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Article de méthode

Un instrument d'acupuncture mécanique pour la stimulation vibratoire reproductible des points d'acupuncture chez le rat

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DOI :

10.3791/72266

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25 août 2026

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1KM Science Research Division, Korea Institute of Oriental Medicine, 2Department of Acupuncture, Moxibustion and Acupoint, College of Korean Medicine, Daegu Haany University, Daegu, 3Department of Physiology, Yonsei University College of Medicine

* These authors contributed equally

Dans cet article

Résumé

Ce protocole décrit une méthode d'acupuncture mécanique standardisée utilisant un dispositif de stimulation vibratoire qui délivre une stimulation par aiguille reproductible au point d'acupuncture HT7 chez le rat. Validée dans un modèle d'activité locomotrice induite par la cocaïne, cette méthode fournit une plateforme quantitative et reproductible pour étudier les mécanismes neurophysiologiques périphériques et centraux sous-jacents aux effets médiés par l'acupuncture.

Résumé

Bien que l'acupuncture manuelle soit largement utilisée dans la recherche expérimentale et clinique, son application est limitée par une faible reproductibilité due à la variabilité liée au praticien dans la manipulation de l'aiguille. Pour surmonter cette limitation, un instrument d'acupuncture mécanique (MAI) a été mis au point afin de délivrer une stimulation vibratoire contrôlée par l'intermédiaire d'une aiguille d'acupuncture insérée, sans recourir à un courant électrique. Cet article présente un protocole standardisé pour appliquer une stimulation par MAI au point d'acupuncture HT7 chez le rat, incluant la préparation de l'animal, la localisation du point d'acupuncture, l'insertion de l'aiguille, la configuration des paramètres de stimulation et l'évaluation comportementale. Des études de validation représentatives ont montré qu'une stimulation par MAI au niveau du point HT7 réduisait l'activité locomotrice induite par la cocaïne et activait préférentiellement les voies des fibres A associées aux mécanorécepteurs. D'autres études ont confirmé l'implication des afférents ulnaires périphériques, de la voie du cordon dorsal et des circuits de récompense mésolimbiques dans la médiation de ces effets. Les résultats représentatifs présentés dans cet article sont fondés sur des études de validation précédemment publiées utilisant la plateforme MAI. Ce protocole fournit une méthode reproductible et quantitative pour étudier les mécanismes neurophysiologiques de la stimulation d'acupuncture dans des modèles animaux expérimentaux.

Introduction

L'acupuncture manuelle est une méthode traditionnelle de stimulation par aiguille qui délivre une entrée mécanique dynamique aux tissus périphériques par manipulation directe de l'aiguille et est largement utilisée dans des contextes cliniques et expérimentaux1,2. Contrairement à l'électroacupuncture (EA), l'acupuncture manuelle génère une stimulation mécanique complexe, incluant la déformation des tissus et l'activation des mécanorécepteurs périphériques, par manipulation physique de l'aiguille insérée2. Ces composantes mécaniques sont considérées comme des facteurs importants des effets physiologiques caractéristiques de l'acupuncture et sont supposées recruter les voies afférentes somatosensorielles différemment de la stimulation électrique3,4.

Malgré son importance physiologique et son utilisation répandue, l'application expérimentale de l'acupuncture manuelle reste limitée par une faible reproductibilité2. Les effets thérapeutiques de l'acupuncture manuelle dépendent largement de facteurs liés à l'opérateur, tels que les techniques de manipulation de l'aiguille, l'intensité, la fréquence et la durée de la stimulation, qui peuvent varier considérablement selon les praticiens et les conditions expérimentales1. Cette variabilité constitue un obstacle majeur pour les études mécanistiques visant à établir des relations de causalité entre la stimulation par acupuncture et les résultats neurophysiologiques.

Pour surmonter ces limitations, l'électroacupuncture (EA) a souvent été adoptée comme méthode alternative, car elle permet un contrôle précis des paramètres de stimulation, tels que la fréquence, l'amplitude et la durée. Toutefois, l'EA introduit une entrée électrique qui peut recruter des voies neuronales différentes de celles activées par la stimulation manuelle5. Par conséquent, il reste difficile d'isoler et d'évaluer la contribution spécifique de la stimulation mécanique, qui constitue un élément fondamental de l'acupuncture manuelle traditionnelle. Ainsi, une méthode reproductible capable de délivrer une stimulation mécanique contrôlée, sans interférences électriques, est nécessaire pour la recherche mécanistique en acupuncture.

