Effets de la Stimulation transcrânienne courant alternatif sur le Cortex moteur primaire par en ligne approche combinée avec la Stimulation magnétique transcrânienne
Summary
La Stimulation transcrânienne courant alternatif (TAC) permet la modulation de l’excitabilité corticale dans un mode de fréquence spécifique. Nous montrons ici une approche unique qui combine TAC en ligne avec la seule impulsion de Stimulation magnétique transcrânienne (TMS) afin de « sonder » excitabilité corticale au moyen du moteur des potentiels évoqués.
Abstract
La Stimulation transcrânienne courant alternatif (TAC) est une technique de neuromodulatrices capable d’agir par l’intermédiaire de signaux électriques sinusoïdales dans une fréquence spécifique et à son tour modulent l’activité corticale oscillatoire en cours. Cette neurotool permet la mise en place d’un lien de causalité entre l’activité oscillatoire endogène et de comportement. La plupart des études TAC ont montré des effets en ligne des TAC. Cependant, on connaît les mécanismes d’action sous-jacente de cette technique en raison des artefacts sur les signaux de l’électroencéphalographie (EEG) induite par l’AC. Nous montrons ici une approche unique pour étudier les effets physiologiques en ligne de fréquence spécifique des TAC du cortex moteur primaire (M1) en utilisant la seule impulsion de Stimulation magnétique transcrânienne (TMS) pour détecter les modifications de l’excitabilité corticale. Dans notre configuration, la bobine TMS est placée sur l’électrode de TAC en moteur potentiels évoqués (les députés) sont recueillis pour tester les effets de la M1-TAC en cours. Jusqu’ici, cette approche a principalement été utilisée pour étudier des systèmes visuels et moteurs. Toutefois, la configuration actuelle de TAC-TMS peut ouvrir la voie à de nouvelles études des fonctions cognitives. Par conséquent, nous fournissons un guide étape par étape et vidéo lignes directrices pour la procédure.
Introduction
La Stimulation transcrânienne électrique (tES) est une technique de neuromodulatrices qui permet la modification des États neurones à travers différentes formes d’ondes en cours1. Parmi les différents types de tES, transcrânienne Stimulation de courant alternatif (TAC) permet la livraison de sinusoïdales potentiels oscillatoires externes dans une gamme de fréquences spécifiques et la modulation de l’activité neurale physiologique sous-jacentes perceptuelle, 2de processus moteurs et cognitifs. À l’aide de TAC, il est possible d’enquêter sur d’éventuels liens de causalité entre l’activité oscillatoire endogène et processus cérébraux.
In vivo, il a été démontré que l’activité neurale de fortification est synchronisé à des fréquences différentes de conduite, suggérant que tir neuronale peut être entraîné par champs électriques appliqués3. Dans des modèles animaux, TAC sinusoïdale faible entraîne la fréquence déchargée du pool neuronale corticale généralisée4. Chez l’homme, TAC combiné avec en ligne l’électroencéphalographie (EEG) permet l’induction de l’effet dit de « Entraînement » sur l’activité oscillatoire endogène en interagissant avec les oscillations de cerveau dans une manière spécifique fréquence5. Cependant, combinant TAC avec des méthodes de neuro-imagerie pour une meilleure compréhension des mécanismes en ligne est toujours sujette à caution en raison des artefacts induite par l’AC6. En outre, il n’est pas possible d’enregistrer directement le signal EEG sur la zone stimulée cible sans utiliser une électrode annulaires qui est une solution douteuse7. Ainsi, il y a un manque d’études systématiques sur ce sujet.
