut aider à surmonter. Les dispositifs EEG sont idéalement placés en tant qu’outil facilement accessible et rentable, capable d’améliorer les recherches liées à la perception humaine. Par conséquent, il devient rapidement un outil clé en psychologie, en neuromarketing et en BCI.
Qu’est-ce que l’EEG ?
L’électroencéphalographie (EEG) est la mesure de l’activité électrique provoquée par les cellules cérébrales, appelées neurones. C’est une méthode sûre et non invasive utilisant des électrodes placées sur le cuir chevelu. Les appareils EEG utilisés à cette fin peuvent aller de dispositifs commerciaux à un seul canal à des systèmes médicaux de qualité clinique à 256 canaux. Vous pouvez lire plus de détails sur ce qu’est l’EEG et sur les différents appareils EEG ici.
Quels sont les avantages de l’EEG ?
Haute résolution temporelle
Grâce à sa haute résolution temporelle, l’EEG peut repérer des processus préconscients.
Le plus grand atout de l’EEG par rapport aux autres méthodes de neuroimagerie est sa résolution temporelle, c’est-à-dire sa capacité à mesurer des réponses cérébrales rapides de l’ordre de la milliseconde. D’autres méthodes d’imagerie cérébrale, telles que l’IRMf (imagerie par résonance magnétique fonctionnelle), nécessitent une seconde ou plus après la présentation des stimuli d’intérêt. De plus, les tâches comportementales conçues pour éviter les incertitudes dans les réponses subjectives reposent généralement sur les temps de réaction et les réponses par pression de bouton. Celles-ci peuvent prendre jusqu’à une seconde, ce qui est très lent si l’on considère que le cerveau est capable de produire de nombreux processus neurophysiologiques complexes à l’échelle de la milliseconde. Ainsi, grâce à sa haute résolution temporelle, l’EEG peut repérer des processus préconscients qui resteraient autrement inaperçus avec de simples auto-évaluations et des tâches fondées sur les réponses.
Accessibilité financière et mobilité
Sciences du sport : Paxton Lynch subit le test de pression avec le casque EEG Emotiv Insight.
Les dispositifs EEG sont devenus rentables et sans fil, ce qui permet aux chercheurs de mener des études sur le terrain au lieu de faire venir les participants au laboratoire. Bien que l’EEG et la MEG (magnétoencéphalographie) aient toutes deux une haute résolution temporelle, l’EEG est l’outil de recherche le plus accessible en raison de son faible coût et de sa mobilité, ce qui permet d’étudier le comportement humain dans des contextes contrôlés ou naturels. Les autres méthodes de neuroimagerie (p. ex. MEG, IRM et TEP) nécessitent des coûts d’entretien élevés et les participants doivent être amenés dans un hôpital ou un laboratoire pour réaliser ces études. À l’inverse, presque n’importe quel environnement peut être transformé en « laboratoire » EEG. (Voir la revue de Park et al.1 sur la manière dont l’EEG mobile peut être utilisé pour améliorer les performances sportives sur le terrain)
Études en interne ou à distance
L’EEG ne doit pas nécessairement être basé en laboratoire avec un seul appareil. Grâce aux progrès réalisés dans les appareils EEG commerciaux abordables, les utilisateurs à domicile peuvent enregistrer leur propre EEG. La plateforme EmotivLABS permet aux chercheurs de mener leurs expériences en ligne avec des casques Emotiv, qui ont été validés par rapport à des dispositifs de qualité recherche²ʹ³. Découvrez notre étude pilote EEG en ligne ici ou l’une de nos collaborations dans le cadre de laquelle des utilisateurs Emotiv ont participé à une étude à domicile pour évaluer un logiciel de présentation ici.
Que pouvons-nous mesurer avec l’EEG ?
Le plus souvent, les chercheurs utilisent soit les amplitudes de tension aux moments d’intérêt après le début d’un stimulus (c.-à-d. les potentiels évoqués, ou ERP), soit l’ampleur des oscillations (des ondes cérébrales) dans l’EEG par seconde (c.-à-d. l’analyse temps-fréquence).
