Apprentissage en neurofeedback : des ondes cérébrales au changement vécu

Ce billet explore une nouvelle recherche émergente apportant des perspectives inédites, à partir de l’article de Kerson, Sherlin et Davelaar (2025) portant sur le neurofeedback, le biofeedback et la théorie de l’apprentissage. Les auteurs revisitent et actualisent le cadre conceptuel classique publié en 2011 sur le fonctionnement du neurofeedback, en y intégrant des perspectives plus récentes issues de l’apprentissage par renforcement, de la recherche sur le placebo et de la neurobiologie de la dopamine et de la sérotonine.

En termes simples, le biofeedback et le neurofeedback sont des méthodes qui transforment votre physiologie interne en information que vous pouvez voir ou entendre en temps réel, afin que vous puissiez progressivement apprendre à la modifier. Des capteurs mesurent des signaux comme les ondes cérébrales, la variabilité de la fréquence cardiaque, l’activité musculaire ou la conductance de la peau, et ces signaux sont transformés en feedback : un jeu qui bouge, un son qui change, ou un film qui joue plus fluidement lorsque votre corps ou votre cerveau se dirige dans la direction souhaitée.

Ce qui rend cet article particulièrement précieux, c’est qu’il relie ces outils d’entrainement très concrets aux principes fondamentaux de l’apprentissage. Il nous rappelle que les cerveaux ne changent pas simplement parce que l’on branche quelqu’un à un EEG (électroencéphalogramme, ÉEG) ou à un capteur de fréquence cardiaque. Ils changent lorsque le feedback est suffisamment rapide, spécifique et signifiant pour que le système nerveux puisse se réorganiser.

Les auteurs élargissent également le regard au-delà du seul neurofeedback en ÉEG. Ils situent l’activité électrodermale, la variabilité de la fréquence cardiaque, l’EMG de surface et les approches basées sur l’ÉEG dans un modèle unifié de l’apprentissage, et mettent en avant le rôle souvent sous-estimé de l’expérience subjective et de la relation client–clinicien dans la construction du changement à long terme.

Méthodes

Bien que cet article soit publié dans une revue scientifique, il s’agit avant tout d’une revue conceptuelle et intégrative plutôt que d’une étude classique « méthodes–résultats ». La « méthode » des auteurs consiste à prendre des décennies de psychophysiologie, de théorie de l’apprentissage et de pratique en neurofeedback, puis à les organiser en une carte pragmatique de la façon dont le biofeedback et le neurofeedback semblent fonctionner chez des personnes bien réelles.

Ils commencent par passer en revue les principaux systèmes psychophysiologiques que les cliniciens entrainent au quotidien : l’activité électrodermale (electrodermal activity, EDA), la variabilité de la fréquence cardiaque (heart rate variability, HRV/VFC), l’électromyogramme de surface (surface electromyography, EMG de surface) et l’activité cérébrale enregistrée par ÉEG (EEG). Chaque modalité est présentée moins comme un instrument de laboratoire que comme une fenêtre sur la manière dont le système nerveux maintient sa stabilité face au stress.

L’activité électrodermale est envisagée comme un reflet direct de l’activation sympathique – la façon dont la conductance de la peau augmente ou diminue au gré des demandes émotionnelles et cognitives. La variabilité de la fréquence cardiaque est décrite comme un marqueur de la flexibilité du couplage cœur–cerveau–respiration, en soulignant le rôle du baroréflexe et de la respiration en résonance pour restaurer l’équilibre. L’EMG de surface devient un outil pour observer comment le système moteur « s’accroche » à travers la tension, le guarding et les postures habituelles, tandis que le neurofeedback en ÉEG est présenté comme une manière de nudger les grands réseaux neuronaux et les patrons oscillatoires vers un fonctionnement plus efficace et moins bruité.

À partir de là, l’article se tourne vers le renforcement et le timing comme véritable moteur du changement. Plutôt que de détailler un protocole expérimental précis, les auteurs analysent comment différentes manières de délivrer le feedback – continu vs intermittent, fortement contingent vs partiellement aléatoire – sont susceptibles d’être vécues et d’agir pour l’apprenant. L’accent est mis sur la façon dont le cerveau interprète les signaux de récompense dans le temps, et sur la manière dont même un feedback imparfait peut tout de même façonner le comportement et la physiologie s’il arrive suffisamment souvent dans la bonne fenêtre temporelle.