Jusqu’à présent, il n’y a aucune preuve claire sur les effets durables des TAC après l’arrêt de la stimulation. Seules quelques études ont montré des séquelles faibles et incertaine des TAC sur le système moteur8. Preuve de l’EEG est d’ailleurs toujours pas clair sur les séquelles du TAC9. En revanche, la plupart des études de TAC a montré des effets en ligne10,11,12,13,14,15,16 , 17 , 18, qui sont difficiles à mesurer au niveau physiologique, en raison de contraintes techniques. Ainsi, l’objectif global de notre méthode est de fournir une autre approche pour tester les effets en ligne et dépendant de la fréquence des TAC sur le cortex moteur (M1) en livrant la seule impulsion de Stimulation magnétique transcrânienne (TMS). TMS permet aux chercheurs de « sonder » l’état physiologique du cortex moteur humain19. Par ailleurs, en enregistrant les potentiels évoqués-moteur (MEP) sur main controlatérale du sujet, nous puissions enquêter sur les effets de la TAC en cours11. Cette approche nous permet avec précision surveiller les changements excitabilité corticospinaux en mesurant l’amplitude MEP durant une stimulation électrique en ligne envoyée à des fréquences différentes d’une manière sans artefact. En outre, cette approche peut également tester les effets en ligne de toute autre forme d’onde de tES.
Afin de démontrer les effets combinés des TAC-TMS, nous montrerons le protocole en appliquant une stimulation à 20 Hz AC sur le cortex moteur primaire (M1) tout en neuronavigated en ligne seule impulsion TMS est livré entrecoupée par des intervalles aléatoires de 3 à 5 s pour tester M1 excitabilité corticale.
Protocol
Representative Results
Discussion
Cette approche représente une occasion unique de tester directement en ligne effets des TAC du cortex moteur primaire en mesurant corticospinaux sortie par les députés d’enregistrement. Toutefois, la mise en place de la bobine TMS sur l’électrode de TAC représente une étape essentielle qui doit être effectuée avec précision. Par conséquent, nous suggérons d’abord expérimentateurs trouver un point cible par simple impulsion TMS, puis marquent sur le cuir chevelu et, seulement après cela, placer l’éle…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Cette étude a été financée par la Fondation de la Science russe accorde (numéro de contrat : 17-11-01273). Merci à Andrey Afanasov et ses collègues du Centre multifonctionnel d’Innovation télévision Technics (Université nationale de la recherche, école supérieure d’économie, Moscou, Russie) pour l’enregistrement vidéo et montage vidéo.
Materials
| BrainStim, high-resolution transcranial stimulator | E.M.S., Bologna, Italy | EMS-BRAINSTIM | |
| Pair of 1,5m cables for connection of conductive silicone electrodes | E.M.S., Bologna, Italy | EMS-CVBS15 | |
| Reusable conductive silicone electrodes 50x50mm | E.M.S., Bologna, Italy | FIA-PG970/2 | |
| Reusable spontex sponge for electrode 50x100mm | E.M.S., Bologna, Italy | FIA-PG916S | |
| Rubber belts – 75 cm | E.M.S., Bologna, Italy | FIA-ER-PG905/8 | |
| Plastic non traumatic button | E.M.S., Bologna, Italy | FIA-PG905/99 | |
| Brainstim | E.M.S., Bologna, Italy | ||
| MagPro X100 MagOption – transcranial magnetic stimulator | MagVenture, Farum, Denmark | 9016E0731 | |
| 8-shaped coil MC-B65-HO-2 | MagVenture, Farum, Denmark | 9016E0462 | |
| Chair with neckrest | MagVenture, Farum, Denmark | 9016B0081 | |
| Localite TMS Navigator – Navigation platform, Premium edition | Localite, GmbH, Germany | 21223 | |
| Localite TMS Navigator – MR-based software, import data for morphological MRI (DICOM, NifTi) | Localite, GmbH, Germany | 10226 | |
| MagVenture 24.8 coil tracker, Geom 1 | Localite, GmbH, Germany | 5221 | |
| Electrode wires for surface EMG | EBNeuro, Italy | 6515 | |
| Surface Electrodes for EEG/EMG | EBNeuro, Italy | 6515 | |
| BrainAmp ExG amplifier – bipolar amplifier | Brain Products, GmbH, Germany | ||
| BrainVision Recorder 1.21.0004 | Brain Products, GmbH, Germany | ||
| Nuprep Skin Prep Gel | Weaver and Company, USA | ||
| Syringes | |||
| Sticky tape | |||
| NaCl solution |
References
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