Ces deux domaines nous permettent de répondre à différentes questions de recherche liées au comportement. En outre, avec les progrès d’algorithmes sophistiqués d’apprentissage automatique, nous pouvons commencer à décoder des états mentaux en réponse aux stimuli d’intérêt. Par exemple, grâce au développement d’algorithmes validés pour l’attention, nous pouvons désormais répondre facilement à des questions telles que « Quelle partie de ma vidéo a capté le plus l’attention ».
Points à considérer
Il est important de s’en souvenir, nous ne pouvons pas lire exactement les pensées avec l’EEG. Donc, les stimuli comparés doivent idéalement être appariés sur tous les aspects, sauf la variable d’intérêt elle-même. Ainsi, une tâche expérimentale bien conçue est la pierre angulaire d’une bonne recherche EEG. Ensuite, les appareils EEG peuvent capter des interférences provenant d’équipements électriques et les EEG peuvent également être sensibles aux mouvements, ce qui peut introduire des artefacts indésirables dans l’enregistrement. Ainsi, les EEG bruts reflètent des réponses de tout le cerveau qui doivent être nettoyées et traitées avant que toute inférence puisse être faite concernant la perception des stimuli.
De plus, l’activité cérébrale enregistrée par une seule électrode capte l’activité de l’ensemble du cerveau et son emplacement n’indique pas précisément directement la source de l’activité (par exemple, une activité accrue sur une électrode frontale ne signifie pas que le lobe frontal a généré cette réponse). Des méthodes telles que la reconstruction de la source⁴ de la réponse EEG peuvent être utilisées à cette fin pour déterminer la source au niveau du cuir chevelu. Pour déterminer des sources plus profondes avec davantage de confiance, des méthodes de neuroimagerie telles que la MEG ou l’IRMf couplées à l’EEG pourraient être envisagées.
L’EEG dans la recherche actuelle
L’EEG est actuellement utilisé de multiples façons pour aider les chercheurs non seulement dans les domaines de la psychologie et de la médecine, mais aussi dans les interfaces cerveau-ordinateur, le neurofeedback et la compréhension du comportement des consommateurs dans des domaines tels que le neuromarketing.
Neurosciences médicales ou cliniques
L’EEG est principalement utilisé dans les domaines médicaux pour améliorer le diagnostic et le traitement. Par exemple, l’utilisation la plus courante de l’EEG est le diagnostic de l’épilepsie et la détection des crises⁵, ainsi que dans les études du sommeil pour détecter les anomalies du sommeil⁶. En psychiatrie et en neurosciences cliniques, l’EEG est actuellement utilisé pour identifier des marqueurs objectifs de troubles qui reposent autrement sur des évaluations cliniques subjectives. Des techniques telles que l’EEG quantitatif (qEEG), dans lesquelles l’ampleur des oscillations est calculée et cartographiée sur le cuir chevelu, sont utilisées pour caractériser les changements dans le cerveau causés par divers troubles psychiatriques⁷. L’apprentissage automatique appliqué à la classification des cerveaux sains par rapport aux cerveaux atteints ouvre également la voie à des méthodes plus objectives de diagnostic⁸ˈ⁹.
Neuromarketing
Comprendre le comportement des consommateurs est certainement au cœur du neuromarketing. L’utilisation la plus courante de l’EEG dans ce domaine consiste à déterminer les aspects moins saillants et engageants des publicités¹⁰, des produits ou des services afin de les améliorer.
Emotiv x Neuromarketing - L’avenir du comportement des consommateurs au Luxury Lab de L’Oréal.
Les oscillations EEG sont également utilisées pour identifier s’il existe un rappel subconscient de marque/produit¹¹. Parmi les autres utilisations, on trouve la neurotarification, où des tâches comportementales avec EEG sont utilisées pour trouver des stratégies de tarification optimales pour les produits¹².
