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Article de méthode

Obtention de signaux liés à la stimulation somatosensorielle à partir d’étirements cutanés orofaciaux

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8 juillet 2025

Dans cet article

Résumé

Source : Ito, T. et al., Potentiels liés aux événements somatosensoriels de la stimulation par étirement de la peau orofaciale. J. Vis. Exp. (2015)

Cette vidéo démontre l’enregistrement de signaux liés à la stimulation somatosensorielle par étirement orofacial de la peau à l’aide d’un capuchon d’électroencéphalographie (EEG) équipé d’électrodes pour surveiller l’activité cérébrale et d’un dispositif robotique qui produit l’étirement de la peau.

Protocole

Toutes les procédures impliquant des participants humains ont été effectuées conformément aux directives institutionnelles, nationales et internationales en matière de bien-être humain et ont été examinées par le comité d’examen institutionnel local.

1. Préparation de l’électroenchéphalopaghogie (EEG)

  1. Mesurez la taille de la tête pour déterminer le capuchon EEG approprié.
  2. Identifiez l’emplacement du sommet en trouvant le point médian entre la nasion et l’inion à l’aide d’un ruban à mesurer.
  3. Placez le capuchon EEG sur la tête à l’aide du sommet prédéterminé comme Cz. Examinez à nouveau la région centrale de la ligne médiane de la tête (Cz) après avoir placé le capuchon à l’aide d’un ruban à mesurer comme fait en 1.2. Notez que le capuchon EEG est équipé de porte-électrodes et que le placement des 64 électrodes (ou supports) est basé sur un système 10-20 modifié avec un système de coordonnées pré-spécifié basé sur Cz.
    note: Cette application représentative utilise une configuration à 64 électrodes pour évaluer les changements de distribution du cuir chevelu et pour l’analyse des sources. Pour les applications plus simples (variations potentielles d’amplitude et de latence liées à des événements), il est possible d’utiliser moins d’électrodes. Il y a deux électrodes supplémentaires pour la terre dans le système EEG utilisé ici. Ces porte-électrodes sont également inclus dans le capuchon.
  4. Appliquez du gel d’électrode dans les porte-électrodes à l’aide d’une seringue jetable.
  5. Fixez les électrodes EEG (y compris les électrodes de terre) dans les supports d’électrodes correspondant aux étiquettes des électrodes et aux supports d’électrodes sur le capuchon de l’électrode.
  6. Nettoyez la surface de la peau avec des tampons imbibés d’alcool.
    note: Pour les électrodes de détection du mouvement de l’œil (électro-oculographie), les emplacements de la peau sont au-dessus et au-dessous de l’œil droit (mouvement vertical de l’œil) et latéralement au canthus externe des deux yeux (mouvement horizontal de l’œil) ; Pour la stimulation somatosensorielle, la peau latérale à l’angle buccal est nettoyée.
  7. Remplissez les quatre électrodes d’électro-oculographie avec le gel d’électrode et fixez les électrodes avec du ruban adhésif double face aux sites indiqués en 1.6.
  8. Fixez tous les câbles d’électrode à l’aide d’une bande velcro. Si nécessaire, collez les câbles sur le corps du participant ou à d'autres endroits qui n'introduisent aucun bruit électrique ou mécanique supplémentaire.
  9. Positionnez le participant devant le moniteur et le robot pour la stimulation somatosensorielle. Fixez à nouveau tous les câbles d’électrodes comme en 1.8.
  10. Connectez les électrodes EEG et d’électro-oculographie (y compris les électrodes de terre) dans les connecteurs appropriés (étiquette et forme de connecteur correspondantes) sur le boîtier d’amplification du système EEG.
  11. Vérifiez que les signaux EEG sont exempts d’artefacts et que la valeur de décalage se situe dans une plage acceptable (<50 μV ou moins). Si des signaux bruyants ou des décalages importants qui indiquent généralement une impédance élevée sont trouvés, corrigez ces signaux d’électrode en ajoutant du gel EEG supplémentaire et/ou en repositionnant les cheveux qui se trouvent directement sous l’électrode.
  12. Insérez les écouteurs compatibles EEG et vérifiez que le niveau sonore se situe dans une plage confortable en fonction du rapport du sujet.

