Qu’est-ce que l’EEG (électroencéphalographie) et comment fonctionne-t-il ?

Votre cerveau dirige le spectacle. Pensez à la dernière fois que vous avez essayé de résoudre une grille de mots croisés ou que vous avez commencé à apprendre une nouvelle langue. Rappelez-vous la dernière fois que vous vous êtes réveillé au milieu d’un rêve bizarre ou que vous avez dû trouver votre chemin dans une ville où vous n’étiez jamais allé auparavant.

Alors que vous pensez, rêvez, voyez et sentez, votre cerveau est constamment actif, absorbant toutes les informations, compactant et reconnectant les données existantes, et intégrant le tout dans une expérience cohérente. Pour vous, cette expérience constitue votre réalité.

Votre cerveau est vivant. Votre cerveau façonne la façon dont vous voyez votre environnement, filtre ou met en évidence les objets et les informations les plus pertinents pour vous. Il crée ses propres histoires à partir de vos pensées, de vos émotions, de vos désirs et de vos expériences, ce qui détermine finalement votre comportement.

Dans cet article, vous aurez un aperçu de base de l’EEG et de son fonctionnement :

• L’EEG mesure l’activité électrique du cerveau
• Qu’est-ce que l’EEG et comment fonctionne-t-il
• Comment peut-on interpréter les données EEG
• Intégrations EEG

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• Prix de l’EEG
• EEG et présentation du stimulus

L’EEG mesure l’activité électrique du cerveau

Le cerveau est constitué de milliards de cellules, dont la moitié sont des neurones, l’autre moitié aide et facilite l’activité des neurones. Ces neurones sont densément interconnectés par des synapses, qui agissent comme des passerelles d’activité inhibitrice ou excitatrice.

Toute activité synaptique génère une impulsion électrique subtile appelée potentiel postsynaptique. Bien sûr, l’éclatement d’un seul neurone est difficile à détecter de manière fiable sans contact direct avec lui. Cependant, lorsque des milliers de neurones se déclenchent de manière synchronisée, ils génèrent un champ électrique suffisamment puissant pour se propager dans les tissus, les os et le crâne. Finalement, on peut le mesurer à la surface de la tête.

Pensez-y comme un grondement constant de tremblements de terre subtils. Prise isolément, chaque salve pourrait être trop petite pour être remarquée, mais si plusieurs d’entre elles se produisent au même moment, au même endroit et au même rythme, elles s’additionnent toutes pour former un méga-séisme qui sera perceptible même à des centaines de kilomètres.

Qu’est-ce que l’EEG et comment fonctionne-t-il ?

L’électroencéphalographie , ou EEG, est la méthode physiologique de choix pour enregistrer l’activité électrique générée par le cerveau via des électrodes placées à la surface du cuir chevelu. Pour une application plus rapide, les électrodes sont montées dans des capuchons élastiques semblables à des bonnets de bain, ce qui garantit que les données peuvent être recueillies à partir de positions identiques du cuir chevelu chez tous les répondants.

Malgré son nom (et sa prononciation) quelque peu intimidant, saisir l’essentiel de l’électroencéphalographie est étonnamment simple :

Électroencéphalographie (EEG) Définition :

• mesure l’activité électrique générée par l’activité synchronisée de milliers de neurones (en volts)
• fournit une excellente résolution temporelle, permettant de détecter l’activité au sein des zones corticales – même à des échelles de temps inférieures à la seconde

Les fluctuations de tension mesurées au niveau des électrodes étant très faibles, les données enregistrées sont numérisées et envoyées à un amplificateur. Les données amplifiées peuvent ensuite être affichées sous la forme d’une séquence de valeurs de tension.

Les différences de prix des systèmes EEG sont généralement dues au nombre d’électrodes, à la qualité de la numérisation, à la qualité de l’amplificateur et au nombre d’instantanés que l’appareil peut prendre par seconde (c’est le taux d’échantillonnage en Hz).

