Notre solution de neurofeedback basée sur la mesure émotionnelle
Depuis plusieurs années, l’équipe de recherche de Healthy Mind travaille sur un produit complémentaire à notre casque de réalité virtuelle pour accompagner et soutenir les patients. Dans le cadre de ce projet innovant, nous développons une nouvelle génération de thérapies digitales alliant neurofeedback et réalité virtuelle afin de traiter des pathologies chroniques telles que la dépression majeure. Notre produit Neuromind combine l’encéphalographie (ECG), l’électrocardiographie (ECG) et le suivi oculaire (eye tracking) avec l’immersion en réalité virtuelle. Comment fonctionne ce dispositif unique et quelles furent les étapes de sa création ? Nous vous proposons de le découvrir.
Les prémices du projet Neuromind : une étude psychophysiologique sur la réactivité émotionnelle menée avec l’Institut du Cerveau à Paris
Mesure de l’activité du système nerveux
Neuromind est né à la suite d’une étude sur la réactivité émotionnelle menée à l’Institut du Cerveau de Paris. L’objectif de cette recherche était de pouvoir récolter des données électrophysiologiques provenant des systèmes nerveux central et périphérique de sujets sains dans le but de développer de nouveaux biomarqueurs émotionnels.
Comment avons-nous procédé ? Dans un premier temps, l’utilisateur porte un casque intégrant des électrodes EEG (électroencéphalogramme) afin d’enregistrer l’activité électrique du cerveau. Grâce à cette technique non invasive, nous sommes en mesure de saisir les schémas associés aux processus cognitifs tels que :
- l’attention ;
- les états émotionnels (stress, relaxation, etc.) ;
- les états de conscience (éveil, sommeil, fatigue).
Par rapport aux autres techniques d’imagerie fonctionnelle du cerveau (fNIRS), ce procédé présente une résolution temporelle très élevée et se montre capable de détecter les fluctuations les plus rapides de l’activité cérébrale, tout en étant relativement bon marché et portable.
Interprétation en temps réel avec l’intelligence artificielle
Maintenant que nous avons recueilli les données sur l’activité cérébrale, comment les traitons-nous ? Pour parvenir à traduire le signal reçu en état émotionnel, nous nous appuyons sur une forme spécifique d’intelligence artificielle : le machine learning. Ce système apprend au fur et à mesure qu’il traite des données. De cette manière, nos algorithmes ont été entraînés pour détecter et classifier chaque émotion.
Nous avons identifié deux biomarqueurs propriétaires de l’attention et de l’émotion :
- l’éveil mesure le degré d’énergie ou de calme d’une émotion ;
- la valence s’intéresse au niveau de positivité ou de négativité d’une émotion.
Chaque émotion se définit par son niveau d’éveil et de valence, par exemple :
- la joie : niveau d’éveil élevé et niveau de valence positif ;
- la relaxation : niveau d’éveil faible et niveau de valence positif.
La zone délimitée par le croisement de ces informations se traduit par une émotion spécifique et clairement identifiable sur un diagramme.
L’apport thérapeutique des immersions évolutives de la réalité virtuelle
Une interface cerveau-machine (ICM) est un lien de communication direct entre l’activité électrique du cerveau et un appareil externe, sans passer par les systèmes nerveux périphériques. Les cas les plus courants comprennent généralement une main robotisée ou un fauteuil roulant. Dans notre cas, le dispositif externe est la réalité virtuelle.
Neuromind ne s’arrête pas à la seule interprétation de l’état émotionnel. Lors de sa création, notre but était que le casque de réalité virtuelle cohabite avec notre logiciel d’analyse des émotions pour évaluer ce que l’environnement virtuel procure à l’utilisateur. Après avoir défini un état cible, la relaxation par exemple, les immersions vont évoluer en fonction de la réponse de l’utilisateur jusqu’à qu’il puisse y parvenir. Une fois atteint, nous allons pouvoir le maintenir dans cette zone.
« Nous avons créé Neuromind il y a trois ans avec la même vision que celle qui a guidé notre premier dispositif médical : combler le fossé entre la recherche innovante et la technologie accessible » – Malo Louvigné, directeur technique de Healthy Mind
Grâce à son potentiel dans le secteur de la santé numérique, le projet NeuroMindiNov est devenu lauréat du concours d’innovation I-Nov dans le cadre du plan France 2030. Cette compétition d’excellence permet de soutenir l’émergence et le développement accélérés d’entreprises ayant la capacité de devenir des leaders d’envergure mondiale dans leur domaine.
La phase de développement : Healthy Mind lauréate du programme IMPACT en 2024
Notre système en boucle fermée Neuromind combine 3 technologies de pointe pour fournir un retour d’information en temps réel sur l’activité cérébrale dans un environnement virtuel réaliste et contrôlable :
- Capteurs intégrés : surveillance de haute qualité de l’activité du système nerveux.