Pour pallier cette limitation, un instrument d'acupuncture mécanique (MAI) a été mis au point en 2013 afin de reproduire une stimulation mécanique par vibration tout en permettant un contrôle quantitatif des paramètres de stimulation3,5. Cet appareil délivre une stimulation vibratoire contrôlée directement à une aiguille d'acupuncture insérée, standardisant ainsi l'apport mécanique appliqué aux tissus. Grâce à cette approche, des études antérieures ont montré que l'acupuncture mécanique module les circuits neuronaux somatosensitifs, liés à la récompense et au système autonome, dans divers modèles expérimentaux4,6,7,8. Par exemple, une stimulation mécanique aux points d'acupuncture HT7 a atténué les réponses comportementales induites par la cocaïne et la dépendance à l'alcool par modulation des circuits dopaminergiques mésolimbiques, des voies opioïdes endogènes et des circuits de relais somatosensitif6,7. De plus, une stimulation combinée mécanique et électrique appliquée à des zones neurogènes a supprimé l'hypertension par des mécanismes opioïdes dans les régions centrales du système autonome5. Dans leur ensemble, environ 30 études utilisant cette plateforme ont contribué à la compréhension mécanistique de l'acupuncture dans les troubles liés à la dépendance, la régulation autonome et d'autres conditions expérimentales.

Contrairement aux systèmes généraux de stimulation par vibration uniquement, ce protocole propose un flux de travail intégré pour une acupuncture mécanique, sans électrode, associée à une aiguille et basée sur les vibrations, chez des rats éveillés. Il combine l'assemblage du dispositif, le couplage aiguille-moteur, la standardisation de la profondeur d'insertion, l'étalonnage basé sur un accéléromètre, la localisation des points d'acupuncture et une validation comportementale représentative utilisant une stimulation HT7 dans un modèle de rat présentant une activité locomotrice induite par la cocaïne. Ainsi, cet article fournit un protocole expérimental reproductible pour une stimulation contrôlée par acupuncture mécanique, plutôt que de présenter un nouveau dispositif thérapeutique.

La sortie normalisée et quantitativement contrôlée du MAI pourrait également fournir une plateforme utile pour une intégration future avec des approches analytiques fondées sur les données. Étant donné que les paramètres de stimulation, tels que la fréquence des vibrations, l'accélération, la profondeur d'insertion et la durée de la stimulation, peuvent être précisément définis et reproduits, ces variables pourraient servir d'entrées structurées pour la modélisation computationnelle. Des études récentes ont montré que les approches d'apprentissage automatique, d'apprentissage profond et d'apprentissage par transfert peuvent améliorer l'extraction de caractéristiques, la classification des signaux, la reconnaissance de motifs et l'optimisation dans les images biomédicales complexes et les ensembles de données de signaux basés sur les vibrations9,10,11,12. Des approches similaires pourraient potentiellement être appliquées à la recherche en acupuncture basée sur le MAI en intégrant les paramètres de stimulation avec des données comportementales, neurophysiologiques et relatives aux vibrations afin de soutenir l'analyse des signaux, la classification comportementale, l'optimisation des paramètres de stimulation et la prédiction des réponses liées à l'acupuncture. Ainsi, des études futures combinant la stimulation basée sur le MAI avec des méthodologies d'apprentissage automatique pourraient améliorer davantage la précision, la reproductibilité et l'interprétation mécanistique de la recherche en acupuncture.

Il est important de noter que les données de validation représentatives présentées dans cet article sont reproduites, adaptées ou résumées à partir d'études précédemment publiées utilisant la plateforme MAI. L'objectif principal de cet article n'est pas de rapporter de nouvelles découvertes expérimentales, mais plutôt de fournir un protocole détaillé, étape par étape, pour l'application reproductible d'une stimulation standardisée d'acupuncture mécanique chez des modèles animaux expérimentaux.