Emotiv x Neuromarketing - Comment le cerveau réagit à différentes suggestions de prix.
Recherche générale en neurosciences
Ce type de recherche consiste à comprendre comment le cerveau fonctionne (par exemple, comment notre cerveau traite les stimuli visuels ou auditifs) et comment différentes parties du cerveau communiquent entre elles. Il s’agit également de comprendre la relation entre le cerveau et les troubles (par exemple, le trouble du spectre de l’autisme ou la schizophrénie). Cela englobe plusieurs domaines, notamment les domaines social, affectif, computationnel et cognitif.
Interfaces cerveau-ordinateur(BCI)
La recherche sur les BCI vise à traduire des commandes mentales en une action externe, en intégrant l’EEG à des dispositifs informatiques. Utiliser des commandes mentales pour taper un document, faire avancer un fauteuil roulant et même bouger des membres prothétiques font partie des développements actuels des BCI utilisés pour améliorer la qualité de vie des personnes en situation de handicap¹³.
Interfaces cerveau-ordinateur (BCI) - Les créations étonnantes de John, un garçon de 8 ans atteint de paralysie cérébrale, sur brainpaintbyjohn sur Instagram
Une autre révolution touche l’industrie musicale, où les musiciens/chanteurs utilisent leurs pensées pour créer de la musique (voir notre article connexe ici)
Interfaces cerveau-ordinateur (BCI) - Le casque EPOC d’Emotiv et l’emblématique synthétiseur TONTO forment l’accord parfait.
Dans l’ensemble, l’utilisation de l’EEG offre la promesse d’aller au-delà de la compréhension superficielle du comportement humain. Son faible coût et sa grande accessibilité en font un outil utile dans de multiples disciplines, où des processus allant de l’amélioration de l’expérience utilisateur à l’avancement des thérapies peuvent être mis en œuvre en allant plus loin que de simples auto-évaluations subjectives et en décodant objectivement le comportement humain à l’aide de l’EEG.
Interfaces cerveau-ordinateur (BCI) - Emotiv x Rodrigo Hubner Mendes, pilotant une voiture de F1 à l’aide de commandes mentales
Article de
Roshini Randeniya, responsable de recherche, EMOTIV Research Pty. Ltd
Références
1. Park, J. L., Fairweather, M. M. & Donaldson, D. I. Le plaidoyer pour la cognition mobile : EEG et performance sportive. Neurosci. Biobehav. Rev. 52, 117–130 (2015).
2. Kotowski, K., Stapor, K., Leski, J. & Kotas, M. Validation de Emotiv EPOC+ pour l’extraction des corrélats ERP du traitement émotionnel des visages. Biocybern. Biomed. Eng. 38, 773–781 (2018).
3. Badcock, N. A. et al. Validation du système EEG Emotiv EPOC pour des potentiels auditifs de qualité recherche chez les enfants. PeerJ 3, e907 (2015).
4. Michel, C. M. et al. Imagerie des sources EEG. Clin. Neurophysiol. 115, 2195–2222 (2004).
5. Noachtar, S. & Rémi, J. Le rôle de l’EEG dans l’épilepsie : une revue critique. Epilepsy Behav. 15, 22–33 (2009).
6. Aldrich, M. S. & Jahnke, B. Valeur diagnostique de la polysomnographie vidéo-EEG. Neurology 41, 1060–1060 (1991).
7. Prichep, L. S. & John, E. R. Profils qEEG des troubles psychiatriques. Brain Topogr. 4, 249–257 (1992).
8. Khodayari-Rostamabad, A., Reilly, J. P., Hasey, G. M., de Bruin, H. & MacCrimmon, D. J. Une approche d’apprentissage automatique utilisant des données EEG pour prédire la réponse au traitement par ISRS pour le trouble dépressif majeur. Clin. Neurophysiol. 124, 1975–1985 (2013).
