Neurofeedback: One of today's techniques in psychiatry?

Neurofeedback en psychiatrie : une technique du présent ?

Martijn Arns (1) , Jean-Marie Batail (2, 3) , Stéphanie Bioulac (4) , Marco Congedo (5) , Christophe Daudet (6) , Dominique Drapier (3) , Thomas Fovet (7) , Renaud Jardri (8) , Le van Quyen (9) , Fabien Lotte (10, 11) , David Mehler (12, 13) , Jean-Arthur Micoulaud (4) , Diane Purper-Ouakil (14, 15) , François Benoît Vialatte (16, 17)

1 Universiteit Utrecht / Utrecht University [Utrecht]
2 Centre Hospitalier Guillaume Régnier [Rennes]
3 Comportement et noyaux gris centraux = Behavior and Basal Ganglia [Rennes]
4 SANPSY - Sommeil, Addiction et Neuropsychiatrie [Bordeaux]
5 GIPSA-VIBS - GIPSA - Vision and Brain Signal Processing
6 UB - Université de Bordeaux
7 CHRU Lille - Centre Hospitalier Régional Universitaire [CHU Lille]
8 SCALab - Laboratoire Sciences Cognitives et Sciences Affectives - UMR 9193
9 ICM - Institut du Cerveau = Paris Brain Institute
10 LaBRI - Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique
11 Potioc - Popular interaction with 3d content
12 School of Psychology [Cardiff University]
13 WWU - Westfälische Wilhelms-Universität Münster = University of Münster
14 Analyse Phenotypique, Developpementale et Genetique des Comportements Addictifs
15 CRSA - Centre de Recherche Saint-Antoine
16 ESPCI Paris - Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris
17 PSL - Université Paris Sciences et Lettres

Objectives Neurofeedback is a technique that aims to teach a subject to regulate a brain parameter measured by a technical interface to modulate his/her related brain and cognitive activities. However, the use of neurofeedback as a therapeutic tool for psychiatric disorders remains controversial. The aim of this review is to summarize and to comment the level of evidence of electroencephalogram (EEG) neurofeedback and real-time functional magnetic resonance imaging (fMRI) neurofeedback for therapeutic application in psychiatry. Method Literature on neurofeedback and mental disorders but also on Brain Computer Interfaces (BCI) used in the field of neurocognitive science has been considered by the group of expert of the NExT (Neurofeedback Evaluation & Training) section of the French Association of Biological Psychiatry and Neuropsychopharmacology (AFPBN). Results Results show a potential efficacy of EEG-neurofeedback in the treatment of attentional-deficit/hyperactivity disorder (ADHD) in children, even if this is still debated. For other mental disorders, there is too limited research to warrant the use of EEG-neurofeedback in clinical practice. Regarding fMRI-neurofeedback, the level of evidence remains too weak, for now, to justify clinical use. The literature review highlights various unclear points, such as indications (psychiatric disorders, pathophysiologic rationale), protocols (brain signals targeted, learning characteristics), and techniques (EEG, fMRI, signal processing). Conclusion The field of neurofeedback involves psychiatrists, neurophysiologists and researchers in the field of brain-computer-interfaces. Future studies should determine the criteria for optimizing neurofeedback sessions. A better understanding of the learning processes underpinning neurofeedback could be a key element to develop the use of this technique in clinical practice.

Introduction Le neurofeedback consiste à mesurer, chez un sujet, une activité cérébrale et à traiter le signal au moyen d’une interface technique afin d’en extraire un paramètre d’intérêt qui sera présenté en temps réel au participant sous la forme d’une information visuelle ou auditive. L’objectif est d’apprendre au sujet à modifier ce paramètre et donc à moduler son activité cérébrale et cognitive. Cependant, l’utilisation du neurofeedback en pratique clinique pour la prise en charge des troubles psychiatriques reste controversée. Méthode Cet article présente une synthèse de la 1re journée nationale sur le neurofeedback organisé par la section Neurofeedback Evaluation & Training (NExT) de l’Association française de psychiatrie biologique et de neuropharmacologie (AFPBN). Un état des lieux de l’utilisation du neurofeedback en électroencéphalographie (EEG) et en imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) est proposé. Pour intégrer l’arsenal thérapeutique, cette technique doit en effet répondre aux exigences de l’evidence based medicine. Résultats Les études montrent une efficacité probable du neurofeedback en EEG pour le trouble du déficit de l’attention/hyperactivité (TDAH) chez les enfants. Pour les autres troubles psychiatriques, le nombre d’études est encore trop limité pour se positionner. En ce qui concerne le neurofeedback en IRMf, le niveau de preuve reste, pour l’heure, trop faible pour justifier une utilisation clinique. Les modalités d’emploi du neurofeedback, notamment en ce qui concerne les indications médicales, les protocoles d’utilisation (activité(s) cérébrale(s) ciblée(s), caractéristiques d’apprentissage) et les outils de mesure employés (EEG, IRMf, mode de traitement du signal) restent donc à clarifier. Conclusion Le vaste champ de recherche du neurofeedback implique à la fois des psychiatres, des neurophysiologistes et des chercheurs du domaine des interfaces cerveaux-ordinateurs. Les futurs travaux devront s’attacher à déterminer les critères permettant d’optimiser les séances de neurofeedback afin de mieux comprendre ses effets, le tout dans l’optique d’une utilisation en pratique clinique dans certaines indications. L’étude des processus d’apprentissage constitue un élément clé autour duquel les futures recherches devront se focaliser.

Mots clés: EEG; Neurofeedback; Brain-computer interaction; ADHD; fMRI; EEG

Mots clés: Électroencéphalographie; Imagerie fonctionnelle par résonance magnétique en temps réel; Troubles psychiatriques; Électroencéphalographie

Domaines: Neurosciences; Psychologie; Biotechnologie; Psychiatrie et santé mentale; Apprentissage [cs.LG]; Traitement du signal et de l'image [eess.SP]

Martijn Arns, Jean-Marie Batail, Stéphanie Bioulac, Marco Congedo, Christophe Daudet, et al.. Neurofeedback: One of today's techniques in psychiatry?. L'Encéphale, 2017, 43 (2), pp.135-145. ⟨10.1016/j.encep.2016.11.003⟩. ⟨hal-01415897⟩