Cent ans après que l'activité électrique du cerveau humain a été enregistrée pour la première fois, les experts célèbrent l'héritage de sa découverte et partagent leurs prédictions et priorités pour son avenir.
Depuis le premier enregistrement en juillet 1924, l'électroencéphalographie humaine (EEG) fait partie intégrante de notre compréhension du fonctionnement et du dysfonctionnement du cerveau : plus particulièrement dans le diagnostic clinique de l'épilepsie, où l'analyse du signal EEG a permis de redéfinir rapidement une affection auparavant considérée comme un trouble de la personnalité comme un trouble de l'activité cérébrale.
Aujourd’hui, un siècle plus tard, plus de 500 experts du monde entier ont été invités à réfléchir à l’impact de cette méthodologie révolutionnaire, ainsi qu’aux défis et aux priorités pour l’avenir.
Dans le cadre d'une enquête menée par des universitaires de l'Université de Leeds, les participants, qui ont accumulé 6 685 années d'expérience collective, ont été confrontés à des évolutions possibles de l'EEG, allant de celles jugées « essentielles au progrès » à celles « hautement improbables », et ont été invités à estimer le temps qu'il faudrait avant qu'elles ne soient réalisées. Les résultats sont publiés aujourd'hui (22 août 2024) dans la revue Nature Human Behaviour.
Innovations futuristes
La liste présente un éventail d’innovations fascinantes et futuristes qui, selon les experts, pourraient être réalisées en une génération. Cela comprend l’utilisation de l’EEG pour améliorer les performances cognitives, la détection précoce des troubles de l’apprentissage, l’utilisation généralisée comme détecteur de mensonges et l’utilisation comme principal outil de communication pour les personnes souffrant de graves handicaps moteurs et du syndrome d’enfermement.
On estime qu'il ne faudra que 10 à 14 ans pour diagnostiquer de manière fiable et en temps réel des anomalies cérébrales telles que des crises d'épilepsie ou des tumeurs, tandis que certains experts estiment que la probabilité de lire le contenu des rêves et des souvenirs à long terme est éloignée de plus de 50 ans, mais beaucoup la rejettent car elle relève plus de la science-fiction que de la réalité.
Il peut être surprenant pour beaucoup d’apprendre que, selon l’enquête publiée aujourd’hui (22 août) dans la revue Nature Human Behaviour, d’ici une génération, nous pourrions tous transporter notre propre EEG personnel et portable.
Dominik Welke, co-auteur de l'étude et chercheur à l'université de Leeds, a déclaré : « Ils pourraient réellement devenir une sorte de smartphone : presque tout le monde y aurait accès et pourrait les utiliser quotidiennement, améliorant idéalement leur vie en leur fournissant des informations utiles sur les facteurs physiologiques. »
L'une des utilisations positives et potentielles de la technologie EEG pourrait être le contrôle de la vigilance des conducteurs ou des pilotes. Ces systèmes de sécurité au travail pourraient aider l'utilisateur à identifier s'il s'endort, puis le réveiller ou dire au copilote qu'il doit prendre le relais.
Dominik Welke, chercheur associé, Université de Leeds
Le matériel utilisé pour l’enregistrement de l’EEG est relativement basique et n’a pas changé – en principe – depuis sa première utilisation par le psychiatre Hans Berger, en Allemagne, le 6 juillet 1924. Ce qui a radicalement changé depuis, c’est l’analyse des données désormais enregistrées numériquement et ce que nous pouvons en faire.
Composés uniquement d'électrodes et d'un amplificateur, les systèmes EEG sont de plus en plus économiques à produire, ainsi que de plus en plus portables et conviviaux. Associés à leur nature non invasive, rien ne les empêche de devenir plus accessibles à un public plus large.
Réduire les inégalités en matière de santé
Si la perspective d’une utilisation généralisée de la technologie EEG dans les jeux et la réalité virtuelle – prévue dans seulement 20 ans – ravira les joueurs, la possibilité vraiment passionnante pour les scientifiques et les cliniciens est que cette accessibilité croissante leur permettra de s’engager auprès de communautés traditionnellement exclues de la recherche EEG, notamment dans les pays à faible revenu qui ne peuvent pas se permettre une technologie d’imagerie plus complexe.
Les progrès de l’automatisation basée sur l’IA devraient également améliorer et accélérer l’analyse de données complexes.
Le Dr Welke a déclaré : « En regardant vers l'avenir : du côté du matériel, c'est relativement bon marché et facile à produire, et du côté de l'analyse et du logiciel, avec ces nouvelles technologies informatiques, toutes les pièces du puzzle sont là pour vraiment déployer l'EEG à une très large base d'utilisateurs.