9. Čukić, M., López, V. & Pavón, J. Classification de la dépression à travers l’électroencéphalogramme au repos comme nouvelle pratique en psychiatrie : revue. J. Med. Internet Res. 22, e19548 (2020).
10. Ohme, R., Reykowska, D., Wiener, D. & Choromanska, A. Analyse des réactions neurophysiologiques aux stimuli publicitaires au moyen de l’EEG et de mesures de réponse cutanée galvanique. J. Neurosci. Psychol. Econ. 2, 21–31 (2009).
11. Shaari, A., Syafiq, M., Mikami, O. & M.A, M. K. Application de l’électroencéphalographie (EEG) au neuromarketing - exploration de l’esprit subconscient APPLICATION DE L’ÉLECTROENCÉPHALOGRAPHIE (EEG) AU NEUROMARKETING - EXPLORATION DE L’ESPRIT SUBCONSCIENT. 14, (2020). (Neuromarketing)
12. Nigdelis, V. & Tsolaki, M. Neuropricing : perspectives des réactions cérébrales à l’exposition aux prix. Hell. J. Nucl. Med. 20, 196–203 (2017).
13. Abiri, R., Borhani, S., Jiang, Y. & Zhao, X. Decod
Imaginez que vous ayez créé une courte vidéo et que vous vouliez savoir quelles parties de la vidéo les gens ont trouvées captivantes. En général, vous leur demanderiez simplement. Peut-être utiliseriez-vous un sondage. Mais la réponse la plus courante pourrait être « Je ne suis pas sûr exactement » ou « Je ne m’en souviens pas ». Mener des recherches sur la perception humaine en utilisant uniquement des mesures subjectives peut être semé d’incertitudes que la mesure des réponses neurophysiologiques peut aider à surmonter. Les dispositifs EEG sont idéalement placés en tant qu’outil facilement accessible et rentable, capable d’améliorer les recherches liées à la perception humaine. Par conséquent, il devient rapidement un outil clé en psychologie, en neuromarketing et en BCI.
Qu’est-ce que l’EEG ?
L’électroencéphalographie (EEG) est la mesure de l’activité électrique provoquée par les cellules cérébrales, appelées neurones. C’est une méthode sûre et non invasive utilisant des électrodes placées sur le cuir chevelu. Les appareils EEG utilisés à cette fin peuvent aller de dispositifs commerciaux à un seul canal à des systèmes médicaux de qualité clinique à 256 canaux. Vous pouvez lire plus de détails sur ce qu’est l’EEG et sur les différents appareils EEG ici.
Quels sont les avantages de l’EEG ?
Haute résolution temporelle
Grâce à sa haute résolution temporelle, l’EEG peut repérer des processus préconscients.
Le plus grand atout de l’EEG par rapport aux autres méthodes de neuroimagerie est sa résolution temporelle, c’est-à-dire sa capacité à mesurer des réponses cérébrales rapides de l’ordre de la milliseconde. D’autres méthodes d’imagerie cérébrale, telles que l’IRMf (imagerie par résonance magnétique fonctionnelle), nécessitent une seconde ou plus après la présentation des stimuli d’intérêt. De plus, les tâches comportementales conçues pour éviter les incertitudes dans les réponses subjectives reposent généralement sur les temps de réaction et les réponses par pression de bouton. Celles-ci peuvent prendre jusqu’à une seconde, ce qui est très lent si l’on considère que le cerveau est capable de produire de nombreux processus neurophysiologiques complexes à l’échelle de la milliseconde. Ainsi, grâce à sa haute résolution temporelle, l’EEG peut repérer des processus préconscients qui resteraient autrement inaperçus avec de simples auto-évaluations et des tâches fondées sur les réponses.
Accessibilité financière et mobilité
Sciences du sport : Paxton Lynch subit le test de pression avec le casque EEG Emotiv Insight.