L’article tisse aussi des perspectives neurochimiques et computationnelles, non pas pour ajouter de la complexité gratuitement, mais pour montrer comment la dopamine, la sérotonine et les modèles d’apprentissage par renforcement aident à comprendre ce que les cliniciens observent au quotidien : certains clients changent rapidement, d’autres lentement ; certains trouvent un « déclic » interne fiable avec l’entrainement, d’autres restent dans le contrôle mental en essayant de « faire marcher » la tâche.

Enfin, le modèle d’apprentissage en plusieurs étapes est présenté comme un moyen d’assembler l’ensemble. Plutôt que de parler d’une seule courbe d’amélioration, l’apprentissage est décrit comme se déployant sur plusieurs couches qui se chevauchent : des changements rapides de patterns au sein d’une séance ; une consolidation entre les séances ; l’émergence d’une conscience intéroceptive ; et, sur des temps plus longs, l’exploration délibérée de stratégies mentales. Cette structure prépare le terrain pour l’analyse plus détaillée qui suit.

Résultats

Dans une revue de ce type, les « résultats » les plus importants sont les idées clarifiées et les principes organisateurs qui émergent lorsque l’on met côte à côte de nombreuses lignes de preuve. Plusieurs points ressortent.

Le premier est la reconsidération des conditions sham et placebo. Les auteurs montrent que le soi-disant neurofeedback placebo n’est que rarement une véritable condition nulle : si le feedback est au moins partiellement contingent à la physiologie, le cerveau reçoit tout de même suffisamment de signaux corrects pour apprendre quelque chose, même si c’est plus lentement et avec davantage de bruit. Cela contribue largement à expliquer pourquoi certains essais contrôlés ne trouvent que des différences modestes entre conditions actives et sham, alors même que les cliniciens constatent des changements cliniquement significatifs.

Un autre apport central concerne le timing. L’article synthétise des travaux sur les « signaux d’apprentissage » dopaminergiques et les réponses cérébrales liées au feedback pour argumenter qu’il existe une fenêtre optimale, de l’ordre de quelques centaines de millisecondes, dans laquelle le feedback est le plus efficace. Quand la récompense arrive suffisamment près de l’événement physiologique cible, l’apprentissage est affiné ; lorsqu’elle est trop tardive ou trop variable, l’association entre ce que la personne fait et ce que le système renforce devient floue.

L’article reformule également les effets de placebo et d’attente comme faisant partie intégrante du processus d’apprentissage plutôt que comme de simples contaminants à éliminer. La croyance dans l’entrainement, la qualité du lien avec le clinicien et le sens que la personne attribue au feedback influencent tous la façon dont son système nerveux met à jour ses modèles de sécurité, de contrôle et de prévisibilité. Cela ne signifie pas que le neurofeedback ou le biofeedback seraient « juste un placebo » ; au contraire, cela souligne que l’attente et la relation font partie des canaux par lesquels l’apprentissage physiologique s’exprime.

La contribution sans doute la plus utile sur le plan clinique réside dans la manière dont le modèle d’apprentissage en plusieurs étapes est détaillé. Les changements précoces, largement implicites, de la puissance spectrale et de l’équilibre autonome sont considérés comme préparant le terrain pour une conscience intéroceptive plus explicite et l’usage de stratégies conscientes dans un second temps. L’observation familière selon laquelle les bons apprenants rapportent souvent « se sentir différents » – plus posés, plus présents – alors que les non-apprenants décrivent beaucoup d’effort et de « trying » se voit offrir un cadre théorique cohérent.

Enfin, l’article met en garde : tous les protocoles qui se revendiquent « biofeedback » ou « neurofeedback » ne respectent pas forcément ces principes d’apprentissage. Lorsque le feedback est mal synchronisé, que les contingences sont floues ou que les artefacts sont renforcés autant que le signal réel, les études peuvent finir par tester les limites d’un mauvais design d’entrainement plutôt que le potentiel réel de la modalité. Cette note critique ouvre un pont important vers la réalité clinique, où les praticiens doivent constamment équilibrer les idéaux théoriques avec les contraintes des vraies personnes, du temps réel et de la complexité du quotidien.

Discussion

Ce cadre actualisé brosse un tableau riche du neurofeedback et du biofeedback comme processus d’apprentissage multi-couches, plutôt que comme de simples « gadgets d’entrainement cérébral ». Parce qu’il s’agit d’un article conceptuel et intégratif plutôt que d’un essai expérimental unique, les résultats les plus importants sont des mécanismes clarifiés, des malentendus corrigés et des modèles actualisés qui transforment notre manière de penser ces méthodes. Plutôt que de demander si le neurofeedback ou le biofeedback « fonctionnent » de manière binaire, l’article nous invite à nous demander comment ils fonctionnent, pour qui et dans quelles conditions d’apprentissage.

