Rythme sensorimoteur

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Ondes SMR

Le rythme sensorimoteur (RSM) est une onde cérébrale. Il s'agit d'un rythme oscillatoire d'activité cérébrale électrique synchronisée. Il apparaît en fuseaux dans les enregistrements EEG, MEG et ECoG du cortex sensorimoteur. Chez la plupart des individus, la fréquence du RSM est comprise entre 7 et 11 Hz.

Description

La signification exacte du rythme sensorimoteur (SMR) reste partiellement élucidée. D’un point de vue phénoménologique, son amplitude tend à augmenter lorsque les régions sensorimotrices du cerveau sont au repos, comme en situation d’immobilité. À l’inverse, elle diminue généralement lors de l’activation de ces régions, notamment pendant l’exécution de tâches motrices.

Conceptuellement, le SMR est parfois confondu avec les ondes alpha d'origine occipitale, la source la plus puissante de signaux neuronaux dans l'EEG. Cela pourrait s'expliquer par le fait que, sans filtrage spatial approprié, le SMR est très difficile à détecter, car il est généralement submergé par les ondes alpha occipitales, plus puissantes. Le SMR félin a été observé comme étant analogue au rythme mu humain.

Fonction

Son amplitude tend à diminuer dès que le sujet engage une activité motrice, réelle ou imaginaire. Il est considéré comme un marqueur d’inhibition thalamo-corticale, jouant un rôle dans la régulation des mouvements et de l’attention.

La signification fonctionnelle du SMR n’est pas entièrement élucidée. Néanmoins, il est lié à plusieurs phénomènes cognitifs et moteurs au delà de l'attention :

Localisation

Le SMR est principalement détecté au niveau des régions corticales centrales, correspondant aux zones C3 et C4 du système 10–20 en EEG. Il est souvent plus visible sur l’hémisphère controlatéral au mouvement imaginé ou inhibé.

Neurofeedback

L'entraînement par neurofeedback peut être utilisé pour maîtriser l'activité du SMR. Les praticiens du neurofeedback pensent que ce feedback permet au sujet d'apprendre à réguler son propre SMR. Les personnes souffrant de troubles de l'apprentissage, de TDAH, d'épilepsie, et d'autisme pourraient bénéficier d'une augmentation de l'activité du SMR grâce au neurofeedback. Dans le domaine des interfaces cerveau-ordinateur (ICO), la modification délibérée de l'amplitude du SMR lors de l'imagerie motrice peut être utilisée pour contrôler des applications externes.

Interfaces cerveau-machine

Le SMR est également utilisé dans le développement d’interfaces cerveau-machine, où les variations d’amplitude liées à l’imagerie motrice servent à contrôler des dispositifs externes (curseur, bras robotisé, etc.).

Catégorisation des ondes cérébrales

Références

  1. ↑ Arroyo, Lesser, Gordon et Uematsu, « Functional significance of the mu rhythm of human cortex: an electrophysiologic study with subdural electrodes », Electroencephalography and Clinical Neurophysiology, vol. 87, no 3,‎ , p. 76–87 (PMID 7691544, DOI 10.1016/0013-4694(93)90114-B)
  2. ↑ Kaplan, « Morphological evidence that feline SMR and human Mu are analogous rhythms », Brain Research Bulletin, vol. 4, no 3,‎ , p. 431–433 (PMID 487196, DOI 10.1016/S0361-9230(79)80021-0, S2CID 4774796)
  3. ↑ Aiko K. Thompson, Hannah Carruth, Rachel Haywood et N. Jeremy Hill, « Effects of Sensorimotor Rhythm Modulation on the Human Flexor Carpi Radialis H-Reflex », Frontiers in Neuroscience, vol. 12,‎ (ISSN 1662-453X, PMCID 6068279, DOI 10.3389/fnins.2018.00505, lire en ligne, consulté le )
  4. ↑ Cheng, Huang, Chang et Koester, « Sensorimotor rhythm neurofeedback enhances golf putting performance », Journal of Sport and Exercise Psychology, vol. 37, no 6,‎ , p. 626–636 (PMID 26866770, DOI 10.1123/jsep.2015-0166, lire en ligne)
  5. ↑ Tansey MA, « EEG sensorimotor rhythm biofeedback training: some effects on the neurologic precursors of learning disabilities », Int J Psychophysiol, vol. 1, no 2,‎ , p. 163–77 (PMID 6542077, DOI 10.1016/0167-8760(84)90036-9)
  6. ↑ Vernon, Tobias Egner, Nick Cooper et Theresa Compton, « The effect of training distinct neurofeedback protocols on aspects of cognitive performance », International Journal of Psychophysiology, vol. 47, no 1,‎ , p. 75–85 (PMID 12543448, DOI 10.1016/S0167-8760(02)00091-0)
  7. ↑ Egner et M Barry Sterman, « Neurofeedback treatment of epilepsy: from basic rationale to practical application », Expert Review of Neurotherapeutics, vol. 6, no 2,‎ , p. 247–257 (PMID 16466304, DOI 10.1586/14737175.6.2.247, S2CID 38841067)
  8. ↑ Pineda, Brang, D., Hecht, E. et Edwards, L., « Positive behavioral and electrophysiological changes following neurofeedback training in children with autism », Research in Autism Spectrum Disorders, vol. 2, no 3,‎ , p. 557–581 (DOI 10.1016/j.rasd.2007.12.003, lire en ligne)
  9. ↑ (en) Fu, Jianghong, Chen, Shugeng et Jia, Jie, « Sensorimotor Rhythm-Based Brain�Computer Interfaces for Motor Tasks Used in Hand Upper Extremity Rehabilitation after Stroke: A Systematic Review », Brain Sciences, vol. 13, no 1,‎ (ISSN 2076-3425, DOI 10.3390/brain, lire en ligne [archive du ], consulté le )