Les fonctions cérébrales peuvent être modulées en appliquant un faible courant électrique par des électrodes de contact au niveau du cuir chevelu. Cette forme de stimulation cérébrale a été baptisée « transcranial Current Stimulation (tCS) » dans les pays anglo-saxons.

La forme la plus étudiée à ce jour est la tDCS (transcranial direct current stimulation) ou stimulation électrique transcranienne à courant continu. L’idée de base est simple : un courant généré par batterie est délivré au cerveau par une électrode positionnée sur le cuir chevelu en regard de la zone sélectionnée (anode, zone excitatrice), une seconde électrode, dite « de retour », ferme le circuit (cathode, zone inhibitrice). De faibles courants et champs électriques (mesurés en Volts par mètre) parcourent ainsi le cerveau, modulant l’activité neuronale.
Les intensités électriques sont de l’ordre de 0,3/5 A/m2, soit des amplitudes de champs électriques autour de 0,2/2 V/m.
La stimulation par tDCS produit des effets à court terme (augmentation/diminution) de l’excitabilité neuronale et des effets à long terme impliquant des modifications synaptiques.

D’autres formes de stimulations transcraniennes existent, telles la tACS (transcranial alternative current stimulation) où le courant n’est plus continu mais alternatif et sinusoïdal, et la tRNS (transcranial random noise stimulation) où le courant varie de façon aléatoire. Ces dernières techniques sont très récentes.

Les tCS ont été utilisées depuis plus de 60 ans pour traiter différentes indications, mais c’est surtout au cours des cinq dernières années que des études cliniques et comportementales ont documenté scientifiquement leurs résultats.
Les domaines les plus établis sont la douleur, la réhabilitation post-AVC, la dépression et l’amélioration de fonctions cognitives, les troubles addictifs semblent également une voie prometteuse.

Après quatre décennies d’utilisation et des milliers de sujets stimulés lors d’études cliniques et expérimentales, aucun effet secondaire sérieux n’a été rapporté : ainsi les protocoles actuellement appliqués apparaissent comme sûrs.

Le courant électrique appliqué est faible et les études chez l’animal indiquent qu’il faudrait des courants des centaines de fois plus intenses pour entraîner des dommages tissulaires cérébraux.
Des effets secondaires sensoriels transitoires (picotements, démangeaisons) sont parfois présents mais restent habituellement faibles.

Les séances doivent être assurées par un professionnel supervisé par un médecin formé à ces techniques.

Une autre forme de neuromodulation peut être le neurofeedback.

L’activité cérébrale peut être appréciée par le recueil de son activité électrique grâce à des électrodes de surface, c’est l’électroencéphalogramme (EEG) mis au point par Berger en 1929. L’EEG présente des motifs rythmiques qui peuvent être associés aux états mentaux et physiologiques, lorsqu’on les étudie selon diverses bandes de fréquence (delta, thêta, alpha, bêta, gamma). Des paramètres physiologiques peuvent être déduits de l’étude de certaines bandes de fréquence sur le tracé EEG d’une électrode (ou d’un groupe d’électrodes) : l’attention, l’impulsivité, la charge de travail mentale, le stress et la relaxation.

Le neurofeedback est un type de biofeedback qui utilise la visualisation de l’EEG en temps réel pour illustrer l’activité cérébrale. Les données EEG sont extraites et représentées (sur un écran p.e.) pour que l’utilisateur suive leur évolution en temps réel. L’objectif du neurofeedback est d’apprendre à réguler soi-même ces motifs EEG par un mécanisme de conditionnement opérant. Les applications médicales peuvent concerner l’autisme, l’anxiété, la dépression, le trouble attentionnel…