- Intelligence artificielle : interprétation en temps réel de l’activité cérébrale à l’aide d’algorithmes d’apprentissage.
- Environnements immersifs (RV) : stimulation sensorielle adaptative en temps réel basée sur des biomarqueurs dérivés du cerveau.
Ce projet innovant dans le parcours de soin grâce à la technologie a été lauréat du programme d’accélération de l’innovation en santé mentale IMPACT 2024.
Soumaya Karaki, responsable accès au marché pour le laboratoire Otsuka et mentor de Healthy Mind, Malo Louvigné, CTO, et Anton Filipchuk, responsable de la recherche scientifique, développent tout l’intérêt de ce programme pour l’avancée de Neuromind dans une interview de la Fondation Université Paris Cité :
« La mise en relation avec les associations de patients permise par l’IMPACT va grandement nous aider pour la suite du développement. » – Malo Louvigné
« J’apprécie beaucoup l’opportunité de créer un écosystème adéquat autour de notre projet R&D, en ayant à la fois des échanges avec les spécialistes du domaine de la santé mentale, les associations de patients, les compagnies pharmaceutiques et d’autres start-ups. » – Anton Filipchuk
« De concert avec leur co-mentor Émilie, nous nous engageons également à faciliter la mise en relation de Healthy Mind avec des acteurs clés du secteur. Cette mise en relation vise à élargir leur réseau et favoriser des partenariats stratégiques, contribuant ainsi à une croissance accélérée et à une intégration fructueuse de leur solution novatrice sur leur marché. » – Soumaya Karaki
Les cas d’application possibles de notre solution de neurofeedback
1. Thérapie
Dans le cadre du projet Neuromind, nous développons une nouvelle génération de thérapies digitales alliant neurofeedback et réalité virtuelle afin de traiter des pathologies chroniques telles que la dépression majeure, les troubles de l’humeur et les maladies neurocognitives.
La possibilité de définir un état cible dans lequel immerger l’utilisateur offre une opportunité unique de favoriser la pleine conscience dans le traitement. Cette pratique consiste à accorder toute son attention au moment présent, sans jugement, en réduisant la réactivité émotionnelle. De nombreuses études scientifiques démontrent l’action de la mindfulness sur la plasticité du cerveau, ralentissant ainsi certains symptômes de la maladie comme l’anxiété généralisée. Si plusieurs praticiens recommandent cette approche, elle reste complexe à mettre en œuvre en autonomie sans connaissance préalable.
En s’appuyant sur la réalité virtuelle et la mesure émotionnelle, le patient va pouvoir viser un état cible de pleine conscience facilement. Au fur et à mesure de l’utilisation, le patient deviendra de plus en plus sensible à cet état et pourra facilement le reproduire.
2. Recherche
Le suivi et l’induction des émotions en temps réel offrent une perspective attractive pour la recherche. Lorsqu’une étude requiert d’atteindre un certain état émotionnel, il devient aisé de le susciter et de le faire perdurer de manière fiable et contrôlée.
D’autre part, les mesures émotionnelles peuvent servir à évaluer l’impact et le ressenti des traitements. Les questionnaires présentent parfois des limites pour interpréter les conséquences des protocoles proposés. Neuromind présente une vision en temps réel de ce qui se joue pour les participants.
3. Optimisation des traitements
Certaines procédures comme la Stimulation Magnétique Transcrânienne répétitive (SMTr) nécessitent la mise en place de conditions particulières. Grâce à Neuromind, vous pouvez optimiser l’état du patient avant le traitement, facilitant l’intervention. De la même manière, le dispositif peut servir pour récupérer des fonctions attentionnelles et cognitives avec l’appui de l’immersion adaptative.
La sortie de Neuromind : la présentation à l’événement SfN24
Nous avons eu la chance de participer à l’événement sélectif sur les neurosciences Society for Neuroscience 2024 avec Brain Products à Chicago pour la première démonstration publique de Neuromind. Si vous n’avez pas pu nous y rencontrer, vous retrouverez toutes les informations de présentation SfN24 sur le site de Neuromind.
« Les résultats que nous présentons pour la première fois à SfN démontrent l’intégration réussie de biomarqueurs basés sur l’EEG dans la RV pour contrôler l’attention en temps réel, ce qui ouvre la voie à de futures applications en santé mentale et en recherche cognitive » – Anton Filipchuk, responsable de la recherche scientifique chez Healthy Mind
La réalité virtuelle basée sur le neurofeedback détient le potentiel de transformer les traitements pour la santé mentale et les maladies chroniques en exploitant l’immersion adaptative et les techniques de thérapie basées sur la pleine conscience. Si vous souhaitez faire partie de cette aventure, approfondir les possibilités du dispositif ou planifier une démonstration, nous serons ravis de vous plonger dans l’univers de Neuromind.