Les dispositifs EEG sont devenus rentables et sans fil, ce qui permet aux chercheurs de mener des études sur le terrain au lieu de faire venir les participants au laboratoire. Bien que l’EEG et la MEG (magnétoencéphalographie) aient toutes deux une haute résolution temporelle, l’EEG est l’outil de recherche le plus accessible en raison de son faible coût et de sa mobilité, ce qui permet d’étudier le comportement humain dans des contextes contrôlés ou naturels. Les autres méthodes de neuroimagerie (p. ex. MEG, IRM et TEP) nécessitent des coûts d’entretien élevés et les participants doivent être amenés dans un hôpital ou un laboratoire pour réaliser ces études. À l’inverse, presque n’importe quel environnement peut être transformé en « laboratoire » EEG. (Voir la revue de Park et al.1 sur la manière dont l’EEG mobile peut être utilisé pour améliorer les performances sportives sur le terrain)
Études en interne ou à distance
L’EEG ne doit pas nécessairement être basé en laboratoire avec un seul appareil. Grâce aux progrès réalisés dans les appareils EEG commerciaux abordables, les utilisateurs à domicile peuvent enregistrer leur propre EEG. La plateforme EmotivLABS permet aux chercheurs de mener leurs expériences en ligne avec des casques Emotiv, qui ont été validés par rapport à des dispositifs de qualité recherche²ʹ³. Découvrez notre étude pilote EEG en ligne ici ou l’une de nos collaborations dans le cadre de laquelle des utilisateurs Emotiv ont participé à une étude à domicile pour évaluer un logiciel de présentation ici.
Que pouvons-nous mesurer avec l’EEG ?
Le plus souvent, les chercheurs utilisent soit les amplitudes de tension aux moments d’intérêt après le début d’un stimulus (c.-à-d. les potentiels évoqués, ou ERP), soit l’ampleur des oscillations (des ondes cérébrales) dans l’EEG par seconde (c.-à-d. l’analyse temps-fréquence).
Ces deux domaines nous permettent de répondre à différentes questions de recherche liées au comportement. En outre, avec les progrès d’algorithmes sophistiqués d’apprentissage automatique, nous pouvons commencer à décoder des états mentaux en réponse aux stimuli d’intérêt. Par exemple, grâce au développement d’algorithmes validés pour l’attention, nous pouvons désormais répondre facilement à des questions telles que « Quelle partie de ma vidéo a capté le plus l’attention ».
Points à considérer
Il est important de s’en souvenir, nous ne pouvons pas lire exactement les pensées avec l’EEG. Donc, les stimuli comparés doivent idéalement être appariés sur tous les aspects, sauf la variable d’intérêt elle-même. Ainsi, une tâche expérimentale bien conçue est la pierre angulaire d’une bonne recherche EEG. Ensuite, les appareils EEG peuvent capter des interférences provenant d’équipements électriques et les EEG peuvent également être sensibles aux mouvements, ce qui peut introduire des artefacts indésirables dans l’enregistrement. Ainsi, les EEG bruts reflètent des réponses de tout le cerveau qui doivent être nettoyées et traitées avant que toute inférence puisse être faite concernant la perception des stimuli.
De plus, l’activité cérébrale enregistrée par une seule électrode capte l’activité de l’ensemble du cerveau et son emplacement n’indique pas précisément directement la source de l’activité (par exemple, une activité accrue sur une électrode frontale ne signifie pas que le lobe frontal a généré cette réponse). Des méthodes telles que la reconstruction de la source⁴ de la réponse EEG peuvent être utilisées à cette fin pour déterminer la source au niveau du cuir chevelu. Pour déterminer des sources plus profondes avec davantage de confiance, des méthodes de neuroimagerie telles que la MEG ou l’IRMf couplées à l’EEG pourraient être envisagées.
L’EEG dans la recherche actuelle
L’EEG est actuellement utilisé de multiples façons pour aider les chercheurs non seulement dans les domaines de la psychologie et de la médecine, mais aussi dans les interfaces cerveau-ordinateur, le neurofeedback et la compréhension du comportement des consommateurs dans des domaines tels que le neuromarketing.