L’un des fils conducteurs les plus clairs est que les conditions sham ou placebo, les effets de timing et les facteurs relationnels ne sont pas des questions périphériques ; ils sont au cœur de la façon dont le système nerveux apprend réellement. Le traitement nuancé du renforcement aléatoire aide à comprendre pourquoi certains essais contrôlés montrent seulement de petits écarts entre conditions actives et sham, même lorsque les cliniciens observent des changements tangibles dans la pratique. Si les protocoles sham délivrent tout de même quelques récompenses correctes dans la bonne fenêtre temporelle, ils continueront à soutenir un certain apprentissage – simplement plus lent et moins précis.

Pour les personnes en recherche d’aide, l’un des messages les plus rassurants est que l’apprentissage de l’autorégulation n’est pas tout ou rien. L’article montre que différents systèmes – oscillations cérébrales, équilibre autonome, conscience intéroceptive et usage de stratégies conscientes – s’adaptent chacun à leur propre rythme. Les premières séances peuvent induire des changements subtils de VFC ou d’activité en ÉEG qui ne sont pas encore perceptibles consciemment. Avec le temps, ces ajustements peuvent se cristalliser en un ressenti distinct : la personne commence à reconnaitre ce que « cet état régulé » signifie dans son propre corps, et peut le retrouver plus facilement en dehors du cabinet.

Pour ceux qui envisagent le neurofeedback ou le biofeedback comme partie d’un plan de traitement plus large, un autre thème important est la complémentarité plutôt que la compétition. Les attentes, la croyance et la relation thérapeutique ne sont pas des contaminants à éradiquer des protocoles de recherche ; ce sont certains des canaux par lesquels l’apprentissage physiologique se manifeste. Les compétences de relaxation, le contrôle attentionnel et les pratiques respiratoires peuvent être intégrés dans un protocole basé sur le feedback sans en diluer la rigueur scientifique. En fait, le modèle d’apprentissage en plusieurs étapes suggère que ces éléments peuvent être essentiels pour soutenir la transition entre les changements précoces (spectraux et autonomes) et l’émergence ultérieure de la conscience intéroceptive et des stratégies délibérées.

Du côté des professionnels, l’article porte une critique à la fois douce et ferme : la fidélité à la théorie de l’apprentissage n’est pas optionnelle. Si le timing du renforcement est mauvais, si les seuils sont statiques et mal calibrés, ou si les artefacts sont renforcés aussi souvent que le signal réel, l’intervention peut ressembler à du neurofeedback tout en fonctionnant de manière très différente en pratique. Le rappel d’accorder une attention particulière aux programmes de renforcement, à la synchronisation post-renforcement et à l’ajustement des seuils est particulièrement pertinent dans les cliniques occupées où les paramètres par défaut des logiciels sont des raccourcis tentants. Dans ce sens, certains essais « négatifs » nous renseignent peut-être davantage sur la faiblesse de l’implémentation que sur le potentiel sous-jacent de la modalité.

Le modèle d’apprentissage en plusieurs étapes offre aussi une grille de lecture pratique pour structurer le suivi. Dans la phase précoce, centrée sur l’apprentissage striatal, le rôle principal du clinicien est de rendre la boucle de feedback claire et gratifiante : bonne qualité de signal, contingences explicites, et jeu ou affichage suffisamment engageant pour la personne. Dans la phase de consolidation thalamique entre les séances, la psychoéducation et des attentes réalistes aident le client à faire confiance au processus, même s’il ne ressent pas encore de changements spectaculaires.

À mesure que l’homéostasie intéroceptive émerge, la réflexion guidée devient centrale. Poser des questions comme « Qu’est-ce que tu as ressenti quand le jeu se passait bien ? » ou « Comment ta respiration et ton corps ont-ils changé quand les barres montaient ? » aide la personne à nommer et à ancrer les nouveaux états internes. Ce langage subjectif devient ensuite un pont entre les séances et la vie quotidienne : « Peux-tu retrouver cette sensation ‘lourde, stable, détendue’ que tu as remarquée en fin de séance quand tu es dans les embouteillages ou juste avant une performance ? »

Enfin, dans la phase de « neurocognitive foraging », l’expérimentation de stratégies mentales n’est pas un à-côté ; elle fait partie du processus d’apprentissage. Le client peut découvrir que l’imagerie, le comptage, le scan corporel ou un certain rythme respiratoire permettent de faire évoluer le feedback dans la bonne direction. Ici, la tâche du clinicien est de soutenir l’exploration sans laisser la séance se transformer en « sur-effort », qui – comme Jacobson nous le rappelait déjà il y a presque un siècle – est souvent l’ennemi de la véritable relaxation.

