L’histoire du QEEG : des premières ondes à la cartographie cérébrale

Introduction

Le QEEG (Quantitative EEG) est l’analyse mathématique de l’EEG : il transforme les signaux bruts en cartes et indices quantitatifs (puissance, connectivité, asymétries) pour comparer un profil cérébral à des bases normatives et guider l’évaluation clinique. Son histoire commence avec l’invention de l’EEG au début du XXe siècle, puis suit l’essor de l’informatique et des méthodes statistiques dans les années 1980-1990, jusqu’aux techniques de localisation actuelles (LORETA/sLORETA).

Aux origines : l’EEG de Hans Berger (1920–1930)

En 1924, le psychiatre allemand Hans Berger enregistre pour la première fois l’activité électrique du cerveau humain via des électrodes de scalp ; il publie ses travaux en 1929 et décrit notamment le rythme alpha. Cette découverte fonde la neurophysiologie clinique moderne.

Des années 1960 à 1980 : le terrain devient quantitatif

• Standardisation EEG & intérêt pour les fréquences. Avec l’amélioration des amplificateurs et des méthodes d’analyse fréquentielle, l’EEG n’est plus seulement descriptif : on commence à quantifier la puissance spectrale des bandes de fréquences (delta à gamma) et à explorer la cohérence entre régions. Cette bascule prépare le QEEG.

• En parallèle, la recherche sur le neurofeedback (Kamiya, Sterman, Lubar) affine l’attention portée aux rythmes EEG (alpha, SMR 12–15 Hz, rapports thêta/bêta), ce qui nourrira plus tard des usages cliniques combinant QEEG et entraînement.

1980–1990 : l’arrivée de l’informatique et la naissance du QEEG moderne

L’augmentation de la puissance de calcul et de l’EEG numérique permet d’appliquer transformées de Fourier, statistiques et visualisations cartographiques aux données EEG. Le QEEG se définit alors comme le traitement mathématique de l’EEG digitalisé pour mettre en évidence des composantes, transformer le signal et associer des résultats numériques comparables (ex. aux bases normatives par âge). Les premiers atlas/banques normatives structurent la comparaison patient-norme.

1990–2000 : cartographie normative, connectivité et diffusion clinique

Les logiciels cliniques rendent accessibles :

• Cartes de puissance par bande (yeux ouverts/fermés),

• Mesures de connectivité (cohérence, phase),

• Asymétries et indices z-score par rapport à des bases normatives stratifiées par l’âge.
  Des revues de l’époque renforcent la place du QEEG en pratique (traumatismes crâniens, troubles attentionnels, etc.).

1994–2002 : localisation des sources — LORETA puis sLORETA

Pour dépasser les cartes « 2D » du scalp, Pascual-Marqui et collaborateurs introduisent LORETA (Low-Resolution Electromagnetic Tomography), puis sLORETA (standardized LORETA), qui estiment la distribution volumique des sources corticales à partir de l’EEG. Ces méthodes élargissent l’usage du QEEG vers une imagerie fonctionnelle EEG-basée, complémentaire de l’IRMf et de la TEP.

2000 à aujourd’hui : intégration clinique et raffinement

Le QEEG s’intègre à des parcours d’évaluation mêlant entretien, tests et imagerie, avec :

• des bases normatives enrichies,

• des pipelines de nettoyage d’artefacts plus robustes,

• des tableaux de bord cliniques (indices composites, z-scores),

• l’extension vers des approches réseau-centrées (connectivité fonctionnelle) et des protocoles individualisés en neurotherapies. Des revues récentes marquent aussi le centenaire de l’EEG (1924–2024), rappelant la trajectoire qui mène au QEEG actuel.

Frise chronologique express

• 1924–1929 — Berger enregistre et publie les premiers EEG humains ; description du rythme alpha.

• Années 1960–1970 — Montée des analyses fréquentielles et de la quantification EEG ; en parallèle, travaux fondateurs sur les rythmes (alpha, SMR) dans le champ du neurofeedback.

• Années 1980–1990 — EEG numérique + statistiques ↦ QEEG ; premières banques normatives et diffusion clinique.

• 1994–2002 — LORETA puis sLORETA pour estimer les sources corticales à partir de l’EEG.

• 2000–2024 — Consolidation : normes élargies, connectivité, intégration clinique ; centenaire de l’EEG.

Points à retenir

• Le QEEG est né de la quantification et de la normalisation des signaux EEG grâce au numérique.

• Les techniques de localisation (LORETA/sLORETA) ont étendu le QEEG à une imagerie fonctionnelle EEG-centrée.

• Aujourd’hui, le QEEG s’utilise comme outil d’aide à l’évaluation et au suivi, aux côtés d’autres méthodes cliniques.

FAQ courte

Le QEEG pose-t-il un diagnostic ?
Non. Le QEEG fournit des mesures quantitatives et des comparaisons normatives qui orientent l’évaluation ; le diagnostic relève du clinicien.

Quelle différence entre EEG, QEEG et LORETA ?

• EEG : enregistrement des ondes du cerveau.

• QEEG : analyse mathématique et cartographie des signaux EEG.

• LORETA/sLORETA : estimation des sources corticales 3D à partir de l’EEG.

Pourquoi parle-t-on de “banques normatives” ?
Elles permettent de comparer un enregistrement à des données de référence (âge, conditions) et de calculer des z-scores pour situer un profil par rapport à la norme.

Références

• Berger, H. (1929). Über das Elektrenkephalogramm des Menschen. Archiv für Psychiatrie und Nervenkrankheiten, 87, 527–570. https://doi.org/10.1007/BF01797193.

• Evans, J. R., & Abarbanel, A. (Eds.). (1999). Introduction to Quantitative EEG and Neurofeedback. Academic Press.

• Lubar, J. F. (1991). Discourse on the development of EEG diagnostics and biofeedback for attention-deficit/hyperactivity disorders. Biofeedback and Self-Regulation, 16(3), 201–225. https://doi.org/10.1007/BF01000016.

• Nunez, P. L., & Srinivasan, R. (2006). Electric Fields of the Brain: The Neurophysics of EEG (2nd ed.). Oxford University Press.

• Pascual-Marqui, R. D., Michel, C. M., & Lehmann, D. (1994). Low resolution electromagnetic tomography (LORETA): A new method for localizing electrical activity in the brain. International Journal of Psychophysiology, 18(1), 49–65. https://doi.org/10.1016/0167-8760(94)90014-X.

• Pascual-Marqui, R. D. (2002). Standardized low-resolution brain electromagnetic tomography (sLORETA): Technical details. Methods and Findings in Experimental and Clinical Pharmacology, 24(Suppl D), 5–12.

• Thatcher, R. W., North, D., & Biver, C. (2005). Evaluation and validity of a LORETA normative EEG database. Clinical EEG and Neuroscience, 36(2), 116–122. https://doi.org/10.1177/155005940503600211.

• Rossini, P. M., et al. (2024). 1924–2024: First centennial of EEG. Clinical Neurophysiology. https://doi.org/10.1016/j.clinph.2024.07.013 (référence de synthèse sur le centenaire).

• Mushtaq, F., Welke, D., Gallagher, A., et al. (2024). One hundred years of EEG for brain and behaviour research. Nature Human Behaviour, 8(8), 1437–1443. https://doi.org/10.1038/s41562-024-01941-5.