L’EEG est l’une des techniques d’imagerie les plus rapides disponibles car elle a souvent un taux d’échantillonnage élevé. Il y a cent ans, l’évolution temporelle d’un EEG était tracée sur papier – de nos jours, les données sont (heureusement) affichées numériquement sous la forme d’un flux continu de tensions sur un écran. Mais ce n’est que le début – vous devez également comprendre ce que les données vous disent.

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Comment interpréter les données EEG ?

Comme l’EEG surveille le déroulement temporel de l’activité électrique générée par le cerveau, vous pouvez interpréter quelles zones du cortex sont responsables du traitement des informations à un moment donné :

Zones du cerveau et ce qu’elles font

1. Cortex occipital

Le cortex occipital est le centre de traitement visuel de notre cerveau, situé dans la partie la plus arrière du crâne. Toutes les choses que nous voyons sont traitées ici (bien qu’un certain traitement se produise également avant et après l’arrivée du signal). Les expériences EEG avec des stimuli visuels (vidéos, images) se concentrent souvent sur les effets dans les régions occipitales.

1. Cortex pariétal

Le cortex pariétal a pour rôle d’intégrer les informations provenant de sources externes et les retours sensoriels internes de notre corps. Le cortex pariétal est responsable de la fusion de toutes ces sources d’information en une représentation cohérente de la façon dont notre corps se rapporte à l’environnement, et de la façon dont toutes les choses (objets, personnes) de l’environnement se rapportent spatialement à nous. Les tâches nécessitant des mouvements des yeux ou des mains ainsi que la coordination œil-main seraient impossibles sans le cortex pariétal, qui traite, stocke et récupère également la forme, la taille et l’orientation des objets à saisir.

1. Cortex temporal

Le cortex temporal est associé au traitement des entrées sensorielles vers des significations dérivées, ou supérieures, en utilisant des souvenirs visuels, le langage et les associations émotionnelles. Le cortex temporal gauche est impliqué dans la compréhension du langage écrit et parlé. Les régions médianes (intérieures) sont plus actives pendant la navigation spatiale.

1. Cortex frontal

La partie frontale du cerveau humain est agrandie par rapport à la plupart des autres mammifères. Fondamentalement, le cortex frontal concerne la fonction exécutive : il nous aide à garder le contrôle, à planifier l’avenir et à surveiller notre comportement. Outre les caractéristiques régionales de l’endroit d’où provient une certaine activité électrique, vous pouvez également analyser quelles fréquences conduisent principalement l’activité en cours.

Les oscillations neuronales qui peuvent être mesurées avec l’EEG sont même visibles dans les données brutes non filtrées et non traitées. Cependant, le signal est toujours un mélange de plusieurs fréquences de base sous-jacentes, qui sont considérées comme reflétant certains états cognitifs, affectifs ou attentionnels. Chaque fois que votre cerveau est dans un certain état, les modèles de fréquence changent, donnant un aperçu des processus cognitifs.

Gammes de fréquence EEG / Bandes de fréquence

Delta (1 – 4 Hz)

• Delta dans les laboratoires de sommeil, les ondes delta sont examinées pour évaluer la profondeur du sommeil. Plus le rythme delta est fort, plus le sommeil est profond. On a également constaté qu’une puissance delta accrue (une quantité accrue d’enregistrements d’ondes delta) est associée à une concentration accrue sur des tâches de mémoire de travail interne .
  

Thêta (4 – 7 Hz)

• Thêta est associé à un large éventail de traitements cognitifs tels que l’encodage et la récupération de la mémoire ainsi que la charge de travail cognitive . Chaque fois que nous sommes confrontés à des tâches difficiles (compter à rebours à partir de 100 par paliers de 7, ou lorsque nous nous rappelons le chemin du retour du travail, par exemple), les ondes thêta deviennent plus proéminentes. Le thêta est également associé à des niveaux de fatigue accrus .
  

