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Des mouvements imaginaires peuvent altérer notre cerveau – Actualite-sante

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Les interfaces cerveau-ordinateur (BCI) partent du principe que des changements mesurables dans l'activité cérébrale électrique se produisent simplement en réfléchissant à la réalisation d'une tâche. Les signaux peuvent être lus, évalués puis convertis en signaux de commande via un système d'apprentissage automatique, qui peut ensuite être utilisé pour faire fonctionner un ordinateur ou une prothèse. Dans une étude récemment publiée, des chercheurs de l'Institut Max Planck pour les sciences cognitives humaines et cérébrales de Leipzig, de l'Université publique de Navarre et du TU Berlin ont démontré qu'après seulement une heure de formation avec un BCI, des changements importants pouvaient être détectés dans le cerveau des sujets test signifiant que la formation avec le BCI a également des répercussions directes sur la structure neuronale et la fonction du cerveau

L'étude interdisciplinaire a examiné l'influence de deux types différents de BCI sur le cerveau de sujets de test n'ayant aucune expérience préalable de cette technologie. Le premier sous-groupe avait pour tâche d'imaginer qu'ils bougeaient les bras ou les pieds, autrement dit, une tâche nécessitant l'utilisation du système moteur du cerveau. La tâche confiée au deuxième groupe concernait le centre visuel du cerveau en leur demandant de reconnaître et de sélectionner des lettres sur un écran. L’expérience montre que les sujets de test obtiennent d’emblée de bons résultats dans les tâches visuelles et que la formation continue n’améliore pas ces résultats, alors qu’il est beaucoup plus complexe de s’attaquer au système moteur du cerveau et qu’il nécessite de la pratique. Afin de documenter les modifications potentielles, les cerveaux des sujets de test ont été examinés avant et après chaque expérience BCI en utilisant un processus de visualisation spécial – la TRM (tomographie par résonance magnétique).

" "Till Nierhaus de l’Institut Max Planck pour les sciences cognitives humaines et le cerveau. La plasticité se réfère à la capacité du cerveau à changer en fonction de son utilisation. Les scientifiques distinguent ici la plasticité fonctionnelle, où les changements ne se produisent que dans l'intensité des signaux entre les synapses individuelles, et la plasticité structurelle. La plasticité structurelle fait référence à un changement dans les cellules nerveuses ou même à la formation de nouvelles cellules nerveuses. "Nous nous sommes demandé si ces impacts sur la plasticité du cerveau se produiraient également dans les tâches expérimentales BCI purement mentales, autrement dit si les sujets du test pensent uniquement à une tâche sans l'exécuter réellement", explique Carmen Vidaurre, chercheuse à l'Université publique de Navarre.

Des changements se sont produits en une heure

Les résultats ont effectivement mis en évidence des changements mesurables dans les régions du cerveau spécifiquement requises pour effectuer les tâches. En d'autres termes, des changements dans les zones visuelles du cerveau chez les sujets testés en fonction de la tâche visuelle et des changements dans la zone motrice chez les sujets testés s'exerçant à imaginer bouger une partie de leur corps. Il est particulièrement intéressant de noter que les changements se sont produits en très peu de temps (une heure) avec BCI, et non en quelques semaines comme dans le cas de l'entraînement physique. "Il n'est toujours pas clair si ces changements se produiraient également si les sujets de test ne recevaient pas de retour d'information via le système BCI indiquant que leurs signaux cérébraux pourraient être lus avec succès", fait remarquer le Dr Nierhaus. Cependant, les résultats démontrent en général que les effets de l'entraînement avec une interface cerveau-ordinateur pourraient avoir des avantages thérapeutiques en stimulant des régions spécifiques du cerveau.

"La spécificité spatiale des impacts obtenus avec BCI pourrait être utilisée pour cibler ces zones. du cerveau affecté par les accidents vasculaires cérébraux ", explique le professeur Arno Villringer, directeur du département de neurologie du MPI pour la cognition humaine et les sciences du cerveau. "Les processus d'apprentissage automatique servent à décoder ou à traduire les activités BCI en signaux de commande", ajoute le professeur Klaus-Robert Müller, professeur d'apprentissage automatique. "C’est le seul moyen de convertir des activités individuelles du BCI en signaux de commande sans de longues périodes d’entraînement. Cette lecture personnalisée du BCI sera déterminante pour déterminer si la technologie pourra être utilisée à l’avenir dans les systèmes de réadaptation."

Matériaux fournis par Max-Planck-Gesellschaft . Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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