La technologie peut contribuer à un meilleur traitement pour les personnes souffrant d’anxiété et de dépression, selon la chercheuse Sandra Klonteig. « Le potentiel de la neurotechnologie est trop important pour être ignoré. C’est là que se trouvent les solutions de l’avenir. »
L’Organisation mondiale de la santé (OMS) rapporte que plus d’un milliard de personnes souffrent actuellement de troubles de santé mentale. L’anxiété et la dépression sont les affections les plus courantes.
Il est donc crucial de pouvoir poser un diagnostic rapide et trouver le traitement approprié pour les personnes aux prises avec des problèmes de santé mentale.
Sandra Klonteig, chercheuse au SINTEF, estime que la technologie peut aider à atteindre cet objectif et a donc concentré ses travaux sur les méthodes de la neurotechnologie, qui permettent de mesurer et de mieux comprendre le cerveau. La neurotechnologie peut être utilisée pour influencer ou réguler l’activité cérébrale, ainsi que pour diverses formes d’évaluation et de traitement, par exemple en cas de blessure ou de maladie cérébrale.
Le cerveau est étonnant, mais pas sans défauts. Elle peut être impactée par des blessures et des maladies aux conséquences graves. Certaines personnes deviennent paralysées, d’autres développent une démence et beaucoup souffrent de troubles de santé mentale comme la dépression. Collectivement, ces conditions représentent l’une des principales causes de problèmes de santé en Norvège. »
À long terme, cette technologie pourrait permettre aux médecins de détecter les changements dans le cerveau et la santé mentale d’une personne avant que celle-ci ne les remarque. Cela pourrait contribuer à une meilleure prévention, à un diagnostic plus précoce et à un traitement plus ciblé des troubles mentaux. »
Sandra Klonteig, chercheuse, SINTEF
Utilisation de capteurs et de neurotechnologies
Klonteig a décidé de se lancer dans la neurotechnologie tout en poursuivant son doctorat à OsloMet. Aujourd’hui, elle travaille chez SINTEF Digital, où elle mène des recherches sur le cerveau humain en utilisant précisément ce type de capteurs et de neurotechnologies.
La neurotechnologie est un domaine de recherche en évolution rapide et est étudiée sous différents angles. tel que . Les chercheurs développent de minuscules puces pouvant être implantées dans le cerveau de souris, testent de nouveaux médicaments contre les maladies neurodégénératives, étudient la connexion cerveau-intestin, utilisent des mesures non invasives de l’activité cérébrale et emploient l’intelligence artificielle pour détecter les accidents vasculaires cérébraux.
Sandra Klonteig examine les analyses des données fNIRS, une technologie qui mesure le flux sanguin dans le cerveau. Cela fournit des informations sur les parties du cerveau qui sont actives et consomment de l’énergie. Photo : Sonja Balci/OsloMet
« La neurotechnologie – et dans une certaine mesure l’IA – a longtemps été associée à la science-fiction. Pensez à des films comme La matriceoù les humains se connectent directement aux mondes numériques, ou Rapport minoritaireoù la technologie interprète les pensées et les intentions. Aujourd’hui, bon nombre de ces technologies ne relèvent plus de la pure fantaisie », déclare Klonteig.
Le scénario du rêve
Imaginez que vous consultez votre médecin parce que vous ne vous sentez pas bien. Après quelques examens cérébraux, on vous indique que les tests suggèrent un traitement spécifique qui serait très efficace pour vous. Quelques semaines plus tard, vous revenez. Vous ne ressentez aucune amélioration et vous ne savez pas si le traitement fonctionne. À ce stade, le médecin pourra peut-être vous dire que votre cerveau montre déjà des signes de changement, même si vos symptômes ne se sont pas encore améliorés.
« Des changements biologiques peuvent survenir avant que les signes cliniques ne deviennent visibles », explique Klonteig.
Mais l’inverse peut aussi se produire. Les tests pourraient montrer que le traitement n’a pas l’effet souhaité et qu’il vaudrait mieux essayer autre chose.
« C’est précisément là que réside le plus grand potentiel. Si nous pouvons détecter plus rapidement si un traitement fonctionne ou non, les patients pourraient éviter des semaines ou des mois d’incertitude et de stress inutile », dit-elle.
