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.

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.

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 la production mécanique générée lors d'une manipulation manuelle de l'acupuncture à celle produite par une stimulation mécanique assistée par dispositif (Figure 1). La manipulation manuelle d'une aiguille d'acupuncture a produit des pics d'accélération brusques et irréguliers au niveau de la pointe de l'aiguille, avec une variabilité importante entre opérateurs13. Dans l'étude initiale de validation, les valeurs d'accélération variaient de 0,1 m/s2 à 2,9 m/s2, avec une valeur moyenne d'environ 1,3 m/s2, et des fréquences de vibration dominantes d'environ 70–90 Hz ont été détectées pendant la manipulation manuelle de l'aiguille (Figure 1A,B)3,13.

Sur la base de ces mesures, le MAI a été configuré pour délivrer une stimulation vibratoire reproductible à 85 Hz et 1,3 m/s2. Dans ces conditions, l'appareil a généré des formes d'onde d'accélération stables et continues pendant la stimulation, démontrant que la vibration manuelle de l'aiguille peut être convertie en une entrée mécanique quantifiable et reproductible (Figure 1D,E).

Cette observation représente une validation mécanique directe de la sortie du dispositif, plutôt qu'une interprétation comportementale ou mécanistique. Ces résultats valident la capacité de la plateforme MAI à standardiser la stimulation acupuncturale mécanique tout en préservant des caractéristiques de vibration comparables à celles de la manipulation acupuncturale manuelle.

Validation comportementale dans un modèle d'activité locomotrice induite par la cocaïne

Les données comportementales présentées dans la Figure 2 sont fournies à titre de données représentatives de validation provenant d'études MAI antérieures utilisant un modèle d'activité locomotrice induite par la cocaïne chez le rat, sauf indication contraire dans la légende de la figure.

L'efficacité biologique du protocole a été évaluée à l'aide d'un modèle d'activité locomotrice induite par la cocaïne (Figure 2). L'administration de cocaïne augmentait nettement l'activité locomotrice, tandis que la stimulation MAI au niveau de HT7 atténuait de manière significative l'hyperlocomotion induite par la cocaïne4,5,7,8,13. Ces expériences ont généralement été réalisées avec 6 à 8 rats par groupe, et la significativité statistique a été déterminée à l'aide de comparaisons basées sur l'ANOVA, comme indiqué dans les études originales. L'effet inhibiteur dépendait de la durée de la stimulation et était le plus marqué après 20 s de stimulation à 85 Hz et 1,3 m/s2 (Figure 2A–C).

Des expériences d'optimisation des paramètres de stimulation ont en outre démontré que l'effet inhibiteur dépendait de l'intensité de la stimulation et du point d'acupuncture choisi. Une stimulation mécanique appliquée au point HT7 a réduit de manière significative les réponses locomotrices induites par la cocaïne, tandis que la stimulation du point de contrôle voisin LI5, dans des conditions identiques, n'a pas réussi à supprimer l'activité locomotrice4,13. Ainsi, l'observation comportementale directe a montré que la stimulation du point HT7 réduisait l'activité locomotrice induite par la cocaïne, alors que la stimulation du point LI5 n'a pas produit le même effet inhibiteur sous des conditions de stimulation comparables (Figure 2D,E). Ces résultats indiquent que l'effet comportemental était spécifique au point d'acupuncture, et non une conséquence non spécifique de la contention ou de la stimulation du poignet.

Preuves de validation antérieures pour les voies périphériques et centrales impliquées dans la stimulation de l'IMC

Les résultats présentés dans cette section sont résumés à partir d'études antérieures de validation mécanistique. Des expériences de validation périphérique et centrale ont davantage soutenu la spécificité du protocole MAI (Figure 3). L'effet inhibiteur de la stimulation de HT7 a été significativement réduit par l'injection d'anesthésique local et supprimé par la section du nerf ulnaire, indiquant que la transmission intacte des afférences ulnaires périphériques est nécessaire pour les effets comportementaux de la stimulation mécanique par acupuncture3,13. En revanche, la section du nerf radial ou du nerf médian n'a pas supprimé l'effet inhibiteur de la stimulation de HT7, ce qui confirme la spécificité anatomique de la voie afférente ulnaire. Ces expériences ont été réalisées avec des tailles de groupes indiquées dans les études originales, généralement 6 à 8 rats par groupe, sauf indication contraire.