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Protocole

Tous les protocoles animaux décrits dans cet article ont été approuvés par les comités institutionnels de soins aux animaux et d'utilisation (IACUC) de l'Université Daegu Haany (DHU2012-008, DHU2022-12) et de la Faculté de médecine de l'Université Yonsei (# 2023-0006), et ont été réalisés conformément au guide des National Institutes of Health pour le soin et l'utilisation des animaux de laboratoire.

1. Préparation de l'instrument d'acupuncture mécanique

  1. Assembler l'instrument d'acupuncture mécanique (MAI) (Figure 1).
    1. Préparer un instrument d'acupuncture mécanique (MAI) composé d'une unité de commande sur mesure et d'un vibreur mécanique relié à une aiguille d'acupuncture (Figure 1D). Utiliser l'unité de commande pour régler l'intensité de la stimulation, la fréquence de vibration et la durée de stimulation3,4,13.
    2. Utiliser une aiguille d'acupuncture stérile de diamètre 0,10 mm, d'une tige de 10 mm et d'un manche de 10 mm. Fixer un bouchon en caoutchouc sur la tige de l'aiguille à une distance de 3 mm de la pointe afin de standardiser la profondeur d'insertion.
    3. Fixer le moteur vibrant à l'aiguille d'acupuncture à l'aide d'un connecteur stable de type pince. Vérifier que l'aiguille ne glisse pas pendant la vibration et que le bouchon reste fixe durant la stimulation.
  2. Configurer les paramètres de stimulation.
    1. Régler la condition de stimulation sur une vibration continue à 85 Hz et 1,3 m/s2 pendant 20 s, ce qui génère des formes d'onde d'accélération stables durant la stimulation (Figure 1E).
      ​REMARQUE : Des expériences de validation antérieures13 ont montré que l'acupuncture manuelle produisait des fréquences de vibration d'environ 70–90 Hz et des valeurs d'accélération moyennes d'environ 1,3 m/s2 (Figure 1A,B). Sur la base de ces mesures, le MAI a été configuré pour délivrer une stimulation vibratoire à 85 Hz et 1,3 m/s2, ce qui se rapproche étroitement des caractéristiques mécaniques de l'acupuncture manuelle tout en offrant une sortie stable et reproductible. La durée de stimulation de 20 s a été adoptée à partir d'études antérieures publiées sur l'optimisation des paramètres13 dans un modèle de rat présentant une activité locomotrice induite par la cocaïne, dans lesquelles différentes durées de stimulation et intensités d'accélération ont été comparées afin d'identifier une condition de stimulation efficace et bien tolérée. Dans ce protocole, le terme « fréquence » désigne la composante de fréquence dominante de la vibration de la pointe de l'aiguille mesurée à partir du signal de l'accéléromètre. Cette valeur reflète la vibration transmise à la pointe de l'aiguille lors de la manipulation manuelle par flicking du manche, et non le rythme plus lent des mouvements répétés de la main de l'opérateur.
    2. Appliquer la condition 85 Hz, 1,3 m/s2 pour générer un motif de vibration stable et reproductible comparable à la manipulation manuelle de l'aiguille (Figure 1E).
  3. Valider la sortie vibratoire.
    1. Pour valider la stabilité de la sortie vibratoire, fixer fermement la pointe de l'aiguille à l'accéléromètre de manière à ce que la vibration mécanique du moteur soit transmise directement de l'aiguille au capteur.
    2. Enregistrer le signal d'accélération pendant la période de stimulation à l'aide d'un système d'acquisition de données et analyser le signal avec LabVIEW ou un logiciel équivalent.
    3. Définir la valeur d'accélération comme étant l'accélération stable de la pointe de l'aiguille mesurée durant la phase de plateau de la stimulation, après la réponse transitoire initiale, et calculer la fréquence de vibration dominante à partir du signal d'accélération.
    4. Effectuer un étalonnage avant chaque session expérimentale et chaque fois que le moteur, le connecteur, l'aiguille ou le couplage aiguille-moteur est remplacé ou ajusté.
    5. Procéder aux expériences sur les animaux uniquement lorsque la fréquence dominante mesurée et l'accélération restent stables durant la phase de plateau et se situent dans une plage acceptable par rapport aux paramètres cibles de stimulation, tels qu'environ ±10 % de 85 Hz et 1,3 m/s2.
      REMARQUE : Des tracés représentatifs d'accélération obtenus lors d'une acupuncture manuelle et d'une stimulation par MAI sont présentés dans les Figure 1B,E.

