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P8 - Interaction cerveau-machine : contrôle et apprentissage

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Activité de recherche

Ce projet transverse vise à développer un nouveau champ d'utilisation des techniques électrophysiologiques (MEG, EEG et EEG intracérébrale) basé sur l'analyse en temps-réel de ces signaux. A l'heure actuelle, les signaux EEG/MEG sont toujours analysés (i.e. nettoyés, moyennés, comparés entre eux au moyen de tests statistiques) après la fin de l'enregistrement, et c'est à posteriori que sont éventuellement mises en évidence des corrélations entre les signaux cérébraux, l'activité mentale et les performances du sujet. Notre objectif est de pouvoir révéler ces corrélations pendant l'enregistrement même du sujet. Par exemple, nous étudierons les corrélats électrophysiologiques du niveau d'attention alloué par le sujet à une tâche donnée, en particulier lors de l'anticipation d'une cible. L'analyse en ligne permettra d'identifier rapidement un marqueur potentiel (oscillatoire par exemple) de ce niveau d'attention sélective. Il pourra servir à contrôler dynamiquement l'expérience ou à envoyer en temps-réel un retour sensoriel au sujet (principe du feedback) en lui demandant si cette information corrèle avec son niveau d'attention. Ce type de procédures peut se décliner pour étudier différentes fonctions cognitives (perception, mémoire, émotion), justifiant ainsi la transversalité du projet qui interagira de fait avec les autres projets du laboratoire. Ce projet bénéficie d'un financement (2005-2008) de la Société VSM (Canada) qui a installé le système MEG de Lyon. Il comporte une phase technologique et méthodologique importante qui nécessitera l'adaptation de méthodes de traitement de signal et de localisation de sources cérébrales au contexte du temps-réel : élimination d'artefacts par analyse en composantes indépendantes, détection d'activités oscillatoires et de couplage par synchronisation, méthodes adaptatives de localisation de sources, développement de méthodes statistiques appropriées, .... Les applications envisagées en recherche fondamentale et clinique sont nombreuses ; par exemple :

L'augmentation de la puissance de calcul et l'apparition de nouveaux algorithmes manipulant des réponses élémentaires, font que ce domaine de l'analyse temps-réel des signaux électrophysiologiques est en pleine émergence depuis quelques années au niveau international (projet BCI2000 aux USA, Allemagne, Autriche, Finlande). Il n'est toutefois pas encore exploré avec l'approche MEG que nous souhaitons particulièrement étudier.

Publications depuis 2014