Utiliser la stimulation magnétique transcrânienne dans un environnement aux ressources limitées pour établir des relations cerveau-comportement
Summary
Il a été démontré que la stimulation magnétique transcrânienne (SMT) et la SMT basse fréquence (lfTMS) sont des contributeurs majeurs à la littérature sur le cerveau. Nous mettons ici en évidence les méthodes d’étude des corrélats corticaux de l’auto-tromperie à l’aide de TMS.
Abstract
La neuroimagerie est généralement perçue comme une discipline exigeante en ressources. Bien que ce soit le cas dans certaines circonstances, les institutions disposant de ressources limitées ont historiquement contribué de manière significative au domaine des neurosciences, y compris la neuroimagerie. Dans l’étude de l’auto-tromperie, nous avons utilisé avec succès la SMT à impulsion unique pour déterminer les corrélats cérébraux des capacités, y compris la surclamantation et l’auto-amélioration. Même sans l’utilisation de la neuro-navigation, les méthodes fournies ici conduisent à des résultats positifs. Par exemple, il a été découvert que la diminution de la réponse auto-trompeuse entraîne une diminution de l’affect. Ces méthodes fournissent des données fiables et valides, et ces méthodes offrent des possibilités de recherche autrement indisponibles. Grâce à l’utilisation de ces méthodes, la base de connaissances globale dans le domaine des neurosciences est élargie, offrant des possibilités de recherche aux étudiants tels que ceux de notre institution (Montclair State University est un institut au service des Hispaniques) qui se voient souvent refuser de telles expériences de recherche.
Introduction
Il existe un certain nombre de défis à l’étude des corrélats cerveau-comportement dans les établissements de recherche aux ressources limitées (souvent appelés « universités d’enseignement »). Selon les données fournies par la National Science Foundation (NSF), presque toutes les recherches universitaires sont effectuées par un faible pourcentage d’établissements d’enseignement supérieur aux États-Unis. Lorsqu’on examine plus de 4 400 établissements d’enseignement postsecondaire décernant des diplômes, les 115 meilleures universités et instituts effectuent et publient 75 % de toutes les recherches1. Aux États-Unis, il y a 131 universités de recherche 1 (R1: Le plus haut niveau de statut qu’une université peut atteindre en termes de classement de la recherche) qui reçoivent la majeure partie du financement fédéral.
Cette grande disparité de financement limite les options de recherche pour de nombreux chercheurs principaux ainsi que pour les étudiants; par exemple, seulement 1,9 % des universités R1 sont des instituts au service des Hispaniques. De plus, les instituts non R1 sont limités en termes d’espace de recherche, de subventions accordées et de temps disponible pour la recherche, et ces écoles n’ont souvent pas d’affiliation à des facultés de médecine2. Compte tenu de ces obstacles, nous fournissons les méthodes qui ont permis avec succès d’étudier les relations cerveau-comportement dans la tromperie dans un environnement aux ressources limitées. Bien que ces méthodes conviennent à tous les instituts, nous pensons que ceux des universités plus petites / à forte intensité d’enseignement bénéficieront au maximum de ces méthodes.
Notre laboratoire s’est principalement concentré sur les régions du cerveau responsables de l’auto-tromperie et de l’auto-amélioration. L’établissement de la causalité en termes de régions corticales sous-jacentes est réalisable par un certain nombre de techniques, et ces données aident à confirmer les méthodes de neuroimagerie corrélative et les essais expérimentaux sur les patients 3,4,5.
Pour étudier l’auto-tromperie avec des techniques de neuroimagerie causale, un certain nombre de méthodes innovantes ont été utilisées, principalement avec la stimulation magnétique transcrânienne à impulsion unique (TMS) et la TMS répétitive (rTMS6; Figure 1). Bien que la tDCS (stimulation corticale directe transcrânienne) ait été utilisée avec succès7 et puisse être modifiée pour reproduire les méthodes, procédures et résultats présentés ici, la flexibilité de la SMT en fait toujours le choix optimal pour la neuromodulation de l’auto-tromperie. Lors de sa mise en œuvre la plus courante, les chercheurs inhibent, excitent, perturbent ou mesurent l’excitabilité corticale (non couverts ici, mais voir la référence8).
