L’EMG (électromyographie) permet d’enregistrer l’activité musculaire. Ce procédé repose sur le principe simple selon lequel, chaque fois qu’un muscle se contracte, il génère une impulsion électrique qui se propage à travers les tissus et les os adjacents et peut être captée à la surface de la peau à proximité.
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Comment les muscles bougent-ils ?
Le processus commence bien sûr dans le cerveau. Le déclenchement des mouvements musculaires prend naissance dans le cortex moteur, où l’activité neuronale (une série de potentiels d’action) envoie un signal à la moelle épinière, et où les informations relatives au mouvement sont transmises au muscle concerné par l’intermédiaire des motoneurones [1]. Ce processus commence par les motoneurones supérieurs, qui acheminent le signal vers les motoneurones inférieurs.
Les motoneurones inférieurs sont les véritables instigateurs du mouvement musculaire, car ils innervent directement le muscle au niveau de la jonction neuromusculaire. Cette innervation provoque la libération d’ions calcium au sein du muscle, ce qui entraîne finalement une modification mécanique de la tension musculaire [1, 2]. Ce processus impliquant une dépolarisation (une modification du gradient électrochimique), la différence de courant peut être détectée par l’EMG.
Comment fonctionne l’EMG ?
L’activité EMG (mesurée en microvolts) est proportionnelle à l’intensité de la contraction musculaire ainsi qu’au nombre de muscles contractés ; en d’autres termes, plus la contraction musculaire est forte et plus le nombre de muscles activés est élevé, plus l’amplitude de la tension enregistrée sera importante.
Étant donné que l’activité EMG est mesurable même lorsque nous n’effectuons pas d’actions manifestes ou que nous inhibons certains comportements, les enregistrements EMG constituent une source d’informations supplémentaire sur les processus cognitifs et comportementaux qui resteraient cachés si l’on se basait uniquement sur l’observation.
Des travaux antérieurs indiquent un lien étroit entre l’EMG musculaire et l’EEG du cortex moteur, comme en témoignent les corrélations significatives observées au niveau de certaines caractéristiques du signal, telles que la puissance et la phase dans la bande bêta (12–25 Hz) [3, 4, 5]. Cela souligne l’intérêt des enregistrements EMG pour l’étude de l’interaction entre les systèmes corticaux et moteurs.
Si l’EMG est manifestement utile pour comprendre les mouvements du corps, l’utilisation de l’eEMG (électromyographie faciale, qui consiste à enregistrer les signaux EMG provenant des muscles du visage) peut également fournir des informations sur les expressions faciales.
Qu’est-ce que l’électromyographie faciale (fEMG) ?
L’atout majeur de la fEMG par rapport à l’analyse automatisée ou manuelle des expressions faciales (qui repose sur l’analyse d’enregistrements vidéo) réside dans sa sensibilité à la détection des signaux. Bien que plus difficile à mettre en place que les enregistrements vidéo, elle fournit des données plus fiables. Elle permet même de détecter l’activité musculaire invisible du visage, fournissant ainsi des informations sur les expressions refoulées ou celles qui, autrement, ne franchiraient pas le seuil d’activité visible.
Cette sensibilité est essentielle pour comprendre les expressions faciales cachées (intentionnellement ou non) qui peuvent être liées à un état émotionnel interne [6, 7], offrant ainsi un aperçu des sentiments implicites d’une personne.
Ce processus peut être encore plus efficace s’il est complété par d’autres mesures du comportement humain, telles que l’oculométrie ou la réponse galvanique de la peau (GSR), qui permettent de déterminer où le regard d’une personne se porte, son niveau d’excitation émotionnelle, ainsi que la nature de ces émotions.
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Comment se lancer avec les capteurs EMG
- Utilisez des électrodes de surface
- L'EMG de surface est une technologie totalement non invasive qui permet de placer facilement des électrodes EMG sur la peau à l'aide d'autocollants.
- Ces électrodes étant non invasives, l'EMG constitue une méthode idéale pour surveiller les processus physiologiques sans perturber les routines et les schémas de mouvement habituels.
- Afin d'obtenir des données de grande qualité, veillez à toujours nettoyer les sites d'enregistrement et à démaquiller la peau à l'aide de lingettes imprégnées d'alcool.
- Placez les électrodes EMG sur les groupes musculaires concernés
- Il faut certes disposer d'un certain niveau de connaissances en anatomie. Ce n'est qu'en connaissant les groupes musculaires sollicités lors d'un mouvement précis que vous pourrez obtenir des signaux valides et fiables.
- Les enregistrements EMG faciaux, par exemple, sont compliqués par le fait que le visage compte 43 muscles. La plupart d’entre eux sont contrôlés par le septième nerf crânien (le « nerf facial »), qui part du cortex cérébral pour se diviser en cinq branches principales (temporale, zygomatique, buccale, mandibulaire et cervicale).
- Chaque branche innerve les muscles de différentes zones du visage, ce qui permet d'effectuer des mouvements et des grimaces complexes.
- Choisissez un site de référence adapté
- Les données EMG sont enregistrées sous forme de différence de tension entre le site d'enregistrement et le site de référence ; par conséquent, le choix d'un site de référence approprié est tout aussi important que celui du site d'enregistrement proprement dit.
- Nous recommandons de placer les canaux de référence EMG sur des parties osseuses du corps telles que le coude, la hanche ou les clavicules.
- Utilisez des câbles d'électrodes courts
- Afin de réduire au minimum les interférences électriques provenant des sources d'alimentation environnantes, veillez à ce que les câbles reliant les électrodes d'enregistrement à l'amplificateur ou à l'appareil d'enregistrement soient aussi courts que possible.
Pour en savoir plus sur la manière de mettre en place l’expérience idéale, téléchargez notre guide complet ci-dessous.
Références
[1] Winter DA. (1984). Biomécanique du mouvement humain et ses applications à l’étude de la locomotion humaine. Crit Rev Biomed Eng. 9:287–314.
[2] Picard N, Strick PL. (1996) Les zones motrices de la paroi médiale : une revue de leur localisation et de leur activation fonctionnelle. Cereb. Cortex. 6:342–353. doi: 10.1093/cercor/6.3.342.
[3] Hashimoto Y., Ushiba J., Kimura A., Liu M. & Tomita Y. (2010). Corrélation entre la cohérence EEG-EMG lors d’une contraction isométrique et son exécution imaginaire. Acta Neurobiol. Exp. 70, 76–85.
[4] Churchland MM, Cunningham JP, Kaufman MT, Ryu SI, Shenoy KV. (2010). Activité préparatoire corticale : représentation du mouvement ou premier rouage d’une machine dynamique ? Neuron 68 : 387–400.
[5] Churchland MM, Santhanam G, Shenoy KV. (2006). L’activité préparatoire dans le cortex prémoteur et moteur reflète la vitesse du mouvement de préhension à venir. J Neurophysiol 96 : 3130–3146.
[6] Y. G. Yang et S. Yang, (2011). Étude sur la reconnaissance des émotions à partir de l’électromyographie de surface et d’une machine à vecteurs de support améliorée par la méthode des moindres carrés, Journal of Computers, vol. 6, n° 8, p. 1707-1714.
[7] Tan, J.W., Walter, S., Scheck, A., Hrabal, D., Hoffmann, H., Kessler, H. & Traue, H. (2011). Activités électromyographiques faciales (EMG) en réponse à une stimulation visuelle affective. Dans Affective Computational Intelligence (WACI), atelier IEEE 2011, 1–5.[/fusion_builder_column][/fusion_builder_row][/fusion_builder_container]