Sur le plan interprétatif, cet article constitue aussi une défense tranquille du neurofeedback et du biofeedback face aux critiques réductrices centrées sur le placebo. Les attentes, la croyance et la relation influencent clairement les résultats, mais elles le font à travers des canaux neurobiologiques qui s’entrelacent avec le conditionnement opérant, la signalisation dopaminergique et sérotoninergique et les changements de réseau cérébral. Plutôt que de débattre pour savoir si les effets sont « réels » ou « placebo », le cadre proposé nous invite à une question plus féconde : comment concevoir des protocoles qui mobilisent ensemble l’attente, l’intéroception et le renforcement pour soutenir un changement robuste et généralisable ?

La perspective de Brendan

Ce que j’apprécie le plus dans cet article, c’est la manière dont il tente clairement de garder un pied dans chaque monde : d’un côté la réalité clinique, souvent désordonnée, relationnelle et improvisée ; de l’autre, le monde structuré, contrôlé et parfois rigide de la recherche. Il ressemble moins à une défense abstraite du neurofeedback et du biofeedback qu’à un traducteur entre ces deux cultures.

Dans un contexte de recherche, la pression va toujours vers plus de standardisation : protocoles fixes, contact thérapeutique minimal, programmes de renforcement bien rangés sur le papier. En clinique, la pression va dans l’autre sens : vous ajustez en permanence en fonction d’un enfant fatigué ce jour-là, d’un parent débordé, ou d’un adulte dont l’histoire traumatique fait de la consigne « détends-toi et regarde l’écran » quelque chose de loin d’être trivial. Cet article propose un langage qui honore ces deux réalités. Il dit, en substance : voici les principes d’apprentissage qui comptent le plus ; voici pourquoi ils comptent ; et voici comment y réfléchir tout en laissant de la place à la nuance humaine.

Du point de vue du neurofeedback, ce pont est extrêmement précieux. Prenons un protocole assez classique pour le TDAH : entrainement du rythme sensorimoteur autour de 12–15 Hz sur C3, Cz ou C4, avec inhibition de la theta excessive et de la haute bêta. Une approche strictement guidée par la recherche pourrait insister pour que tous les participants aient exactement les mêmes paramètres afin de préserver la validité interne. La réalité clinique, elle, vous apprend vite qu’un enfant a besoin d’une densité de récompense plus élevée pour rester engagé, qu’un autre est surstimulé par certains jeux, et qu’un troisième ne se détend que si un parent est présent dans la pièce.

Ce que cet article aide à clarifier, c’est la différence entre les ajustements « bruit » et les ajustements « de principe ». Ajuster les seuils pour garder le taux de récompense dans une zone optimale, nettoyer les artefacts pour que les mouvements et la tension musculaire ne soient pas renforcés par inadvertance, et régler le timing du feedback pour qu’il paraisse « réactif » au système nerveux – ce ne sont pas des violations de protocole ; ce sont des implémentations de la théorie de l’apprentissage. En même temps, il nous rappelle de rester vigilants et de ne pas dériver vers une idiosyncrasie telle que nous perdons de vue ce qui est réellement entrainé.

On retrouve le même pont dans le travail multimodal. En pratique, beaucoup d’entre nous combinent neurofeedback en ÉEG avec entrainement biofeedback en variabilité de la fréquence cardiaque, voire parfois avec EMG ou feedback électrodermal, en particulier lorsque l’anxiété ou l’hyperactivation sont au premier plan. Un puriste de la recherche pourrait considérer cela comme irrémédiablement confondu. Mais dans le cabinet, cela a souvent du sens : respirer à un rythme proche de la résonance tout en diminuant la haute bêta sur Fz ou Pz peut offrir au client une expérience plus riche et plus incarnée de calme contrôlé. Le cadre proposé dans cet article – notamment l’accent mis sur l’apprentissage en plusieurs étapes et l’homéostasie intéroceptive – aide à justifier ces choix sans renoncer à la rigueur scientifique.

