Unimodal Versus Bimodal EEG-fMRI Neurofeedback of a Motor Imagery Task

Autor: Perronnet, Lorraine, Lécuyer, Anatole, Mano, Marsel, Bannier, Elise, Lotte, Fabien, Clerc, Maureen, Barillot, Christian
Přispěvatelé: Vision, Action et Gestion d'informations en Santé (VisAGeS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-SIGNAUX ET IMAGES NUMÉRIQUES, ROBOTIQUE (IRISA-D5), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), 3D interaction with virtual environments using body and mind (Hybrid), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-MEDIA ET INTERACTIONS (IRISA-D6), Département de Radiologie [CHU de Rennes], Université de Rennes (UR), Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Popular interaction with 3d content (Potioc), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Computational Imaging of the Central Nervous System (ATHENA), Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA), ANR-10-LABX-07-01, Agence Nationale de la Recherche, Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CentraleSupélec-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Perronnet, Lorraine
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2017
Předmět:
Zdroj: Frontiers in Human Neuroscience
Frontiers in Human Neuroscience, 2017, 11, ⟨10.3389/fnhum.2017.00193⟩
Frontiers in Human Neuroscience, Frontiers, 2017, 11, ⟨10.3389/fnhum.2017.00193⟩
ISSN: 1662-5161
DOI: 10.3389/fnhum.2017.00193⟩
Popis: International audience; Neurofeedback is a promising tool for brain rehabilitation and peak performance training. Neurofeedback approaches usually rely on a single brain imaging modality such as EEG or fMRI. Combining these modalities for neurofeedback training could allow to provide richer information to the subject and could thus enable him/her to achieve faster and more specific self-regulation. Yet unimodal and multimodal neurofeedback have never been compared before. In the present work, we introduce a simultaneous EEG-fMRI experimental protocol in which participants performed a motor-imagery task in unimodal and bimodal NF conditions. With this protocol we were able to compare for the first time the effects of unimodal EEG-neurofeedback and fMRI-neurofeedback versus bimodal EEG-fMRI-neurofeedback by looking both at EEG and fMRI activations. We also propose a new feedback metaphor for bimodal EEG-fMRI-neurofeedback that integrates both EEG and fMRI signal in a single bi-dimensional feedback (a ball moving in 2D). Such a feedback is intended to relieve the cognitive load of the subject by presenting the bimodal neurofeedback task as a single regulation task instead of two. Additionally, this integrated feedback metaphor gives flexibility on defining a bimodal neurofeedback target. Participants were able to regulate activity in their motor regions in all NF conditions. Moreover, motor activations as revealed by offline fMRI analysis were stronger during EEG-fMRI-neurofeedback than during EEG-neurofeedback. This result suggests that EEG-fMRI-neurofeedback could be more specific or more engaging than EEG-neurofeedback. Our results also suggest that during EEG-fMRI-neurofeedback, participants tended to regulate more the modality that was harder to control. Taken together our results shed first light on the specific mechanisms of bimodal EEG-fMRI-neurofeedback and on its added-value as compared to unimodal EEG-neurofeedback and fMRI-neurofeedback.
Databáze: OpenAIRE
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