Article de revue

Du protocole à la pratique : sources cachées de variabilité dans la stimulation transcranienne à courant direct

DOI :

10.3791/72415

⸱

21 août 2026

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1Institute for Medical Research, University of Belgrade, 2Faculty of Philosophy, Institute of Psychology, University of Belgrade

Dans cet article

Résumé

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Cette revue évalue de manière critique les éléments procéduraux difficiles à standardiser des protocoles de stimulation transcrânienne en courant continu (tDCS), notamment le choix du dispositif, la préparation des électrodes et du cuir chevelu, le milieu conducteur, le positionnement, la fixation et la gestion de l'impédance, et formule des recommandations fondées sur l'expérience afin de réduire la variabilité procédurale et d'améliorer la cohérence méthodologique.

Résumé

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

La stimulation transcrânienne par courant continu (tDCS) est largement utilisée en recherche en neurosciences et dans des contextes cliniques car elle est non invasive, relativement peu coûteuse, facilement accessible sur le plan technique et possède un profil de sécurité très favorable. Toutefois, sa simplicité apparente peut masquer des difficultés de mise en œuvre et des sources pratiques de variabilité influant sur la qualité de la stimulation, le confort des participants, la reproductibilité et l'interprétation des résultats. Les protocoles standards précisent généralement l'intensité du courant, la durée de la stimulation, la taille des électrodes et la configuration de montage, mais une attention moindre est souvent accordée au choix du dispositif, à la préparation des électrodes, au milieu conducteur, à la gestion des cheveux et du cuir chevelu, au dépannage de l'impédance, à la fixation des électrodes, à la précision du positionnement et aux décisions dépendant de l'opérateur. Ces aspects sont difficiles à standardiser complètement car ils dépendent de facteurs propres aux participants, des dispositifs et consommables utilisés, ainsi que des compétences et de l'expérience de l'opérateur. Néanmoins, ils sont essentiels à la fidélité du protocole et doivent être considérés comme des variables méthodologiques plutôt que comme des détails techniques mineurs. Cette revue aborde les défis pratiques liés à la mise en œuvre de la tDCS et propose des recommandations fondées sur l'expérience afin d'améliorer la précision, la qualité et la cohérence entre les séances, les participants et les sites de recherche ou cliniques. L'accent est mis sur les étapes procédurales « cachées » qui déterminent si un protocole de stimulation nominativement identique est effectivement administré de manière comparable. La discussion sur ces aspects pratiques vise à compléter les lignes directrices existantes en matière de sécurité et de reporting, et à souligner le rôle essentiel de la formation pratique pour garantir une administration fiable et reproductible de la tDCS.

Introduction

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La stimulation transcrânienne par courant continu (tDCS) est une technique de stimulation cérébrale non invasive largement utilisée, qui délivre un faible courant électrique par des électrodes placées sur le cuir chevelu afin de moduler l'activité cérébrale1. Les intensités de stimulation varient le plus souvent entre 1 et 2 mA, bien que certaines études aient utilisé des courants allant d’environ 0,5 à 4 mA selon l’application2. Son adoption étendue dans les domaines des neurosciences fondamentales et cliniques repose non seulement sur son potentiel scientifique et thérapeutique, mais aussi sur ses avantages pratiques : les dispositifs tDCS sont portables, relativement peu coûteux, faciles d’accès sur le plan technique et bien tolérés, avec un profil de sécurité favorable établi auprès de milliers de participants1,2. Par rapport à la stimulation magnétique transcrânienne (TMS), elle offre un coût d’équipement moindre, la possibilité d’administration à domicile et un profil d’éligibilité plus large en raison d’un nombre réduit de contre-indications3. En conséquence, l’utilisation de la tDCS s’est considérablement étendue au cours des deux dernières décennies, une tendance clairement reflétée dans les analyses bibliométriques du domaine4,5. La tDCS conventionnelle utilise généralement deux électrodes placées sur le cuir chevelu6, bien que des positions d’électrodes de retour extracéphaliques soient également employées dans certains paradigmes expérimentaux7, tandis que la tDCS haute définition (HD-tDCS) et d’autres protocoles à multiples électrodes utilisent plusieurs électrodes plus petites afin d’obtenir une stimulation plus ciblée8. L’utilisation de ces deux approches est soutenue par un ensemble croissant de lignes directrices portant sur la sécurité, la communication des résultats et les normes méthodologiques1,9,10,11.