Neurosciences médicales ou cliniques
L’EEG est principalement utilisé dans les domaines médicaux pour améliorer le diagnostic et le traitement. Par exemple, l’utilisation la plus courante de l’EEG est le diagnostic de l’épilepsie et la détection des crises⁵, ainsi que dans les études du sommeil pour détecter les anomalies du sommeil⁶. En psychiatrie et en neurosciences cliniques, l’EEG est actuellement utilisé pour identifier des marqueurs objectifs de troubles qui reposent autrement sur des évaluations cliniques subjectives. Des techniques telles que l’EEG quantitatif (qEEG), dans lesquelles l’ampleur des oscillations est calculée et cartographiée sur le cuir chevelu, sont utilisées pour caractériser les changements dans le cerveau causés par divers troubles psychiatriques⁷. L’apprentissage automatique appliqué à la classification des cerveaux sains par rapport aux cerveaux atteints ouvre également la voie à des méthodes plus objectives de diagnostic⁸ˈ⁹.
Neuromarketing
Comprendre le comportement des consommateurs est certainement au cœur du neuromarketing. L’utilisation la plus courante de l’EEG dans ce domaine consiste à déterminer les aspects moins saillants et engageants des publicités¹⁰, des produits ou des services afin de les améliorer.
Emotiv x Neuromarketing - L’avenir du comportement des consommateurs au Luxury Lab de L’Oréal.
Les oscillations EEG sont également utilisées pour identifier s’il existe un rappel subconscient de marque/produit¹¹. Parmi les autres utilisations, on trouve la neurotarification, où des tâches comportementales avec EEG sont utilisées pour trouver des stratégies de tarification optimales pour les produits¹².
Emotiv x Neuromarketing - Comment le cerveau réagit à différentes suggestions de prix.
Recherche générale en neurosciences
Ce type de recherche consiste à comprendre comment le cerveau fonctionne (par exemple, comment notre cerveau traite les stimuli visuels ou auditifs) et comment différentes parties du cerveau communiquent entre elles. Il s’agit également de comprendre la relation entre le cerveau et les troubles (par exemple, le trouble du spectre de l’autisme ou la schizophrénie). Cela englobe plusieurs domaines, notamment les domaines social, affectif, computationnel et cognitif.
Interfaces cerveau-ordinateur(BCI)
La recherche sur les BCI vise à traduire des commandes mentales en une action externe, en intégrant l’EEG à des dispositifs informatiques. Utiliser des commandes mentales pour taper un document, faire avancer un fauteuil roulant et même bouger des membres prothétiques font partie des développements actuels des BCI utilisés pour améliorer la qualité de vie des personnes en situation de handicap¹³.
Interfaces cerveau-ordinateur (BCI) - Les créations étonnantes de John, un garçon de 8 ans atteint de paralysie cérébrale, sur brainpaintbyjohn sur Instagram
Une autre révolution touche l’industrie musicale, où les musiciens/chanteurs utilisent leurs pensées pour créer de la musique (voir notre article connexe ici)
Interfaces cerveau-ordinateur (BCI) - Le casque EPOC d’Emotiv et l’emblématique synthétiseur TONTO forment l’accord parfait.
Dans l’ensemble, l’utilisation de l’EEG offre la promesse d’aller au-delà de la compréhension superficielle du comportement humain. Son faible coût et sa grande accessibilité en font un outil utile dans de multiples disciplines, où des processus allant de l’amélioration de l’expérience utilisateur à l’avancement des thérapies peuvent être mis en œuvre en allant plus loin que de simples auto-évaluations subjectives et en décodant objectivement le comportement humain à l’aide de l’EEG.
Interfaces cerveau-ordinateur (BCI) - Emotiv x Rodrigo Hubner Mendes, pilotant une voiture de F1 à l’aide de commandes mentales
Article de
Roshini Randeniya, responsable de recherche, EMOTIV Research Pty. Ltd
Références
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