Il offre aussi une lecture plus généreuse des effets de placebo et des facteurs relationnels, ce qui là encore se situe exactement au carrefour entre recherche et pratique. Plutôt que de considérer la chaleur, la constance et l’enthousiasme du clinicien comme une « contamination » indésirable, l’article les décrit comme faisant partie du paysage de renforcement. Quand je m’assois avec un adolescent qui a « échoué » à plusieurs traitements médicamenteux et interventions scolaires, et que je lui montre – patiemment, au fil des semaines – que son cerveau peut apprendre, que les petits changements comptent, que ses efforts sont visibles et valorisés, je ne sabote pas le protocole. Je participe au système d’apprentissage que le protocole est justement conçu pour activer.

Parallèlement, la critique formulée à l’encontre de protocoles mal conçus ou vaguement décrits est un rappel salutaire à ne pas se cacher derrière « l’art clinique » lorsque notre installation pourrait être plus rigoureuse. Les latences, les réglages de filtres, les choix de référence, les ratios récompense/inhibition – tout cela compte. Si une étude ne montre aucune différence entre réel et sham, une question est de savoir si le neurofeedback « ne fonctionne pas » ; une autre, tout aussi importante, est de savoir si l’implémentation était fidèle à ce que les cliniciens expérimentés savent nécessaire à l’apprentissage. L’article insiste fortement sur cette deuxième question, en proposant une norme plus nuancée de ce qui constitue un véritable « test » de la méthode.

Pour la pratique quotidienne, j’en ressors avec un engagement renouvelé envers une forme de flexibilité disciplinée. La discipline consiste à respecter les principes de base de l’apprentissage : contingences claires, feedback bien temporisé, programmes de renforcement réfléchis et attention portée à l’expérience intéroceptive. La flexibilité se trouve dans la manière d’incarner ces principes pour chaque personne : choisir des sites et des bandes de fréquences adaptés à sa présentation, ajuster la densité de récompense et la difficulté de la tâche, intégrer des stratégies respiratoires ou cognitives, et doser l’entrainement pour correspondre à la capacité de son système nerveux.

Et pour la recherche, le message est tout aussi constructif : si nous voulons des essais qui parlent réellement à la réalité clinique, il nous faut des designs qui capturent le caractère relationnel, fondé sur l’attente et souvent multimodal de la manière dont le neurofeedback et le biofeedback sont effectivement délivrés, tout en conservant une compréhension claire des mécanismes d’apprentissage en jeu. Cet article ne résout pas cette tension, mais il la cartographie honnêtement – et cela, en soi, est une étape importante vers des études que les cliniciens reconnaissent comme reflétant le monde dans lequel ils travaillent.

Conclusion

Le cadre actualisé proposé par Kerson, Sherlin et Davelaar ramène le neurofeedback et le biofeedback à leurs racines dans la théorie de l’apprentissage, tout en intégrant des perspectives plus récentes issues des modèles d’apprentissage par renforcement, de la recherche sur les neuromodulateurs et de la phénoménologie. Il nous rappelle que le changement ne vient pas du matériel sophistiqué en lui-même, mais de contingences bien conçues, d’un feedback correctement temporisé et de l’émergence progressive d’un ressenti fiable de régulation.

Pour les cliniciens, cela signifie accorder autant d’attention aux programmes de renforcement, au timing du feedback et au réglage des seuils qu’au choix de protocole et au matériel. Pour les clients, cela ouvre la possibilité que l’autorégulation devienne une compétence vécue, et pas seulement quelque chose qui arrive devant un écran. Et pour le champ dans son ensemble, cela offre une feuille de route pour une recherche qui respecte à la fois les dimensions techniques et humaines de l’apprentissage psychophysiologique.

Au fond, le neurofeedback et le biofeedback donnent leur pleine mesure lorsqu’ils aident les personnes à découvrir que leur cerveau et leur corps ne sont pas des problèmes figés à « gérer », mais des systèmes adaptatifs capables d’apprendre, avec la bonne guidance, à évoluer vers des fonctionnements plus sains et plus flexibles.

Références

Kerson, C., Sherlin, L. H., & Davelaar, E. J. (2025). Neurofeedback, biofeedback, and basic learning theory: Revisiting the 2011 conceptual framework. Applied Psychophysiology and Biofeedback. https://doi.org/10.1007/s10484-025-09756-4