Contrairement à la MST, qui implique généralement davantage de systèmes de surveillance intégrés, tels que la neuronavigation et la rétroaction en temps réel sur le seuil moteur, la TDCS se caractérise par son faible coût, sa portabilité et sa simplicité technique, ce qui permet toutefois une grande variabilité dans l'exécution des procédures selon les opérateurs et les sites, sans que cela ne soit détecté, rendant ainsi la variabilité au niveau de la mise en œuvre particulièrement problématique spécifiquement pour la TDCS.

En effet, la simplicité apparente de la stimulation transcrânienne en courant continu (tDCS) peut être trompeuse, et un fossé important subsiste entre les recommandations méthodologiques et les réalités pratiques de la mise en œuvre de la tDCS dans les contextes de recherche et cliniques. Les lignes directrices existantes mettent justement l'accent sur les paramètres de stimulation, les considérations de sécurité et les normes de reporting ; toutefois, elles offrent généralement peu de discussion sur les décisions procédurales qui déterminent si un protocole est appliqué de manière cohérente en pratique.

Autrement dit, sur le papier, les protocoles sont définis par des paramètres tels que l'intensité du courant, la durée de la stimulation, la taille des électrodes et la configuration des électrodes. En pratique, toutefois, la qualité et la constance de ce qui est effectivement délivré dépendent d’un ensemble de décisions procédurales rarement discutées en détail dans les articles publiés, notamment le choix et la configuration de l'appareil, la préparation des électrodes et le milieu conducteur utilisé, la gestion du cuir chevelu et des cheveux afin d'assurer un contact adéquat, l'identification et la vérification des positions des électrodes, la fixation du montage pendant toute la durée de la séance, ainsi que l'interprétation et la prise en charge de l'impédance en cas de problèmes12,13,14. Par conséquent, des protocoles qui semblent fortement standardisés dans la littérature peuvent différer sensiblement dans leur mise en œuvre pratique selon les participants, les séances, les opérateurs et les laboratoires. Dans cette revue, on examine la variabilité de ces paramètres contextuels et pratiques, en mettant l'accent sur les détails procéduraux qui déterminent si un protocole nominalement identique est appliqué de manière constante et reproductible chez les participants, au cours des séances, par les opérateurs et dans les laboratoires. Ces facteurs souvent négligés influencent la fidélité du délivrance de la stimulation et, par conséquent, peuvent affecter les effets observés de la stimulation transcrânienne en courant continu (tDCS). De tels détails d'application ne sont pas périphériques au protocole ; au contraire, ils déterminent si ce dernier est appliqué conformément aux intentions. L'objectif de cet article est de rendre explicite le savoir implicite que les praticiens expérimentés en tDCS accumulent au fil du temps, mais qui est rarement rapporté dans les descriptions méthodologiques formelles.

Les lignes directrices existantes relatives aux normes de sécurité, éthiques, juridiques et de reporting pour la stimulation électrique transcrânienne (tES) fournissent déjà des orientations complètes sur la spécification des paramètres et le dosage1,9,10,11,15. Cette revue vise à les compléter en se concentrant spécifiquement sur l'exécution des procédures, c'est-à-dire la qualité de la préparation des électrodes, les techniques de gestion du cuir chevelu et des cheveux, les compromis liés à la fixation, ainsi que le dépannage pendant la session, des aspects qui ne sont pas systématiquement abordés ailleurs dans la littérature méthodologique sur la tDCS. Cette revue devrait être particulièrement utile aux chercheurs et cliniciens novices en tDCS, aux stagiaires intégrés dans un nouveau laboratoire, ainsi qu'aux équipes coordonnant des études multicentriques, où la variabilité procédurale non documentée est la plus susceptible d'affecter la reproductibilité. Bien que cette revue soit centrée sur la tDCS, de nombreux principes procéduraux discutés s'appliquent également à d'autres modalités de tES , notamment la stimulation transcrânienne par courant alternatif (tACS) et la tDCS oscillatoire (otDCS).

Dans le même temps, cette revue comble l'écart entre les données empiriques établies et la mise en œuvre dans le monde réel en combinant la littérature publiée avec l'expérience accumulée en laboratoire et en clinique. Cette approche nous permet de proposer des stratégies fondées sur des données probantes ainsi que des recommandations issues de l'expérience concernant des facteurs procéduraux subtils qui n'ont pas encore été évalués de façon exhaustive dans des essais contrôlés.