2. Stimulation somatosensorielle

REMARQUE : Le protocole actuel applique un étirement de la peau du visage à des fins de stimulation somatosensorielle. Le dispositif expérimental avec le système EEG est représenté à la figure 1. Les détails du dispositif de stimulation somatosensorielle ont été décrits dans les études précédentes. Brièvement, deux petites languettes en plastique (2 cm de large et 3 cm de hauteur) sont fixées avec du ruban adhésif double face sur la peau du visage. Les languettes sont reliées au dispositif robotique à l’aide d’une ficelle. Le robot génère des charges systématiques d’étirement de la peau selon des plans expérimentaux. Le protocole de configuration pour l’enregistrement de l’ERP est le suivant :

  1. Placez la tête du participant dans l'appui-tête afin de minimiser les mouvements de la tête pendant la stimulation. Retirez soigneusement les câbles d'électrodes entre la tête et l'appui-tête du participant.
  2. Demandez au participant de tenir l’interrupteur de sécurité du robot.
  3. Fixez des languettes en plastique à l’endroit cible de la peau à l’aide de ruban adhésif double face pour la stimulation somatosensorielle. Pour des résultats représentatifs, dans lesquels la cible est la peau latérale à l’angle buccal, placez le centre des languettes sur le modiolus, à quelques mm latéralement de l’angle buccal avec le centre des languettes à peu près à la même hauteur que l’angle buccal.
  4. Ajustez la configuration de la corde, des supports de cordes et du robot afin d’éviter les électrodes et les câbles EEG.
  5. Appliquez quelques étirements de la peau du visage (sinusoïde d’un cycle à 3 Hz avec une force maximale de 4 N) pour vérifier la présence d’artefacts dus à la stimulation (généralement observés comme une amplitude relativement grande et une fréquence plus basse par rapport à la réponse électrophysiologique). Si des artefacts sont observés dans les signaux EEG, revenez à 2.4.

3. Enregistrement ERP

  1. Expliquez la tâche expérimentale au sujet et proposez des essais pratiques (un bloc = 10 essais ou moins) pour confirmer si le sujet comprend clairement la tâche.
    note: La tâche expérimentale et la présentation du stimulus pour l’enregistrement ERP sont préprogrammées dans le logiciel pour la présentation du stimulus.
    1. Dans le test représentatif avec stimulation somatosensorielle et auditive combinée, appliquez la stimulation somatosensorielle associée à la déformation de la peau sur l’angle latéral à l’angle buccal. Le modèle d’étirement est une sinusoïde à un cycle (3 Hz) avec une force maximale de 4 N. Un seul énoncé de parole synthétisé qui se trouve à mi-chemin d’un continuum sonore en 10 étapes entre « tête » et « had » est utilisé pour la stimulation auditive.
    2. Présentez les deux stimulations séparément ou en combinaison. Dans la stimulation combinée, testez trois synchronisations d’apparition (90 ms d’avance et de décalage, et simultanées dans les phases somatosensorielles et auditives : voir Figure 2A).
    3. Randomiser la présentation de cinq stimulations (somatosensorielle seule, auditive seule et trois combinées : lead, simult. et lag). Variez l’intervalle entre les essais entre 1 000 et 2 000 ms afin d’éviter l’anticipation et l’accoutumance. La tâche expérimentale consiste à identifier si le son de la parole présenté, c'est-à-dire le son qui est acoustiquement intermédiaire entre « tête » et « avait », était « tête » en appuyant sur une touche d'un clavier. Dans la condition somatosensorielle seule, dans laquelle il n’y a pas de stimulation auditive, les participants sont invités à répondre non pas « tête ».
    4. Enregistrez les jugements des participants et le temps de réaction entre le début du stimulus et l’appui sur la touche à l’aide du logiciel de présentation du stimulus. Demandez au participant de regarder un point de fixation sur l’écran d’affichage afin de réduire les artefacts dus aux mouvements oculaires.
    5. Retirez le point de fixation toutes les 10 stimulations pour une courte pause.
  2. Démarrez le logiciel d’enregistrement ERP à 512 Hz, qui enregistre également l’heure de début de la stimulation dans la chronologie des données ERP. Notez que les horodatages de la stimulation, qui comprennent également les informations sur le type de stimulation, sont envoyés pour chaque stimulus à partir du logiciel de présentation du stimulus. Les deux programmes (pour l’enregistrement ERP et pour la présentation du stimulus) fonctionnent sur deux PC séparés qui sont connectés via un port parallèle.

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Résultats

figure-results-1
Graphique 1. Dispositif expérimental.

figure-results-2
Graphique 2. Les potentiels liés à l’événement reflètent une interaction somatosensorielle-auditive dans le contexte de la perception de la parole. (A) schéma temporel des stimulation...

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Déclarations de divulgation

Aucun conflit d’intérêts n’a été déclaré.

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Système d’enregistrement EEGBiosemiActiveTwo
Décice robotique pour l’étirement de la peauGéomagiePhantom Premium 1.0
Écouteurs compatibles EEGRecherche étymotiqueER3A
Logiciel de stimulation visuelle et auditiveSystèmes neurocomportementauxprésentation
Gel d’électrodeLaboratoires Parker, INCGel Signa
Ruban adhésif double face3m1522
Seringue jetableMonoject412 Pointe incurvée
Périphérique d’entrée analogiqueInstitutions nationalesLa norme PCI-6036E
Dispositif de sortie dégitaleCalcul de mesureUSB-1208FS

Étiquettes

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