Illuminer l’esprit : la photobiomodulation transcrânienne

Une vague de nouvelles recherches aux perspectives inédites éclaire un chemin inattendu vers l’amélioration cognitive : la photobiomodulation transcrânienne (tPBM). Dans un article publié en 2024, Nairuz et ses collègues explorent en profondeur l’utilisation thérapeutique de la lumière proche infrarouge (NIR) sur le cerveau, en étudiant son potentiel à améliorer l’attention, la mémoire et les fonctions exécutives chez des individus en bonne santé.

La photobiomodulation (PBM) consiste à utiliser des longueurs d’onde rouges à proches infrarouges dans un but thérapeutique, afin d’influencer des processus biologiques au niveau cellulaire, en particulier en stimulant des enzymes mitochondriales, telles que le cytochrome c oxydase (COX). Appliquée sur le cuir chevelu, la PBM est censée favoriser la production d’ATP, améliorer le flux sanguin cérébral et activer des voies neuroprotectrices. Contrairement au neurofeedback ou au biofeedback, qui impliquent une régulation active et en temps réel des fonctions corporelles ou cérébrales, la PBM propose une approche plus passive – mais potentiellement puissante – de la modulation cérébrale.

Dans cette étude, les auteurs ont utilisé la PBM transcrânienne en ciblant des régions associées au contrôle cognitif selon un protocole étalé sur plusieurs semaines. Leurs résultats ouvrent des perspectives enthousiasmantes, non seulement pour l’optimisation cognitive chez les individus sains, mais aussi pour le soutien aux personnes confrontées à un déclin neurologique. Cependant, ces résultats soulèvent également une question essentielle : quelle part de ces bénéfices découle d’une stimulation neuronale directe, et quelle part résulte d’effets indirects ou systémiques ?

Avant d’entrer dans les détails, un petit avertissement : les résultats de cette étude – comme c’est souvent le cas dans le domaine de la photobiomodulation transcrânienne – sont très positifs. Cependant, les mécanismes sous-jacents restent, pour le dire franchement, peu compris et probablement différents de ce que l’on suppose. Comme dans tous les domaines scientifiques, il est crucial d’examiner ces résultats avec un regard critique. Je m’efforcerai de le faire dans la section La perspective de Brendan ci-dessous.

Méthodologie

L’étude a inclus 90 adultes en bonne santé âgés de 18 à 60 ans, avec un protocole en double aveugle, randomisé et contrôlé par placebo – une référence en matière de rigueur méthodologique. Les participants ont été répartis en trois groupes : un a reçu un traitement PBM avec un laser à 810 nm, un autre avec un laser à 1064 nm, et un groupe témoin a reçu une simulation (sham).

Détails du protocole :

• Appareil : Lasers de classe I émettant à 810 nm ou 1064 nm.

• Zones ciblées : Cortex préfrontal dorsolatéral (CPFD) droit et gauche.

• Séances : 6 semaines, 3 fois par semaine, 20 minutes par séance.

• Intensité : Environ 250 mW/cm² pour chaque région ciblée.

Un point fort de cette étude est l’utilisation du facteur neurotrophique dérivé du cerveau (BDNF) comme biomarqueur, accompagné d’évaluations neurocognitives complètes et de questionnaires d’auto-évaluation du bien-être. Les chercheurs ont également utilisé l’EEG quantitatif (qÉEG) chez un sous-groupe de participants pour explorer d’éventuelles modifications électrophysiologiques.

Cependant, il est important de noter que l’étude n’a pas évalué directement la transmission intracrânienne de la lumière – un point que nous examinerons plus en profondeur dans La perspective de Brendan.

Résultats

Les participants ayant reçu le traitement PBM à 810 nm ou à 1064 nm ont montré des améliorations significatives dans plusieurs domaines cognitifs, notamment :

• La mémoire de travail (évaluée par les tâches de répétition de chiffres),

• La vitesse de traitement,

• L’attention soutenue (notamment dans les tests de performance continue).

Le bien-être subjectif s’est également amélioré, en particulier en ce qui concerne la clarté mentale et la réduction de la fatigue cognitive. Chez un sous-groupe, le qÉEG a révélé une augmentation des ondes alpha et bêta frontales, suggérant une amélioration de l’efficacité neuronale.

L’un des résultats les plus marquants fut l’élévation des niveaux sériques de BDNF, en particulier dans le groupe 1064 nm. Étant donné le rôle central du BDNF dans la neuroplasticité et la résilience cognitive, ce marqueur biologique vient renforcer les observations comportementales.

Cependant, l’étude ne propose pas de suivi à long terme et ne s’est pas penchée sur les courbes dose-réponse ou la variabilité individuelle – deux éléments clés pour une application concrète en contexte clinique.

Discussion

Cette recherche illustre bien la réputation croissante de la PBM comme outil de neuromodulation sans recours médicamenteux. Elle pourrait devenir une option intéressante pour les personnes souffrant de troubles cognitifs, que ce soit dans les suites d’un traumatisme crânien ou lors des premiers stades de démence.

Contrairement aux traitements pharmacologiques, la PBM offre un profil de sécurité favorable, avec peu d’effets secondaires, ce qui la rend attrayante pour une intégration dans des parcours de soins holistiques. Elle représente ainsi une alternative non invasive et potentiellement réparatrice pour ceux qui recherchent un soutien cognitif.