Des enregistrements représentatifs ont démontré que la stimulation de l’IAI activait préférentiellement les voies des gros axones myélinisés de type A associées aux mécanorécepteurs, notamment les corpuscules de Pacini et de Meissner, tandis que des réponses relativement plus faibles étaient observées dans la voie nociceptive des fibres C/Aδ5,13. Cette affirmation fait référence à des observations électrophysiologiques directes des réponses afférentes. L'interprétation selon laquelle ces réponses reflètent une signalisation associée aux mécanorécepteurs est présentée comme une inférence au niveau des voies, fondée sur des études de validation antérieures. En outre, la stimulation mécanique du nerf ulnaire activait la voie du faisceau grêle–noyau cunéiforme, et l'interruption de cette voie supprimait l'effet inhibiteur sur les réponses locomotrices induites par la cocaïne3. Des études ultérieures ont en outre mis en évidence l'implication de l'hypothalamus latéral, de la voie reliant le cortex préfrontal médian au noyau habenulaire latéral, du noyau tegmental rostromédian et des circuits dopaminergiques mésolimbiques dans la suppression, médiée par l’IAI, des réponses comportementales liées à la cocaïne (Figure 4)3,4,7,8,13,15. Ces études sur les voies centrales ont inclus des approches d'interruption ou d'inhibition des voies, telles que des lésions électrolytiques, des lésions chimiques induites par l'acide iboténique et une inhibition optogénétique médiée par la halorhodopsine, afin de tester si ces circuits étaient nécessaires aux effets comportementaux de la stimulation de HT7. Étant donné que ces expériences impliquent des manipulations spécialisées au niveau des circuits, elles sont résumées ici comme des preuves de validation antérieures plutôt que présentées comme des protocoles expérimentaux étape par étape.

Dans leur ensemble, ces résultats représentatifs démontrent que la stimulation basée sur le MAI fournit un protocole d'acupuncture mécanique reproductible et quantifiable, capable d'activer des voies périphériques de mécanorécepteurs définies et de moduler les circuits neuronaux liés à la récompense ainsi que les réponses comportementales.

Dispositif d'acupuncture, graphiques d'intensité, dispositif vibratoire, tableau de la réponse à la cocaïne, sites d'acupuncture chez les rongeurs
Figure 1: Développement et validation de l'instrument mécanique d'acupuncture (MAI). (AIllustration schématique montrant la variabilité de la manipulation en acupuncture manuelle selon les opérateurs.B) Traces représentatifs d'accélération enregistrés pendant la manipulation manuelle de l'acupuncture. (C) Effet de l'acupuncture manuelle au point HT7 réalisée par quatre opérateurs différents sur l'activité locomotrice induite par la cocaïne, illustrant la variabilité inter-opérateurs des effets comportementaux de la stimulation manuelle. (DImage annotée du MAI assemblé montrant l'aiguille, la pince crocodile, le moteur vibrant et le bouchon en caoutchouc utilisés pour standardiser la profondeur d'insertion de 3 mm.E) Forme d'onde d'accélération représentative générée par le MAI à 85 Hz et 1,3 m/s2, démontrant une stimulation mécanique stable et reproductible. (F) Images représentatifs montrant les localisations anatomiques des points d'acupuncture HT7 et GI5 dans la patte antérieure du rat. Les points rouges indiquent les emplacements des points d'acupuncture utilisés pour l'insertion de l'aiguille. Le point HT7 a été identifié au niveau du pli transversal du poignet, près du tendon du fléchisseur ulnaire du carpe, tandis que le point GI5 a été localisé sur le côté radial du poignet dorsal, entre les tendons du long et du court extenseur du pouce, fournissant ainsi des repères anatomiques reproductibles pour la localisation des points d'acupuncture. Cette figure a été adaptée avec autorisation à partir de Kim et al.13. Veuillez cliquer ici pour visualiser une version agrandie de cette figure.