« Contrairement à d’autres méthodes existantes, comme l’IRM ou les dispositifs implantés, l’EEG a le potentiel de rendre la neuroimagerie accessible à tous les peuples du monde. »
L'auteur principal de l'étude, Faisal Mushtaq, professeur de sciences cognitives et directeur du Centre des technologies immersives de l'Université de Leeds, a déclaré : « Presque toutes les données dont nous disposons actuellement sur le cerveau humain proviennent d'un très petit segment de la population mondiale.
« Il est de plus en plus reconnu que cela entrave notre capacité à généraliser les résultats et à améliorer la santé cérébrale mondiale.
« L'EEG s'impose comme l'outil de neuroimagerie le plus rentable et le plus réalisable sur le plan logistique pour une utilisation dans le monde entier dans des contextes divers. Cela contribuerait à construire une neuroscience inclusive et représentative de la population mondiale.
Il a ajouté : « Nos partenaires du Global Brain Consortium posent les bases pour accroître la portée de cette manière et j'espère que cela ouvrira de nouvelles opportunités de découvertes révolutionnaires sur les mécanismes du fonctionnement du cerveau. »
Questions éthiques
Parallèlement à l'optimisme selon lequel les technologies émergentes ouvrent de nouvelles possibilités passionnantes pour l'EEG, les experts consultés ont également émis une note de prudence, avec des inquiétudes allant du manque d'adhésion aux normes et protocoles convenus aux questions éthiques créées par les nouvelles applications commerciales et l'attrait de la « neuro-amélioration ».
Le Dr Welke a déclaré : « Je suis sûr que certaines entreprises technologiques multinationales pourraient être très intéressées par le déploiement de l'EEG ou d'autres technologies de neuroimagerie, simplement pour obtenir plus d'informations sur leurs utilisateurs qui donnent une idée de leurs préférences et de leurs émotions 24 heures sur 24. Mais devrait-on l'utiliser de cette manière ? »
« Il existe des préoccupations évidentes concernant la liberté cognitive et la confidentialité mentale. Cela renvoie à l’importance de la « responsabilité » – le fait que de nouvelles façons d’utiliser une technologie sont également susceptibles de soulever de nouvelles questions éthiques. »
Un autre objectif de l’enquête était d’identifier les priorités de la communauté EEG pour orienter les efforts futurs. Les participants ont évalué l’importance que revêtiraient pour leur travail les développements et les avancées majeurs dans divers domaines de la recherche EEG.
Le professeur Mushtaq a déclaré : « Je pense que l'EEG, lorsqu'il est combiné à des technologies telles que l'IA et la réalité virtuelle, pourrait radicalement transformer la manière dont nous interagissons avec les machines et, ce faisant, jouer un rôle extrêmement important dans la science et la société au cours des 100 prochaines années.
« Mais pour garantir cela, la communauté des neurosciences – qu’elle soit universitaire, clinique ou industrielle – doit s’engager à promouvoir des pratiques solides, éthiques, inclusives et durables qui l’aideront à réaliser son énorme potentiel. »
Les travaux ont été menés par plus de 90 auteurs, allant de chercheurs en début de carrière à des personnalités éminentes du domaine, collectivement connus sous le nom de consortium EEG100.
Tout a commencé par un partenariat entre #EEGManyLabs – un réseau international de chercheurs de plus de 30 pays évaluant la reproductibilité des résultats de certaines des expériences EEG les plus importantes et les plus influentes sur les phénomènes psychologiques – et le Global Brain Consortium, un réseau diversifié de chercheurs, de cliniciens et d’institutions spécialisés dans le cerveau, engagés à obtenir des résultats de santé améliorés et plus équitables dans le monde entier.
Le dernier auteur de l'étude, Pedro Antonio Valdés-Sosa, directeur du laboratoire Chine-Cuba de neurotechnologie à l'Université des sciences et technologies électroniques de Chine/Centre cubain de neurosciences, a déclaré : « Dans plusieurs pays, dont Cuba, nous avons démontré que l'EEG peut dépister en masse certains troubles du système nerveux au niveau de la population.
« Cette technologie est particulièrement adaptée lorsque les ressources sont limitées, comme c’est le cas dans les groupes désengagés du monde entier.
« Il y a des obstacles à surmonter pour utiliser l’EEG à l’échelle mondiale, mais ce faisant, nous pouvons espérer améliorer la vie de millions de personnes supplémentaires. »
Le Dr Sadhana Sharma, responsable de la stratégie en biosciences pour la santé au Conseil de recherche en biotechnologie et sciences biologiques (BBSRC) – qui a financé les principaux auteurs de l'étude – a déclaré : « La technologie EEG a le potentiel de transformer nos activités quotidiennes et la façon dont nous diagnostiquons et traitons les maladies neurologiques à l'avenir, en garantissant que les connaissances sur la santé du cerveau soient accessibles à diverses populations du monde entier.
« Alors que nous suivons de près les avancées en biosciences, notre objectif reste de favoriser les collaborations interdisciplinaires qui génèrent des avancées éthiques, équitables et impactantes dans les sciences du cerveau à l'échelle mondiale. »