2. Préparation des animaux et modèle d'activité locomotrice induite par la cocaïne

  1. Préparer les animaux expérimentaux.
    1. Utiliser des rats mâles Sprague-Dawley pesant entre 270 et 320 g pour les expériences d'activité locomotrice induite par la cocaïne3,4,5. Garder les animaux dans un cycle lumière/obscurité de 12 heures avec un accès libre à la nourriture et à l'eau.
    2. Attribuer 6 à 8 animaux à chaque groupe expérimental, sauf indication contraire.
  2. Habituer les animaux.
    1. Habituer chaque rat aux procédures expérimentales un jour avant les tests. Effectuer une manipulation douce et une simulation d'acupuncture sans insertion d'aiguille pendant 2 à 3 minutes.
    2. Placer les animaux dans la chambre d'activité locomotrice pendant 90 minutes afin de réduire les réponses comportementales liées au stress durant les procédures de stimulation éveillée.
    3. Avant l'expérience d'acupuncture, habituer les rats quotidiennement à être saisis et légèrement immobilisés manuellement pendant une durée identique à celle de la procédure d'acupuncture prévue.
    4. Pendant la stimulation, maintenir doucement l'animal à la main pour stabiliser le corps et les membres antérieurs sans exercer une pression excessive. Immobiliser légèrement de la même manière et pendant la même durée les animaux témoins non soumis à l'acupuncture, mais sans insertion d'aiguille, afin de contrôler les effets généraux liés au stress d'immobilisation.
      NOTE : Les opérateurs doivent être formés pour effectuer de manière constante l'immobilisation, l'insertion des aiguilles et la stimulation.
    5. Si des résistances persistantes, des vocalisations, des tentatives de fuite ou d'autres réactions de stress excessives sont observées, interrompre la procédure et prévoir une habituation supplémentaire avant les tests.
      NOTE : Toutes les procédures de stimulation par acupuncture doivent être réalisées sur des animaux éveillés soumis à une légère contention manuelle.

3. Localisation des points d'acupuncture

  1. Localiser les points d'acupuncture HT7 et LI5.
    1. Localiser les points d'acupuncture en utilisant la méthode transpositionnelle, selon laquelle l'emplacement du point d'acupuncture humain est reporté sur le site anatomique correspondant chez l'animal.
    2. Identifier HT7 (Shenmen) au niveau du pli transversal du poignet de la patte antérieure, en position radiale par rapport au tendon du muscle fléchisseur ulnaire du carpe3,4,5,8.
      ​REMARQUE : Cet emplacement correspond sur le plan anatomique à la région du tunnel ulnaire/canal de Guyon, près du nerf ulnaire. En revanche, LI5 se situe à l'extrémité radiale de la face dorsale du poignet, entre les tendons du muscle extenseur du pouce et du muscle extenseur court du pouce. LI5 est positionné du côté opposé à HT7 et se trouve à environ 5 mm de distance (Figure 1F). Ces repères anatomiques ont été utilisés afin d'assurer une localisation reproductible des points d'acupuncture14.
  2. Localiser les points d'acupuncture de contrôle.
    1. Utiliser LI5 comme point de contrôle proche au niveau du poignet. Placer LI5 à environ 5 mm de HT7, près de l'extrémité distale du radius, entre les tendons du muscle palmaire long et du muscle fléchisseur radial du carpe.