Réponse locomotrice à la cocaïne ; graphiques en séries temporelles (A-C) montrant les effets post-cocaïne ; cartes thermiques (D) affichant les schémas de déplacement ; graphique (E) comparant la distance parcourue ; analyse de l'effet de l'acupuncture.
Figure 2 : Optimisation des paramètres de stimulation mécanique dans le modèle d'activité locomotrice induite par la cocaïne. (A–C) Effets de la durée de stimulation, de l'intensité de stimulation et de la profondeur d'insertion de l'aiguille sur l'activité locomotrice induite par la cocaïne. (A) Une stimulation HT7-MAI a été appliquée pendant 0, 10, 20 ou 40 s à 85 Hz et 1,3 m/s2. (B) Une stimulation HT7-MAI a été appliquée pendant 20 s à différentes intensités d'accélération. (C) Une stimulation HT7-MAI a été appliquée à différentes profondeurs d'insertion de l'aiguille. (D) Traces représentatives des déplacements pendant le test d'activité locomotrice après administration de sérum physiologique, de cocaïne, de cocaïne associée à une stimulation HT7 ou de cocaïne associée à une stimulation LI5. (E) Une stimulation d'acupuncture mécanique au point HT7, mais pas au point LI5, appliquée à 85 Hz et 1,3 m/s2 pendant 20 s, a significativement atténué l'augmentation de l'activité locomotrice induite par la cocaïne. Les données sont exprimées comme moyenne ± erreur type de la moyenne (SEM). *p < 0,05 par rapport au témoin traité à la cocaïne. Cette figure a été adaptée avec autorisation à partir de Kim et al.13. Veuillez cliquer ici pour visualiser une version agrandie de cette figure.

Schéma des réponses sensorielles avec graphiques montrant l'impact de la cocaïne sur les corpuscules de Pacini, de Meissner, les fibres A et les fibres C.
Figure 3 : Validation des effets de l’acupuncture induite mécaniquement sur les afférences périphériques et les mécanorécepteurs. (A) Schéma du passage du signal périphérique au système central induit par l’acupuncture mécanique. Une stimulation vibratoire au niveau du point HT7 active les mécanorécepteurs, notamment les corpuscules de Meissner et de Pacini, présents dans les tissus cutanés et sous-cutanés. Ces signaux sont transmis par les afférents périphériques myélinisés de gros calibre (fibres A) du nerf ulnaire vers les segments médullaires C8–T1, puis influencent le système dopaminergique mésolimbique. (B) Effet de l’injection d’un anesthésique local sur l’effet inhibiteur de la stimulation HT7-AMI. L’injection de bupivacaïne autour du point HT7 atténue l’effet suppressif de la stimulation HT7 sur l’activité locomotrice induite par la cocaïne, ce qui indique l’implication de la signalisation afférente périphérique locale. (C–H) Réponses afférentes somatiques des fibres associées aux corpuscules de Pacini et aux corpuscules de Meissner durant la stimulation AMI au niveau du point HT7. (I–N) Réponses des fibres A et des fibres C durant la stimulation AMI au niveau du point HT7. La stimulation AMI active fortement les afférents des fibres A et provoque des réponses plus faibles des fibres C. Les données sont exprimées en moyenne ± erreur type de la moyenne (ETM). *p < 0,05 par rapport à la ligne de base ou au témoin traité à la cocaïne, selon le cas. Cette figure a été adaptée avec autorisation à partir de Kim et al.13. Veuillez cliquer ici pour visualiser une version agrandie de cette figure.

Schéma de la physiologie de l'acupuncture, voies spinales et cérébrales, interactions entre neurones dopaminergiques et GABAergiques.
Figure 4 : Voie neuronale périphérique à centrale proposée sous-jacente à la modulation par l’AMI des réponses induites par la cocaïne et du système dopaminergique mésolimbique. La stimulation par l’AMI sur la peau active les nerfs sensoriels périphériques et transmet des signaux somatosensoriels via des voies ascendantes spinales. Ces entrées sont relayées vers des circuits cérébraux impliquant le mPFC, le LHb, le RMTg, le VTA et le NAc. L’activation de la voie mPFC–LHb–RMTg pourrait renforcer l’inhibition GABAergique des neurones dopaminergiques du VTA, réduisant ainsi la libération de dopamine dans le NAc et supprimant l’activation psychomotrice induite par la cocaïne. Veuillez cliquer ici pour visualiser une version agrandie de cette figure.