Alpha (7 – 12 Hz)

• Alpha chaque fois que nous fermons les yeux et que nous nous mettons dans un état de calme, les ondes alpha prennent le dessus. Les niveaux alpha sont accrus lorsque nous sommes dans un état d’éveil détendu. La formation par biofeedback utilise souvent les ondes alpha pour contrôler la relaxation. Elles sont également liées à l’inhibition et à l’attention .
  

Bêta (12 – 30 Hz)

• Bêta sur les régions motrices, les fréquences bêta deviennent plus fortes lorsque nous planifions ou exécutons des mouvements de toute partie du corps . Fait intéressant, cette augmentation du bêta est également perceptible lorsque nous observons les mouvements corporels d’autres personnes . Notre cerveau semble imiter les mouvements de leurs membres, ce qui indique qu’il existe un « système de neurones miroirs » complexe dans notre cerveau qui est potentiellement coordonné par les fréquences bêta.
  
  

  Gamma (>30 Hz, généralement 40 Hz)

• Gamma-Certains chercheurs affirment que le gamma reflète une concentration attentive et sert de fréquence porteuse pour faciliter l’échange de données entre les régions du cerveau . D’autres associent le gamma aux mouvements oculaires rapides, appelés micro-saccades, qui sont considérés comme des parties intégrantes du traitement sensoriel et de la prise d’information .

L’analyse des données EEG peut devenir assez difficile. Le traitement du signal, la détection et l’atténuation des artefacts, l’extraction de caractéristiques et le calcul de métriques mentales telles que la charge de travail, l’engagement, la somnolence ou la vigilance nécessitent tous un certain niveau d’expertise et d’expérience pour identifier correctement et extraire des informations précieuses des données collectées.
Le module EEG d’iMotions offre plusieurs outils et capacités pour vous permettre de vous lancer rapidement dans la recherche EEG, et est capable d’effectuer une partie de ce traitement de données automatiquement. Ci-dessous, nous allons passer en revue les façons dont le module EEG peut aider à faire avancer la recherche.

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Données et analyse EEG

L’analyse des données EEG peut certes être un processus complexe, c’est pourquoi iMotions dispose de plusieurs fonctionnalités conçues pour réduire la charge de cette étape.

L’asymétrie alpha frontale, une mesure utilisée comme proxy pour les sentiments d’approche ou d’évitement, est généralement utilisée pour fournir une évaluation du degré d’attrait ou de répulsion d’un stimulus. Ceci et la densité spectrale de puissance (PSD) peuvent être automatiquement calculés dans iMotions, et le code R utilisé pour construire l’analyse est entièrement disponible et transparent.

D’autres fabricants, tels que ABM et Emotiv peuvent également fournir la capacité de calculer des métriques propriétaires – telles que les niveaux de somnolence ou d’engagement. Ces mesures sont également fournies dans le logiciel iMotions, ce qui vous permet d’accéder facilement à des informations détaillées.

Il peut également y avoir des parties de l’analyse que vous souhaitez exclure, ou examiner plus en détail. iMotions fournit un outil d’annotation qui peut être utilisé soit en direct pendant la collecte des données, soit après la collecte des données. Il est simple de marquer les données et de sélectionner des segments spécifiques pour le traitement ou l’exportation.

Les données, qu’elles soient brutes, traitées ou segmentées peuvent bien sûr aussi être exportées dans des formats facilement transférables, ce qui vous permet de porter votre analyse sur la plateforme de votre choix. Il existe également des informations sur l’utilisation de l’ordinateur, telles que les clics de souris et les frappes au clavier, particulièrement utiles lorsqu’il s’agit de relier l’interaction du stimulus aux données du biocapteur.

Intégrations EEG

iMotions permet des intégrations natives avec huit casques EEG différents provenant de quatre grandes sociétés de matériel EEG. Que vous souhaitiez recueillir des données à partir de dispositifs à 32 canaux à taux d’échantillonnage élevé, de dispositifs à 24 canaux flexibles et sans fil, ou mesurer l’asymétrie frontale avec un bandeau à 8 canaux, iMotions fournit des solutions simples pour chacun d’entre eux.

iMotions offre également la possibilité de connecter ensemble plusieurs biocapteurs différents afin de créer une analyse plus approfondie du comportement humain. Les biocapteurs tels que les eye trackers (sur écran, lunettes ou réalité virtuelle), l’analyse des expressions faciales, l’EDA, l’ECG et l’EMG (entre autres) peuvent être facilement inclus dans n’importe quelle expérience.

