Avez-vous déjà souhaité pouvoir simplement éteindre votre cerveau pour vous endormir après une longue journée ?
Ce qui semble être de la science-fiction est en réalité l’objectif de la startup Elemind. Cette entreprise utilise un bandeau d’électroencéphalogramme (EEG) qui émet une stimulation acoustique synchronisée avec les ondes cérébrales pour favoriser l’endormissement rapide.
Dans une étude récente menée sur des adultes souffrant d’insomnie d’endormissement, 30 minutes de stimulation par l’appareil ont réduit le temps nécessaire pour s’endormir de 10 à 15 minutes. Cet été, Elemind a lancé un programme pilote en expédiant son produit à un groupe restreint d’utilisateurs.
Fondée par le professeur Ed Boyden du MIT en 1999, avec David Wang ’05, SM ’10, PhD ’15 ; l’ancien postdoctorant Nir Grossman ; Heather Read, ancienne affiliée de recherche du Media Lab ; et Meredith Perry, la société prévoit de recueillir des retours d’expérience avant de rendre l’appareil disponible à plus grande échelle.
L’équipe d’Elemind estime que leur dispositif présente plusieurs avantages par rapport aux somnifères, qui peuvent entraîner des effets secondaires et une dépendance.
« Nous voulions créer une option non chimique pour ceux qui souhaitent bien dormir sans effets secondaires, afin de bénéficier des avantages du sommeil naturel sans les risques », explique Perry, PDG d’Elemind. « Nous pensons que cet appareil pourrait être bénéfique pour de nombreuses personnes, qu’il s’agisse de mères allaitantes, de voyageurs luttant contre le décalage horaire, ou de quiconque souhaitant améliorer ses performances le lendemain et avoir plus de contrôle sur son sommeil. »
De la recherche au produit
David Wang a passé près de 15 ans au MIT, obtenant quatre diplômes, dont un doctorat en intelligence artificielle en 2015. En 2014, alors qu’il co-enseignait un cours avec Grossman, ils ont commencé à travailler ensemble pour mesurer de manière non invasive les oscillations biologiques en temps réel dans le cerveau et le corps. Ils se sont intéressés à une technique de modulation du cerveau appelée stimulation à verrouillage de phase, qui utilise des stimulations visuelles, physiques ou auditives précisément chronométrées pour correspondre à l’activité cérébrale.
« Vous mesurez une variable changeante, puis modifiez votre stimulus en temps réel en réponse à cette variable », explique Boyden, qui a orienté Wang et Grossman vers des techniques mathématiques devenues des principes intellectuels clés d’Elemind.
La stimulation à phase verrouillée est utilisée depuis des années avec des électrodes implantées dans le cerveau pour perturber les convulsions et les tremblements. En 2021, Wang, Grossman, Boyden et leurs collaborateurs ont publié un article démontrant qu’ils pouvaient utiliser une stimulation électrique externe pour réduire le syndrome de tremblement essentiel, le trouble du mouvement le plus courant chez l’adulte.
Les résultats étaient prometteurs, mais les fondateurs ont décidé de prouver d’abord leur approche dans un domaine moins réglementé : le sommeil. Ils ont développé un système qui délivre des impulsions auditives programmées pour favoriser ou supprimer les oscillations alpha dans le cerveau, élevées en cas d’insomnie.
Ce processus de développement de plusieurs années a conduit au bandeau qu’Elemind utilise aujourd’hui. Le bandeau mesure les ondes cérébrales via l’EEG et transmet les résultats aux algorithmes exclusifs d’Elemind, qui génèrent dynamiquement de l’audio via un pilote à conduction osseuse. Dès que l’appareil détecte que quelqu’un dort, le son diminue lentement.
« Nous pensons que le son que nous jouons déclenche une réponse auditive dans le cerveau », explique Wang. « Cela signifie que nous faisons en sorte que votre cortex auditif libère une explosion de tension qui traverse votre cerveau et interfère avec d’autres régions. Certaines personnes appellent Elemind un brouilleur de cerveau. Pour ceux qui ruminent avant de s’endormir, leur cerveau est très actif. Cela encourage leur cerveau à se calmer. »
Au-delà du sommeil
Elemind collabore avec huit universités pour explorer l’efficacité de leur approche dans divers cas d’utilisation, allant des tremblements à la formation de la mémoire, en passant par la progression de la maladie d’Alzheimer, et bien plus encore.
« Nous développons non seulement ce produit, mais nous faisons également progresser le domaine des neurosciences en collectant des données à haute résolution pour aider d’autres chercheurs », explique Wang.
Ces collaborations ont conduit à des résultats prometteurs. Des chercheurs de l’Université McGill ont découvert que la stimulation acoustique d’Elemind pendant le sommeil augmentait l’activité dans les zones du cortex liées à la fonction motrice et améliorait les performances des adultes en bonne santé dans des tâches de mémoire. D’autres études ont montré que cette approche pouvait réduire les tremblements essentiels chez les patients et améliorer la récupération sous sédation.
Elemind se concentre actuellement sur les applications liées au sommeil, mais la société prévoit de développer d’autres solutions, allant des interventions médicales à l’amélioration de la mémoire et de la concentration, à mesure que la science progresse.
« Notre vision est d’aller au-delà du sommeil et de devenir une sorte de boutique d’applications pour le cerveau, où vous pouvez télécharger un état cérébral comme vous téléchargez une application », déclare Perry. « Comment pouvons-nous en faire un outil applicable à diverses situations avec un seul matériel doté de nombreux protocoles de stimulation différents? »