4. Procédure de stimulation mécanique

  1. Réaliser des expériences d'activité locomotrice.
    1. Placer le rat dans la chambre de champ ouvert et lui accorder 60 min d'habituation. Enregistrer l'activité locomotrice de base pendant 30 min.
    2. Injecter de la cocaïne par voie intrapéritonéale à une dose de 15 mg/kg pour induire une activation locomotrice3,4,5. Maintenir légèrement l'animal immobilisé pendant 1 min après l'injection de cocaïne.
    3. Pour standardiser la profondeur d'insertion, fixer un bouchon en caoutchouc sur la tige de l'aiguille à 3 mm de la pointe de l'aiguille (Figure 1D). S'assurer que le bouchon est solidement fixé afin qu'il reste stable pendant l'insertion et la vibration.
    4. Pendant l'insertion de l'aiguille, avancer celle-ci jusqu'à ce que le bouchon entre doucement en contact avec la surface de la peau, tout en évitant une compression excessive de la peau qui pourrait modifier la profondeur effective d'insertion.
  2. Appliquer une stimulation mécanique.
    1. Appliquer une stimulation vibratoire continue à 85 Hz et 1,3 m/s2 pendant 20 s, condition de stimulation optimisée identifiée lors des expériences de validation des paramètres (Figure 2A–C). Maintenir l'aiguille en place pendant 1 min après l'insertion, puis la retirer.
    2. Poursuivre l'enregistrement de l'activité locomotrice jusqu'à 60 min après l'injection de cocaïne. Analyser l'activité locomotrice par intervalles de 10 min ou comme distance totale parcourue sur 60 min (Figure 1C).
    3. Appliquer une stimulation de 20 s comme condition standard, car cette durée a produit une inhibition marquée de l'activité locomotrice induite par la cocaïne dans des expériences de validation antérieures (Figure 2A–C).
      NOTE : Une stimulation continue de 40 s a induit des comportements semblables au stress, incluant des vocalisations et des réponses d'évitement, et a donc été exclue des conditions standard de stimulation.
  3. Réaliser des expériences de validation des paramètres de stimulation.
    1. Comparer des durées de stimulation de 0 s, 10 s, 20 s et 40 s, ou comparer différentes valeurs d'accélération, telles que 0,7 et 1,3 m/s2, afin de valider les paramètres de stimulation (Figure 2).
    2. Appliquer une stimulation à 50 Hz comme condition privilégiant les corpuscules de Meissner et une stimulation à 200 Hz comme condition privilégiant les corpuscules de Pacini pour les expériences liées aux mécanorécepteurs, comme décrit précédemment4,8.

5. Acquisition des données et analyse statistique

  1. Mesurez l'activité locomotrice à l'aide d'un système de suivi vidéo par caméra haute. Placez les animaux dans une chambre carrée en champ ouvert (40 cm × 40 cm × 45 cm) et quantifiez la distance totale parcourue à l'aide d'un logiciel de suivi vidéo.
  2. Enregistrez les tracés d'accélération en fonction du temps à partir de la sortie de l'accéléromètre lors des expériences d'étalonnage par vibration. Signalez la fréquence dominante, l'amplitude d'accélération et la durée de vibration stable (Figure 1D,E).
  3. Évaluez la distribution des données pour la normalité avant toute analyse statistique paramétrique. Lorsque les données satisfont aux hypothèses de normalité, analysez les différences entre groupes à l'aide d'une analyse de variance unidirectionnelle ou bidirectionnelle, suivie de comparaisons a posteriori appropriées.
  4. Réalisez le suivi comportemental et son analyse par des investigateurs aveugles à l'affectation aux groupes expérimentaux, chaque fois que cela est possible.
  5. Exprimez les données comportementales et physiologiques sous forme de moyenne ± erreur type de la moyenne (SEM). Analysez l'activité locomotrice à l'aide d'une analyse de variance unidirectionnelle ou bidirectionnelle à mesures répétées (ANOVA), suivie d'un test a posteriori de Tukey.
    REMARQUE : Les tailles d'échantillon ont été choisies en se basant sur des études antérieures utilisant le même modèle de stimulation locomotrice induite par la cocaïne chez le rat et le protocole de stimulation d'acupuncture mécanique. Afin de garantir une puissance statistique suffisante, 6 à 8 rats ont été utilisés par groupe. Les animaux ont été exclus de l'analyse uniquement en cas de problèmes techniques ou procéduraux prédéfinis, notamment une localisation incorrecte du point d'acupuncture, un dysfonctionnement du dispositif, une sortie de vibration instable pendant l'étalonnage ou un échec du suivi vidéo.

