*Neurofeedback fondé sur l'imagerie optique pour améliorer l'intervention thérapeutique chez les adolescents "avec autisme": méthodologie et les données initiales

Traduction: G.M.

Neurophotonics. 2017 Jan;4(1):011003. doi: 10.1117/1.NPh.4.1.011003. Epub 2016 Aug 17.

Optical-imaging-based neurofeedback to enhance therapeutic intervention in adolescents with autism: methodology and initial data

Liu N¹, Cliffer S¹, Pradhan AH², Lightbody A¹, Hall SS¹, Reiss AL³.

Author information

• ¹Stanford University , Center for Interdisciplinary Brain Sciences Research, Department of Psychiatry and Behavioral Sciences, 401 Quarry Road, Stanford, California 94305-5795, United States.
• ²University of California , Department of Molecular and Cell Biology, 142 LSA #3200, Berkeley, California 94720, United States.
• ³Stanford University, Center for Interdisciplinary Brain Sciences Research, Department of Psychiatry and Behavioral Sciences, 401 Quarry Road, Stanford, California 94305-5795, United States; Stanford University, Department of Radiology, 300 Pasteur Drive, Stanford, California 94305-5105, United States.

Abstract

Impaired facial processing may contribute to social dysfunction in certain individuals with autism spectrum disorder (ASD). Prior studies show that electroencephalogram-based and functional magnetic resonance imaging-based neurofeedback might help some individuals with ASD learn to modulate regional brain activity and thus reduce symptoms. Here, we report for the first time the feasibility of employing functional near-infrared spectroscopy (fNIRS)-based neurofeedback training in children with ASD. We developed a method to study physiological self-regulation of oxy-hemoglobin using real-time feedback. The paradigm is illustrated with initial data from four subjects who engaged in a facial-identity recognition training program during which an implicit reinforcement was given based on the participant's brain activity and behavioral performance. Two participants had a confirmed diagnosis of ASD, and the other two were typically developing (TD). One participant with ASD and one TD participant received real-feedback (real-FB) during the training, whereas the other two received sham-feedback (sham-FB). After five training sessions, the subjects who received real-FB showed more improvement in facial recognition performance compared with those receiving sham-FB, particularly in the participant with ASD. These results suggest fNIRS-based neurofeedback could enhance therapeutic intervention in children with ASD. 
Le traitement facial perturbé  peut contribuer à un dysfonctionnement social chez certaines personnes avec trouble du spectre de l'autisme (TSA). Des études antérieures montrent que le neurofeedback fondé sur l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle et sur l'électroencéphalogramme peut aider certaines personnes avec TSA à apprendre à moduler l'activité cérébrale régionale et donc à réduire les symptômes. 
Nous rapportons ici pour la première fois la possibilité d'employer le neurofeedback fondé sur des techniques de spectroscopie proche infrarouge (fNIRS) pour entraine des enfants avec TSA. Nous avons développé une méthode pour étudier l'auto-régulation physiologique de l'oxy-hémoglobine en utilisant une rétroaction en temps réel. Le paradigme est illustré avec des données initiales à partir de quatre sujets qui participent à un programme de formation de reconnaissance de l'identité faciale au cours de laquelle un renfort implicite a été donné sur la base de l'activité cérébrale du participant et de la performance comportementale. Deux participants ont eu un diagnostic confirmé de TSA, et les deux autres avaient un développement typique (TD). Un participant avec TSA et un participant de TD ont reçu une réelle rétroaction (real-FB) au cours de la formation, alors que les deux autres ont reçuune fausse rétroaction (sham-FB). Après cinq séances de formation, les sujets qui ont reçu une  réelle FB ont montré une plus grande amélioration de la performance de la reconnaissance faciale par rapport à ceux recevant une sham-FB, en particulier chez le participant avec TSA.  
Ces résultats suggèrent qu'un neurofeedback fondé sur le fNIRS pourrait améliorer l'intervention thérapeutique chez les enfants avec TSA.

PMID: 27570790

DOI: 10.1117/1.NPh.4.1.011003

Brain-computer interface game applications for combined neurofeedback and biofeedback treatment for children on the autism spectrum

Traduction: G.M.

Front Neuroeng. 2014 Jul 3;7:21. doi: 10.3389/fneng.2014.00021. eCollection 2014.

Applications de jeu avec interface cerveau-ordinateur pour le le traitement combiné du neurofeedback et du biofeedback pour les enfants dans le spectre autistique

Friedrich EV1, Suttie N2, Sivanathan A3, Lim T3, Louchart S2, Pineda JA1.

Author information

• 1Department of Cognitive Science, University of California, San Diego La Jolla, CA, USA.
• 2School of Mathematical and Computer Sciences, Heriot-Watt University Edinburgh, UK.
• 3School of Engineering and Physical Science, Heriot-Watt University Edinburgh, UK.

Abstract

Individuals with autism spectrum disorder (ASD) show deficits in social and communicative skills, including imitation, empathy, and shared attention, as well as restricted interests and repetitive patterns of behaviors. Evidence for and against the idea that dysfunctions in the mirror neuron system are involved in imitation and could be one underlying cause for ASD is discussed in this review. Neurofeedback interventions have reduced symptoms in children with ASD by self-regulation of brain rhythms. However, cortical deficiencies are not the only cause of these symptoms. Peripheral physiological activity, such as the heart rate and its variability, is closely linked to neurophysiological signals and associated with social engagement. Therefore, a combined approach targeting the interplay between brain, body, and behavior could be more effective. Brain-computer interface applications for combined neurofeedback and biofeedback treatment for children with ASD are currently nonexistent. To facilitate their use, we have designed an innovative game that includes social interactions and provides neural- and body-based feedback that corresponds directly to the underlying significance of the trained signals as well as to the behavior that is reinforced.

Résumé

Les personnes avec des troubles du spectre autistique (TSA) montrent de faibles compétences sociales et de communication, y compris l'imitation, l'empathie et l'attention partagée, ainsi que les intérêts restreints et des motifs répétitifs de comportements. 

Les arguments pour et contre l'idée que les dysfonctionnements dans le système des neurones miroir sont impliqués dans l'imitation et pourraient être une cause sous-jacente de TSA sont discutés dans cet article. Les interventions de Neurofeedback ont réduit les symptômes chez les enfants avec TSA par l'auto-régulation des rythmes du cerveau. Toutefois, des lacunes corticales ne sont pas la seule cause de ces symptômes. 

L'activité physiologique périphérique, tels que la fréquence cardiaque et sa variabilité, est étroitement liée à des signaux neurophysiologiques et associé à l'engagement social. Par conséquent, une approche combinée visant l'interaction entre le cerveau, le corps et le comportement pourrait être plus efficace. 

Des applications avec interface cerveau-ordinateur pour le neurofeedback et le traitement combinés de biofeedback pour les enfants avec TSA sont actuellement inexistantes. 

Pour faciliter leur utilisation, nous avons conçu un jeu novateur qui inclut les interactions sociales et fournit des informations de feedback sur les neurones et sur le corps qui correspondent directement à la signification sous-jacente des signaux travaillés ainsi que du comportement qui est renforcé. 

PMID: 

25071545