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Mon cerveau sur l'alcool
Il est midi par une journée ensoleillée à San Francisco, et j'essaie de boire une double vodka canneberge aussi vite que possible. Malgré la réputation des journalistes, boire n'est pas mon activité habituelle à l'heure du déjeuner. Aujourd'hui, je rends visite au neuroscientifique Alan Gevins, qui a passé les 40 dernières années à développer de meilleures façons d'analyser les signaux électriques émanant de notre cerveau et, à son tour, d'étudier comment notre capacité à mémoriser et à prêter attention change avec différents médicaments, avec le pépins neuraux de la maladie, et avec la décadence de l'âge. Dans 20 minutes environ, lorsque l'alcool aura amené mon cerveau à son apogée, l'équipe de Gevins mesurera son impact sur mes neurones alors qu'ils luttent à travers une série de tests de mémoire.
Les ondes cérébrales: La rédactrice en chef de la biotechnologie, Emily Singer, porte une casquette équipée d'électrodes EEG, conçue par Alan Gevins et ses collègues de SAM Technology. L'appareil évalue la fonction cérébrale pendant que Singer joue à une série de jeux informatiques spécialement conçus.
L'électroencéphalographie (EEG) est une technologie vieille de plusieurs décennies utilisée pour mesurer l'activité électrique produite par le cerveau via des électrodes placées sur le cuir chevelu. Ces dernières années, une puissance de calcul accrue et des logiciels de plus en plus sophistiqués ont permis aux scientifiques d'enregistrer et d'analyser plus précisément ces signaux, donnant une meilleure idée de la signification des orages électriques du cerveau. Actuellement, l'EEG est utilisé à la fois en clinique - pour identifier la source des crises chez les patients épileptiques, par exemple - et pour la recherche, comme pour caractériser l'activité rythmique du cerveau pendant le sommeil, la relaxation et la concentration.
Gévins, fondateur de Technologie SAM et le San Francisco Brain Research Institute, a développé un système qui combine l'EEG avec des tests cognitifs - des tests informatiques qui évaluent la mémoire ou la capacité d'une personne à effectuer plusieurs tâches - pour obtenir une mesure plus directe de la capacité du cerveau à se souvenir et à prêter attention. Il vise maintenant à commercialiser la technologie, dans le but éventuel de l'utiliser pour évaluer plus précisément le déclin cognitif et adapter les prescriptions de médicaments pour minimiser les effets secondaires cognitifs. La technologie intègre à la fois un nouveau matériel, pour mesurer l'activité électrique, et un nouveau logiciel, pour traiter ces signaux.
Des recherches antérieures du groupe suggèrent que la consommation d'alcool peut être plus préjudiciable à notre capacité à fonctionner qu'on ne le pensait auparavant. Les effets cérébraux de l'alcool persistent deux à trois heures après la disparition des effets comportementaux, même lorsque le taux d'alcoolémie est aussi bas que 0,02 pour cent, soit environ un quart de la limite légale de conduite dans la plupart des États. Vous pourrez peut-être attirer de courtes périodes d'attention et obtenir de bons résultats lors d'un test court, mais le cerveau est toujours anormal, explique Aaron Ilan, neuroscientifique principal chez SAM Technology. Vous ne pourrez pas vous concentrer pleinement sur une tâche comme conduire pendant plusieurs heures.
L'équipe termine actuellement une vaste étude sur les effets de l'alcool, de la marijuana, de la caféine et de la diphénhydramine, l'ingrédient actif de Benadryl, sur la conduite simulée, ainsi que sur l'attention, la mémoire de travail et la capacité à effectuer plusieurs tâches à la fois. Les résultats devraient faire la lumière sur les effets cognitifs de ces médicaments. Bien que l'effet de l'alcool sur la conduite soit bien étudié, il n'en va pas de même pour la plupart des médicaments d'ordonnance.
Après avoir englouti le reste de ma vodka, je retourne à la salle de test de SAM Technology. Plus tôt ce matin-là, j'ai été équipé d'un bonnet noir spécialement conçu parsemé de poches pour les capteurs qui détectent l'activité électrique à différents endroits de la tête. Le casque est branché sur un petit amplificateur, qui envoie ses signaux sans fil via Bluetooth à un ordinateur dans la salle de test. L'appareil capture et traite mes ondes cérébrales pendant que je joue à une série de jeux informatiques à la fois sobres et un peu ivres. Les jeux sont conçus pour évaluer la mémoire de travail – ma capacité à conserver des informations dans mon esprit pendant une courte période – et ma capacité à effectuer plusieurs tâches à la fois.
Une heure plus tard, Gevins et Ilan me montrent les résultats de mes tests. Leur logiciel analyse une combinaison d'activité cérébrale rythmique - différents rythmes de fréquence sont liés à différents états cognitifs, tels que la relaxation ou l'attention - et des potentiels évoqués, des signaux électriques liés à des événements spécifiques dans le monde, comme l'apparition d'une cible dans un jeu vidéo. . Vous étiez tendu ; l'alcool vous détend beaucoup, dit Gevins, en parcourant les tracés de mon activité cérébrale sur l'écran de l'ordinateur.
Après avoir bu, mes performances sur les jeux se sont en fait améliorées, probablement parce que j'avais plus d'entraînement à jouer. Mais les données EEG ont révélé le véritable impact sur mon fonctionnement cérébral : mon cerveau a dû travailler plus fort sur les tâches les plus compliquées après avoir bu. Et il était plus lent à réagir aux cibles sur l'écran d'ordinateur. (Mon temps de réaction était en fait plus rapide, probablement parce que mon système moteur avait plus d'habitude à frapper la souris. Donc, sans l'EEG, il aurait été impossible de voir l'effet sur le cerveau.)
Gevins dit que l'un des moyens les plus prometteurs pour la technologie sera de guider les décisions de prescription. Par exemple, les enfants atteints de trouble déficitaire de l'attention avec hyperactivité (TDAH) reçoivent souvent des médicaments stimulants pour stimuler l'attention, mais les médecins s'appuient généralement sur les rapports des parents et des enseignants pour déterminer l'efficacité du médicament. Ils subissent rarement des tests pour déterminer l'efficacité du médicament, explique Gevins. Une étude pilote du groupe de Gevins sur les enfants atteints de TDAH suggère que l'EEG peut rapidement révéler quels enfants bénéficieront du Ritalin, un médicament couramment prescrit, et quand ils ont atteint la dose optimale. Il espère maintenant s'associer à une plus grande entreprise pour mener des essais cliniques de l'appareil afin de déterminer s'il peut vraiment aider les enfants atteints de TDAH.