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.

L'un des principaux atouts de ce protocole réside dans sa capacité à isoler et à normaliser la composante mécanique de la stimulation acupuncturale. Contrairement à l'acupuncture manuelle, dont les pratiques varient considérablement selon les praticiens, le MAI produit une stimulation vibratoire stable et reproductible directement par l'intermédiaire de l'aiguille d'acupuncture insérée. Cette reproductibilité est particulièrement importante pour les études mécanistiques visant à explorer les bases neurologiques et physiologiques des effets de l'acupuncture.

Contrairement à l'électroacupuncture (EA), le présent protocole permet d'étudier une stimulation mécanique sans introduire de courant électrique externe. Cette distinction est importante car la stimulation électrique peut directement dépolariser les fibres nerveuses périphériques en fonction de l'excitabilité électrique, de la configuration des électrodes, de l'intensité du courant et de l'impédance tissulaire16,17. En revanche, l'IMA génère principalement une déformation mécanique des tissus cutanés et sous-cutanés locaux entourant l'aiguille insérée. Ce protocole reproduit donc plus fidèlement la composante physique de l'acupuncture manuelle tout en permettant un contrôle quantitatif des paramètres de stimulation.

Des études de validation antérieures ont démontré que la stimulation par l'IAA au niveau de HT7 supprime l'activité locomotrice induite par la cocaïne par des mécanismes afférents périphériques13. Cet effet inhibiteur était bloqué par une anesthésie locale au niveau de HT7 et abolie par la section du nerf ulnaire, indiquant qu'une transmission afférente ulnaire intacte est nécessaire pour les effets comportementaux de la stimulation par acupuncture mécanique. De manière importante, cet effet inhibiteur n'était pas empêché par le blocage des voies des fibres C/Aδ et n'était pas reproduit par une stimulation nociceptive sélective, suggérant que la stimulation par IAA active principalement les voies des fibres A myélinisées de gros calibre plutôt que les afférents nociceptifs.

La nature fondée sur les mécanorécepteurs de ce protocole distingue davantage la stimulation par l'AM de l'EA. La fréquence de stimulation décrite ici correspond à la fréquence dominante des vibrations oscillatoires transmises à l'extrémité de l'aiguille, et non au rythme des mouvements manuels répétés. Des études antérieures ont montré que les fréquences de vibration associées à l'activation des corpuscules de Meissner et de Pacini suppriment efficacement les réponses locomotrices induites par la cocaïne5,18. Ces résultats appuient l'interprétation selon laquelle l'acupuncture mécanique basée sur les vibrations recrute des afférences associées à des mécanorécepteurs à seuil bas dans les tissus superficiels et profonds, et transmet les signaux par les voies des fibres A épaisses du nerf ulnaire3,13. Ainsi, l'AM représente un modèle expérimental intermédiaire entre l'acupuncture manuelle et l'EA, en conservant la composante mécanique liée à l'aiguille de l'acupuncture manuelle tout en permettant une stimulation standardisée et quantifiable.

La validité biologique de ce protocole est renforcée par des preuves au niveau des voies biologiques. La stimulation mécanique ulnaire active la voie du noyau cunéiforme de la colonne dorsale, et l'altération de cette voie supprime l'effet inhibiteur sur l'activité locomotrice induite par la cocaïne3. En revanche, des lésions du faisceau spinothalamique n'empêchent pas l'effet comportemental, suggérant que les voies somesthésiques liées au toucher inoffensif et aux vibrations, plutôt que la signalisation nociceptive, sont impliquées. Sur le plan mécanistique, ces études antérieures indiquent qu'une stimulation HT7 basée sur l'AMIE engage une voie périphérique vers centrale reliant les afférences myélinisées de gros calibre (fibres A) du nerf ulnaire à la régulation dopaminergique mésolimbique. Ces signaux somesthésiques sont transmis via la voie du noyau cunéiforme de la colonne dorsale, puis recrutent des circuits modulateurs mésolimbiques en aval, notamment la voie mPFC–LHb–RMTg–VTA–NAc. Cette voie pourrait contribuer à la suppression de l'activité locomotrice induite par la cocaïne ainsi qu'aux réponses comportementales liées à la dopamine4,6,7,8. Dans leur ensemble, ces résultats indiquent que le protocole AMIE fournit une plateforme expérimentale reproductible pour étudier comment une stimulation mécanique périphérique définie module les circuits neuronaux centraux et les comportements liés à la récompense.