Check out : L’étude du comportement humain : Mesurer, analyser et comprendre

Les données de ces capteurs sont complémentaires – chacun fournit des informations inédites sur les expressions émotionnelles, l’éveil physiologique ou l’attention visuelle du participant, ce qui n’est pas disponible lorsqu’on considère l’EEG seul.

Il est également possible de connecter une variété d’autres capteurs qui ne sont pas intégrés nativement en utilisant le protocole Lab Streaming Layer (LSL). Cela permet d’envoyer les données d’autres capteurs à iMotions et de les synchroniser avec d’autres sources de données. À cela s’ajoute la possibilité d’utiliser l’API ouverte pour connecter essentiellement tout autre flux de données. Pratiquement tout appareil produisant des données peut être connecté à iMotions, créant ainsi de nouvelles possibilités de recherche.

Prix de l’EEG

Comme pour de nombreux appareils (et la plupart des choses dans la vie) : vous obtenez ce pour quoi vous payez. De nombreux appareils aux extrémités supérieures de la gamme de prix sont des appareils particulièrement avancés, de qualité recherche, qui offrent une sensibilité incroyable, avec un grand nombre de capteurs également. Une partie de la contrepartie est qu’il faut plus de temps pour collecter et analyser les données, mais quels que soient vos besoins – il est toujours bon de parler aux experts d’abord.

C’est pourquoi nous avons établi la gamme de prix que vous êtes susceptible de trouver lorsque vous recherchez le casque EEG qui est parfaitement adapté à vos besoins. Les prix spécifiques peuvent être difficiles à cerner, car certains ne sont pas publics, ou peuvent faire l’objet de remises académiques, et peuvent fluctuer en fonction de l’évolution des cours des devises, entre autres raisons.

Check out : Prix des casques EEG – Un aperçu de 15+ appareils EEG

Faire un choix entre les appareils est bien sûr mieux fait avec un expert à portée de main, et nous sommes toujours disponibles si vous voulez discuter de vos besoins. Vous trouverez ci-dessous la gamme de prix des casques de certains des principaux fabricants.

EEG et présentation des stimuli

Les expériences se ressemblent rarement, et cela se reflète dans la diversité des types de stimuli. iMotions permet, dans une seule plate-forme, de présenter pratiquement n’importe quelle forme de stimulus – qu’il s’agisse d’images, de vidéo, d’audio, de jeux, de pages Web, de réalité virtuelle (VR), de dispositifs mobiles, ou dans le monde réel (bien qu’il y ait des aspects à prendre en compte si l’on utilise l’EEG dans des environnements dynamiques). Les dispositifs EEG sont automatiquement synchronisés avec les stimuli, et tout autre dispositif qui pourrait être connecté – ce qui vous permet de laisser iMotions exécuter l’expérience pour vous.

Plate-forme expérimentale complète

iMotions est un laboratoire comportemental complet dans un seul logiciel – de la conception de l’expérience, l’intégration et la synchronisation des dispositifs, à la présentation des stimuli, la collecte des données, le traitement et l’exportation. Selon vos besoins, iMotions offre également plusieurs capacités d’analyse qui peuvent aider à accélérer le processus expérimental. Cela signifie qu’il n’y a pas besoin d’une configuration complexe et coûteuse de logiciels patchwork – l’expérience entière peut être contrôlée et réalisée dans iMotions.

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Comment citer l’article:

Bryn Franswoth, What is EEG (Electroencephalography) and How Does it Work ? », (DATE ACCESSED), Disponible : https://imotions.com/blog/what-is-eeg/.

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