Le cortex préfrontal médian (MPFC) semble être impliqué dans la réponse auto-trompeuse9. Compte tenu du rôle des structures corticales de la ligne médiane (CMS) en termes de conscience de soi en général10, il n’est pas surprenant que l’auto-tromperie soit corrélée à l’activité MPFC. Pour déterminer la causalité en termes de régions frontales, on s’est appuyé sur la SMT pour créer des « lésions virtuelles » tout en mesurant les épisodes d’auto-tromperie11. La mesure de l’auto-tromperie a été réalisée via deux méthodes principales: l’auto-amélioration et la sur-affirmation6.
Nous avons constaté que la perturbation du MPFC conduit à la réduction de l’auto-tromperie 6,8,11,12,13. De plus, nous avons découvert qu’une telle réduction (c.-à-d. l’abaissement de l’auto-tromperie) est liée à une diminution de l’affect d’une personne (c.-à-d. augmentation de l’humeur négative et diminution de l’humeur positive).
Étant donné que la neuronavigation et les IRM individuelles ne sont pas utilisées (en raison des dépenses, la plupart des laboratoires ne disposent pas de ces ressources), on peut s’inquiéter du positionnement et de la précision du ciblage tmS. Nous avons compensé cela en effectuant occasionnellement des procédures fiduciaires dans lesquelles une cible de contraste (par exemple, un comprimé de vitamine E) est placée sur le capuchon et le ou les participants sont ensuite scannés dans une IRM structurelle11,12. Ces méthodes ont confirmé l’exactitude des méthodes décrites ici, et nous ciblons l’aspect médian du MPFC à la frontière de BA 10/9 qui se trouve au-dessus du gyrus frontal médian (0, ~ 40, ~ 30).
De toute évidence, une résolution spatiale plus élevée peut être obtenue à l’aide d’autres méthodes telles que la neuronavigation, mais ces méthodes ne sont pas utilisées sans inconvénients, notamment l’abandon des participants, l’exclusion des participants, la durée accrue des expériences, la formation et le dépistage supplémentaires, les dépenses supplémentaires et souvent plusieurs visites sur place pour les participants. Par conséquent, les méthodes présentées ici offrent une excellente alternative à la neuro-navigation dans de nombreuses circonstances.
Protocol
Representative Results
Discussion
Le protocole (et les variantes de) décrit ici a été utilisé dans plus de 50 études à la Montclair State University. L’ensemble de la configuration peut être créé pour moins de 15 000 $ (US). De plus, nous avons constaté que nos coordonnées correspondent bien aux structures cérébrales sous-jacentes à l’aide de procédures fiduciaires.
Des variantes de cette méthode sont souvent utilisées. Par exemple, les conditions de contrôle peuvent inclure la stimulation de différentes…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
LSAMP (Louis Stokes Alliance for Minority Participation), Wehner et The Crawford Foundation, la Fondation Kessler sont tous remerciés pour leur soutien.
Materials
| Android Samsung Tablet (for MEPs) | Samsung | SM-T500NZSAXAR | |
| Cloth Measuring Tape | GDMINLO | B08TWNCDNS(AMZ) | |
| Figure of 8 Copper TMS Coil | Magstim | 4150-00 | This is the current model |
| Lenovo T490 Laptop | Lenovo | 20RY0002US | |
| Magstim 200 Single Pulse | MagStim | Magstim200/2 | This is the current model |
| Magstim Standard Coil Holder | MagStim | AFC/SS | This is the current model |
| Speedo Swim Caps | Speedo | 751104-100 | |
| Testable.Org Account and Software | Testable | NA | |
| Trigno 2 Lead Sensor (for MEPs) | DelSys | SP-W06-018B | |
| Trigno Base and Plot Software (for MEPs) | DelSys | DS-203-D00 |
References
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