« Mais pour en arriver là, nous devons d’abord comprendre les mécanismes cérébraux à l’origine des troubles mentaux. Ce sont ces mécanismes que les chercheurs tentent désormais de mesurer. »
Utiliser la neurotechnologie avancée
Le défi est de savoir comment mesurer réellement ces mécanismes. Les chercheurs affirment que la réponse réside dans l’examen des schémas d’activité cérébrale chez les personnes souffrant de dépression et d’anxiété.
L’eye-tracking, par exemple, est une méthode qui peut être utile pour étudier le biais attentionnel (AB), c’est-à-dire la tendance à concentrer son attention sur les aspects négatifs d’une situation. ici.
« Par exemple, si vous vous promenez dans les bois après avoir regardé un film d’horreur, certaines personnes pourraient percevoir les ombres comme menaçantes, tandis que d’autres remarqueront à quel point la lumière pénètre si joliment à travers les arbres. Au fil du temps, la façon dont nous interprétons notre environnement peut contribuer à renforcer une spirale négative et conduire à la dépression ou à d’autres problèmes de santé mentale », explique Klonteig.
Sandra Klonteig travaille au département Santé de SINTEF Digital. Son parcours se situe à l’intersection de la technologie, des neurosciences et de la santé. Elle mène des recherches sur le corps humain et le cerveau à l’aide de capteurs et de neurotechnologies. Photo : Sonja Balci/OsloMet
Une autre approche consiste à mesurer les anomalies dans les réseaux fonctionnels du cerveau, c’est-à-dire la manière dont différentes zones du cerveau collaborent et communiquent entre elles. Ces réseaux sont liés aux fonctions cognitives et émotionnelles.
« Il n’est pas réaliste d’effectuer des procédures cérébrales invasives sur chaque patient. Il est donc plus pratique d’utiliser des solutions telles que des casques équipés de capteurs – technologies dites non invasives. C’est l’un des domaines sur lesquels nous nous concentrons actuellement au SINTEF », explique Klonteig.
Voici quelques-unes des méthodes qui peuvent être utilisées dans ce type de recherche :
- Suivi oculaire : Cette technologie enregistre où nous regardons et où se situe notre attention, généralement lorsque nous regardons un écran.
- Cerveau sur puce : Des cellules nerveuses ou de petits fragments de tissu cérébral sont placés sur une petite puce qui imite les conditions dans le cerveau. Cela permet aux chercheurs de tester, par exemple, comment les cellules nerveuses réagissent à un médicament. Ces réactions peuvent être mesurées de différentes manières, par exemple en utilisant de minuscules électrodes pour capturer les signaux électriques des cellules, des microscopes pour observer les changements cellulaires ou en analysant le fluide environnant.
- Intelligence artificielle (IA) et IRM : IRM signifie imagerie par résonance magnétique, une méthode utilisée pour créer des images détaillées du cerveau. L’IA peut être entraînée à détecter les anomalies dans ces images, telles que les signes d’une tumeur cérébrale, souvent plus rapidement que les humains ne le peuvent par eux-mêmes.
- Cultiver des cellules nerveuses : Les chercheurs utilisent des cellules souches, capables de se développer en de nombreux types de cellules différents, et les incitent à devenir des types spécifiques de cellules nerveuses. Cela permet aux chercheurs d’étudier le fonctionnement des cellules nerveuses sans avoir à extraire des cellules d’un cerveau vivant.
- IRMf est une abréviation pour imagerie par résonance magnétique fonctionnelle. Il s’agit d’une technique d’imagerie avancée utilisée pour cartographier l’activité cérébrale en mesurant les modifications du flux sanguin cérébral.
- fNIRS signifie spectroscopie fonctionnelle proche infrarouge. Cette technologie mesure le flux sanguin dans le cerveau, ce qui permet de déterminer où le cerveau consomme de l’énergie.
- EEG signifie électroencéphalographie. Cette technologie détecte les impulsions électriques générées dans le cerveau. Les signaux sont amplifiés et filtrés par l’appareil EEG.
- Ces méthodes sont utilisées en conjonction avec des mesures comportementales et psychologiques. La combinaison de plusieurs technologies est également possible et le domaine évolue rapidement.