D’un point de vue interdisciplinaire, la PBM complète les autres approches thérapeutiques. Tandis que le neurofeedback favorise l’autorégulation, la PBM pourrait fournir un “coup de pouce” biologique pour soutenir la neuroplasticité. Elle s’avère également pertinente pour les personnes qui, en raison de douleurs, de fatigue ou de difficultés attentionnelles, ne peuvent pas s’engager dans des entrainements cognitifs intensifs. Ces techniques peuvent donc être vues comme complémentaires.

Pour les professionnels du neurofeedback, cette étude ouvre des pistes enthousiasmantes. Pourrait-on combiner la PBM avec l’entrainement SMR afin de stabiliser l’attention ? Ou encore, l’utiliser en parallèle des protocoles alpha-thêta pour favoriser l’intégration émotionnelle ? Les modifications électrophysiologiques observées dans le cortex frontal laissent entrevoir un terrain fertile pour ces approches combinées.

Néanmoins, ces résultats doivent être mis en balance avec les limitations mécaniques. Comme nous le verrons dans la section suivante, la pénétration réelle de la lumière à travers le crâne humain représente un défi majeur, remettant en question certaines hypothèses fondamentales.

La perspective de Brendan

L’élégance des résultats cliniques rapportés par Nairuz et al. est partiellement obscurcie par les contraintes biophysiques mises en lumière dans l’étude de Tittelmeier et al. (2025) publiée dans Brain Stimulation. Cette étude joue un rôle de rappel essentiel : plus de 99 % de la lumière proche infrarouge est absorbée ou dispersée avant même d’atteindre le cerveau lorsqu’elle est appliquée par voie transcrânienne.

En utilisant des crânes humains fixés au formol et différents dispositifs PBM (y compris des casques LED à 810 et 1070 nm), Tittelmeier et ses collègues ont démontré que la transmission effective dépasse rarement 0,71 %, et tombe souvent sous les 0,5 % — un seuil largement insuffisant pour activer les mitochondries corticales.

Pour obtenir des effets biologiques in vitro, leur équipe a dû appliquer des intensités lumineuses jusqu’à 775 fois supérieures à ce qui atteint la surface interne du crâne en conditions réelles. Même des expositions prolongées à faible intensité ont échoué à induire les réponses mitochondriales ou antioxydantes clés.

Cela suggère qu’un changement de paradigme s’impose dans notre interprétation des résultats cliniques liés à la PBM. Si la lumière n’atteint pas réellement le tissu cérébral, les bénéfices observés pourraient provenir d’effets indirects : modulation de la peau, de la vascularisation du cuir chevelu ou de voies neuro-immunes systémiques.

Pour les praticiens en neurofeedback EEG, cela incite à la prudence dans la transposition des protocoles PBM en clinique. Il est essentiel d’accorder de l’importance au retour du patient, à la validation EEG, et à l’individualisation des protocoles. Bien que l’idée de combiner la PBM au neurofeedback soit séduisante, il est important de rester honnête quant à ce que nous savons — et ne savons pas — sur la pénétration réelle de la lumière.

En pratique, une approche hybride peut néanmoins offrir des bénéfices. Par exemple, associer une PBM à faible dose comme amorçage à un entrainement SMR guidé par qÉEG pourrait créer une synergie — notamment chez les personnes souffrant de fatigue cognitive, de fibromyalgie ou de traumatisme crânien léger, où les effets systémiques et la modulation corticale se rejoignent souvent.

En fin de compte, la pratique clinique en neurofeedback est souvent plus adaptative et nuancée que ce que la recherche académique laisse entrevoir. Alors que les chercheurs s’efforcent de définir des seuils de dose stricts et des modèles de pénétration, les cliniciens peuvent s’appuyer sur les réponses observées, guidées par l’EEG et les résultats cliniques.

Conclusion

La thérapie par photobiomodulation représente un domaine vivant et en pleine évolution dans le champ de la santé cérébrale. Le travail de Nairuz et al. montre un réel potentiel d’amélioration cognitive via des technologies basées sur la lumière, renforçant l’intérêt pour des approches intégratives et non invasives en milieu clinique et dans les pratiques de bien-être.

Cependant, comme le rappellent Tittelmeier et al., l’enthousiasme clinique doit être accompagné d’une évaluation rigoureuse de la plausibilité biologique. Que les bienfaits de la PBM proviennent d’une activation neuronale directe ou d’effets systémiques indirects, ils méritent notre attention — mais aussi une interprétation prudente.

La véritable promesse de la PBM réside peut-être moins dans la lumière elle-même que dans la manière dont nous l’utilisons, en synergie avec d’autres modalités, comme le neurofeedback, les thérapies par le mouvement, et les approches corps-esprit. Comme toujours en neurosciences, la lumière que nous projetons doit être aussi rigoureuse qu’elle est pleine d’espoir.

Références

• Nairuz, L., Al-Ghamdi, F., Almusned, A., Al-Rasheed, A., & Salehpour, F. (2024). Photobiomodulation Therapy on Brain: Pioneering an Innovative Approach to Revolutionize Cognitive Dynamics. Cells, 13(3), 966. https://doi.org/10.3390/cells13030966

• Tittelmeier, J., Kaub, L., Milz, S., Kugelmann, D., Hof, P. R., Schmitz, C., & Nussbaum-Krammer, C. (2025). Insufficient low-level near infrared light penetration challenges the efficacy of transcranial photobiomodulation. Brain Stimulation, 18, 1220–1223. https://doi.org/10.1016/j.brs.2025.07.001