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Le sommeil est essentiel à la santé du cerveau et à la cognition, et certaines oscillations spécifiques du sommeil jouent des rôles clés de soutien et de restauration. La capacité à moduler ces oscillations du sommeil offre des opportunités uniques d’établir la causalité entre le sommeil, l’activité cérébrale et la cognition. Diverses techniques de neuromodulation ont émergé ces dernières années, la stimulation transcrânienne par courant continu (tDCS) montrant des promesses comme approche non invasive pour moduler l’activité neuronalependant le sommeil 1,2,3,4.
Le tDCS conventionnel applique un courant électrique continu via de grandes électrodes à coussin, généralement de 25 à 35cm2, ce qui entraîne une stimulation relativementdiffuse 5. L’efficacité et la spécificité du tDCS pendant le sommeil dépendent de plusieurs paramètres clés pouvant être manipulés de manière systématique. Le placement des électrodes détermine fondamentalement quelles régions corticales reçoivent la stimulation ; Les configurations bifrontales peuvent soit accentuer les oscillations lentes et les fuseauxde sommeil 6,7, soit réduire le temps total de sommeil8, selon le montage et la polarité. L’intensité actuelle (typiquement 0,2-2,0 mA) présente des effets dépendants de la dose à la fois sur l’ampleur des réponses neurophysiologiques et la tolérabilité desparticipants 9. Les paramètres temporels, y compris la durée totale de la stimulation, la durée de la rampe et la structure du protocole (continu vs. intermittent avec intervalles spécifiques d’interstimulation), déterminent à la fois les effets immédiats et les effets secondaires ; Par exemple, des protocoles intermittents avec des intervalles sans stimulation peuvent améliorer l’excitabilité du cortex moteur tout en réduisant l’adaptation10. De plus, le moment de la stimulation par rapport à l’architecture du sommeil influence les résultats ; par exemple, la stimulation du sommeil de stade 2 (N2) affecte principalement les fuseaux et les oscillations lentes 6,7, tandis que la stimulation du sommeil par mouvements oculaires rapides (REM) influence la conscience de soi pendant lesrêves 11. Cette diversité des résultats issues de telles subtilités dans la sélection des paramètres illustre la sensibilité exquise de l’architecture du sommeil — et des processus connexes tels que la cognition — à la neuromodulation ciblée.
Le tDCS haute définition (HD-tDCS) utilise des électrodes plus petites, comme le montage en anneaux 4 x 1 (environ 0,95 cm² de surface contre 2 à 35 cm² pour les électrodes en caoutchouc conventionnelles), ce qui permet un ciblage plus focalisé des régions cérébrales avec une précision spatiale améliorée — définie comme la capacité de concentrer le courant électrique dans une cible spécifique tout en minimisant la propagation vers les zones adjacentes — comparé aux électrodes en caoutchouc plus grandes utilisées apriori. Le HD-tDCS produit également une distribution du champ électrique plus circonscrite, et le courant généré est en grande partie confiné aux zones corticales directement sous les électrodes13. Cette spécificité spatiale avancée minimise les effets hors cible et ouvre la voie à des corrélations fonctionnelles de haute précision entre les sites de stimulation et les résultatsobservés 14. Cette sélectivité permet de tester plus précisément les hypothèses spécifiques à la région cérébrale tout en réduisant les influences confuses dues à la stimulation non intentionnelle des zones corticalesadjacentes 5,12,13,14,15. La précision focale améliorée et l’exactitude de HD-tDCS permettent des interrogations mécanistes de régions cérébrales spécifiques et de leurs associations avec des aspects distincts de la physiologie et de la cognition du sommeil. L’adaptabilité de la HD-tDCS est amplifiée lorsqu’elle est associée à des enregistrements neurophysiologiques continus, tels que l’électroencéphalographie continue en haute définition (EEG). Ainsi, une plateforme avec un tel potentiel translationnel est capable de faire progresser à la fois la recherche fondamentale en neurosciences et le développement d’interventions cliniques pour le sommeil et les troubles neuropsychiatriques4.
Ce protocole décrit une méthodologie complète pour appliquer le HD-tDCS pendant le sommeil en utilisant une configuration de 4 x 1 anneau tout en enregistrant simultanément l’EEG pour surveiller l’architecture du sommeil et les effets de stimulation. Cette approche est conçue pour être polyvalente, permettant aux chercheurs de personnaliser les paramètres de stimulation pour répondre à diverses questions liées aux neurosciences du sommeil.