Plusieurs étapes critiques doivent être prises en compte pour la bonne application de ce protocole. Premièrement, la localisation des points d'acupuncture doit être anatomiquement précise. Pour la stimulation du point HT7 chez les rongeurs, le pli transversal du poignet et le tendon du fléchisseur ulnaire du carpe constituent des repères anatomiques essentiels13,19. Deuxièmement, la profondeur d'insertion doit être standardisée à l'aide de l'arrêt, car une variation non contrôlée de la profondeur d'insertion pourrait augmenter la variabilité expérimentale20. Troisièmement, un couplage stable entre l'aiguille et le moteur est nécessaire pour assurer une transmission précise des vibrations jusqu'à l'extrémité de l'aiguille. Enfin, il convient d'éviter une stimulation excessive. Des études de validation antérieures ont montré qu'une stimulation continue prolongée, telle qu'une vibration de 40 s, induisait des réponses comportementales semblables à un état de stress, tandis qu'une stimulation de 20 s produisait des effets comportementaux marqués avec une meilleure tolérance13.

Malgré ces avantages, plusieurs limites doivent être reconnues. La stimulation produite par le MAI ne représente qu'un sous-ensemble des techniques d'acupuncture manuelle et ne reproduit pas entièrement les manipulations multidirectionnelles effectuées par des praticiens expérimentés. De plus, la plupart des validations de ce protocole ont été réalisées sur des modèles animaux, et son applicabilité directe aux contextes cliniques humains reste à être davantage étudiée.

Le MAI ne reproduit pas la complexité multidimensionnelle complète de l'acupuncture manuelle traditionnelle, y compris les mouvements de levage-enfonçage, la rotation, la déformation tissulaire bidirectionnelle et la rétroaction tactile dépendant du praticien. Par conséquent, la stimulation vibratoire délivrée par le MAI ne doit pas être interprétée comme une représentation complète de l'acupuncture manuelle. Au lieu de cela, ce protocole normalise la composante mécanique basée sur les vibrations transmise à l'extrémité de l'aiguille lors de la manipulation manuelle par pincement du manche.

Bien que ce protocole ait été validé principalement à l'aide de la stimulation HT7 chez des rats mâles Sprague-Dawley dans un modèle d'activité locomotrice induite par la cocaïne, l'IAI peut être adapté à d'autres points d'acupuncture et à d'autres modèles expérimentaux. Toutefois, une réoptimisation des paramètres peut être nécessaire, car la profondeur des tissus, l'anatomie locale, la distribution des mécanorécepteurs et la composition des nerfs afférents peuvent varier selon les points d'acupuncture, les espèces, les souches, les sexes et les états pathologiques.

Les applications futures de cette approche pourraient inclure son intégration dans des plateformes normalisées de recherche en neuromodulation et son adaptation à des études translationnelles et cliniques sur l'acupuncture. Une amélioration supplémentaire du dispositif pourrait permettre un contrôle plus précis des schémas de stimulation et faciliter une application plus large à divers modèles de maladies. En définitive, ce protocole pourrait aider à établir un lien entre la pratique traditionnelle de l'acupuncture et les neurosciences modernes en permettant une investigation reproductible et quantifiable des mécanismes physiologiques induits par l'acupuncture.

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.

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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Acupuncture HT7mod le ratvaluation comportementaleinsertion d aiguiller compense m solimbiquevoies des fibres Aaff rences ulnaires
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