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Theses

Multimodal Neurofeedback based on EEG/fMRI Imaging Techniques and Visuo-Haptic Feedback for Stroke Rehabilitation

Mathis Fleury 1, 2, 3 
2 Empenn
INSERM - Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, Inria Rennes – Bretagne Atlantique , IRISA-D5 - SIGNAUX ET IMAGES NUMÉRIQUES, ROBOTIQUE
3 Hybrid - 3D interaction with virtual environments using body and mind
Inria Rennes – Bretagne Atlantique , IRISA-D6 - MEDIA ET INTERACTIONS
Abstract : Le Neurofeedback (NF) est une technique consistant à renvoyer à un individu des informations sur son activité cérébrale, lui permettant ainsi de la moduler. Le NF a ainsi été étudié comme outil de rééducation cérébrale dans un grand nombre de troubles neurologique et psychiatrique, notamment pour de la rééducation post-Accident Vasculaire Cérébrale (AVC). Dans cette thèse, nous avons proposé et étudié de nouveaux systèmes de NF multimodaux, tant au niveau de l’entrée, en combinant plusieurs modalités de neuroimageries - en particulier l’ElectroEncephaloGraphie (EEG) et l’Imagerie par Résonance Magnétique fonctionnelle (IRMf), qu’au niveau de la sortie, en proposant des feedbacks multimodaux combinant feedback visuel et haptique. Dans la première partie de cette thèse, nous avons étudié la possibilité de combiné feedback visuel et feedback haptique pour une tâche de NF. Dans un premier temps, nous avons ainsi montré que la combinaison d’un feedback visuel (main en 3D en mouvement), avec l’association de vibrations sur les poignets, produisaient des illusions de mouvement plus intense que l’utilisation d’une main statique ou sans feedback. Dans un second temps, nous avons montré que l’utilisation d’un feedback visuohaptique (VH) associé à une tâche d’imagerie motrice (IM) produisait des activations plus importantes que lors de tâche d’IM seule. Enfin, nous avons étudié et implémenté ce feedback VH dans le contexte d’une étude MI-NF-IRMf, où ce feedback était confronté au même feedback mais visuel seul (V) et haptique seule (H). L’analyse des scores NF et des activations IRMf suggère que ce feedback VH a conduit à des activations dans le cortex motor plus intense que les feedback H et V seules et pourrait donc être potentiellement prometteur pour la rééducation post-AVC basée sur le fMRI-NF. Dans la sconde partie de cette thèse, nous avons implémenté un algorithme permettant de localiser la position des électrodes EEG lors d’expérience EEGIRMf, cette information pourrait s’avérer utile à l’avenir pour des expériences EEG-fMRI-NF. Enfin, nous présentons une étude EEG-fMRINF multimodale, sur plusieurs séances, avec quatre patients victimes d’un AVC. Les résultats suggèrent que deux patients sur quatre ont bénéficié de l’entrainement NF et ont fait état d’un gain fonctionnel important, même s’ils étaient en phase chronique de l’AVC.
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https://hal.inria.fr/tel-03246556
Contributor : Mathis Fleury Connect in order to contact the contributor
Submitted on : Saturday, May 8, 2021 - 4:12:01 PM
Last modification on : Friday, August 5, 2022 - 2:54:52 PM
Long-term archiving on: : Monday, August 9, 2021 - 6:09:37 PM

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  • HAL Id : tel-03246556, version 1

Citation

Mathis Fleury. Multimodal Neurofeedback based on EEG/fMRI Imaging Techniques and Visuo-Haptic Feedback for Stroke Rehabilitation. Computer Vision and Pattern Recognition [cs.CV]. Université de Rennes 1 (UR1), 2021. English. ⟨tel-03246556v1⟩

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