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Résultats

Validation d'une stimulation mécanique reproductible

La configuration représentative du dispositif et la validation de la sortie vibratoire présentées dans la Figure 1 ont été générées pour le présent manuscrit, tandis que les plages de référence quantitatives pour les paramètres vibratoires dérivés de l'acupuncture manuelle ont été résumées à partir d'études de validation antérieures.

Le MAI a été validé en comparant l...

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Discussion

Cette étude présente un protocole standardisé pour appliquer une acupuncture mécanique à l’aide d’un dispositif de stimulation vibratoire permettant une administration reproductible d’une stimulation mécanique par vibration. En offrant un contrôle quantitatif de la fréquence de stimulation, de l’intensité d’accélération et de la durée, cette approche remédie à une limitation majeure de l’acupuncture manuelle traditionnelle, qui dépend intrinsèquement de la technique du praticien et est difficile à standardiser.

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Déclarations de divulgation

Les auteurs déclarent qu'ils n'ont aucun intérêt financier concurrent ou conflit d'intérêts lié à cette étude.

Remerciements

Ce travail a été soutenu par l'Institut coréen de médecine orientale (KIOM) dans le cadre de la subvention n° KSN2512011, et par le développement technologique en santé de Corée (Korea Health Technology R&Projet #38;D par l'Institut coréen de développement de l'industrie de la santé (KHIDI), financé par le ministère de la Santé & Bien-être de la République de Corée (RS-2024-00443893) et une subvention du National Research Foundation of Korea (NRF) financée par le gouvernement coréen (RS-2024-00349070). Nous tenons à exprimer notre profonde gratitude à l'équipe de recherche sur les points d'acupuncture du Korea Institute of Oriental Medicine, au Département des études sur les méridiens et les points d'acupuncture de l'Université Daegu Haany, ainsi qu'au Département de physiologie de la Faculté de médecine de l'Université Yonsei pour leur soutien précieux et leurs discussions éclairantes relatives au développement et à la validation de l'instrument d'acupuncture mécanique.

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
AccéléromètrePCB PiezotronicsPO-AXA-12-01Utilisé pour la mesure des vibrations
Aiguille d'acupuncture (0.10 mm × 10 mm)Dongbang Acupuncture Inc.DB102Aiguille d'acupuncture stérile et jetable
Connecteur à pinces crocodileN/AN/AUtilisé pour relier le vibreur à l'aiguille d'acupuncture
Bupivacaïne chlorhydrate (0,5 %)Huons Pharm, CoréeHIRA Code (199502333)Utilisé pour les expériences d'anesthésie locale
Cocaïne chlorhydrateMacfarlan Smith Ltd 53-21-4 Utilisé pour les expériences sur l'activité locomotrice induite par la cocaïne
Unité de commandePersonnaliséeN/AUtilisée pour régler la fréquence de stimulation, l'intensité d'accélération et la durée
Logiciel d'acquisition de donnéesLabVIEWLabVIEW 7 Express (7.0)Utilisé pour l'analyse des signaux de vibration
Système d'acquisition de donnéesNational InstrumentsDAQ-NI USB-6200Utilisé pour la numérisation des signaux
Appareil d'acupuncture mécanique (MAI)PersonnaliséN/ADispositif fabriqué sur mesure composé d'une unité de commande, d'un moteur vibrant, d'un connecteur à pince, d'une aiguille d'acupuncture et d'un bouchon en caoutchouc
Chambre de locomotion en champ ouvertPersonnaliséeboîte carrée en champ ouvert
(40 cm × 40 cm× 45 cm)
en acrylique noir. 		Utilisée pour l'analyse de l'activité locomotrice
Bouchon en caoutchoucN/AN/AMonté à 3 mm de la pointe de l'aiguille pour standardiser la profondeur d'insertion
Rats Sprague-DawleyOrient BioCrl:CD(SD)IGSMâles, 270–320 g
Moteur vibrantMotor BankMB-0412V Utilisé pour la stimulation vibratoire mécanique
Logiciel de suivi vidéoEthoVision XTEthovision 3.1Utilisé pour le suivi locomoteur

Références

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