Revue et perspective

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Sélection du dispositif

Alors que la popularité de la stimulation transcrânienne par courant continu (tDCS) ne cesse de croître, le nombre de systèmes commerciaux présents sur le marché augmente également. Tous les dispositifs de tDCS partagent des caractéristiques fondamentales : un stimulateur à courant constant alimenté par batterie, des électrodes dotées d’un composant électrolytique, et un équipement de maintien conçu pour fixer les électrodes à des positions précises sur le cuir chevelu16. Cependant, au-delà de ces éléments communs, les dispositifs diffèrent sensiblement par d’autres fonctionnalités, notamment la capacité de surveillance de l’impédance, les options de stimulation placebo, la souplesse du réglage progressif du courant, l’enregistrement des données, les dispositifs de sécurité automatiques, ainsi que la compatibilité avec différents types et tailles d’électrodes. Les stimulateurs destinés à la recherche ou à l’usage clinique doivent généralement satisfaire à des normes réglementaires et de qualité formelles (y compris des tests de biocompatibilité selon la norme ISO 10993-12717 et une certification de dispositif médical telle que le marquage CE ou l’autorisation/validation de la FDA, selon la juridiction et l’usage prévu), avec une documentation attestant de la précision du courant délivré et des seuils de sécurité. En revanche, les dispositifs destinés aux consommateurs ne sont pas nécessairement soumis aux mêmes évaluations préalables au marché ni à un contrôle continu de qualité. Ces différences entre dispositifs ont des conséquences pratiques souvent sous-estimées. Par exemple, certains dispositifs imposent un courant maximal de 2 mA, alors que des intensités allant jusqu’à 4 mA se sont révélées bien tolérées et sont de plus en plus utilisées dans les protocoles de recherche ; certains systèmes ne sont compatibles qu’avec un seul type ou une seule taille d’électrode ; et certains casques commerciaux n’offrent qu’un ensemble restreint de positions d’électrodes prédéfinies. Les protocoles nécessitant une stimulation multicanaux via des électrodes plus petites, comme la tDCS haute définition (HD-tDCS), imposent leurs propres contraintes en matière de compatibilité. Dans les contextes cliniques ou à domicile, la faisabilité de protocoles multicanaux peut être davantage limitée par les capacités du dispositif et les exigences réglementaires, car les dispositifs utilisés dans un cadre clinique doivent disposer de l’approbation ou de l’autorisation réglementaire adéquate — une exigence qui se traduit souvent par des systèmes moins flexibles et soumis à des limitations plus strictes imposées par le fabricant. La durée de vie de la batterie et la dépendance à une connexion Internet stable, dans le cas de dispositifs contrôlés par logiciel, sont des facteurs supplémentaires pouvant affecter la fiabilité des séances, et ce, de manière rarement reconnue.

L'implication principale est que le choix du dispositif doit être guidé par les objectifs de la recherche plutôt que l'inverse. En pratique, cela n'est pas toujours réalisable en raison des contraintes liées aux ressources et à la disponibilité. Ce qui importe, c'est que les limites liées au dispositif soient explicitement reconnues dans le rapport d'étude ; autrement dit, plutôt que d'être considéré comme une infrastructure de laboratoire en arrière-plan, le dispositif doit être perçu comme une composante intégrante du protocole, particulièrement lors de la comparaison des résultats entre études. Quel que soit le choix du dispositif, la sécurité doit rester une priorité : les dispositifs alimentés par batterie avec isolation optique sont préférables aux systèmes branchés sur le secteur, car une défaillance de l'équipement dans ce dernier cas pourrait délivrer des intensités de courant non contrôlées en l'absence de protection adéquate18. Tous les dispositifs doivent être régulièrement entretenus et utilisés par du personnel convenablement formé.

Propriétés et entretien des électrodes

Les électrodes constituent l'interface par laquelle le courant est délivré, et leur type, taille, matériau et préparation peuvent influencer la distribution du courant, l'impédance, les sensations cutanées et la fidélité de la stimulation. Bien que les options d'électrodes disponibles se soient élargies au cours des dernières années, le choix entre elles est rarement simple.

Matériau de l'électrode

La tDCS conventionnelle a traditionnellement utilisé des électrodes en caoutchouc enfermées dans des poches en éponge imbibées de solution saline, et cette configuration reste largement utilisée. Toutefois, des variations existent même au sein de cette catégorie, les matériaux d'éponge différant par leur porosité et leur épaisseur6,19, ce qui influence la quantité de solution saline nécessaire, la vitesse à laquelle l'éponge s'assèche durant une séance, ainsi que le nombre de fois où elle peut être réutilisée entre différents participants. Les poches d'électrodes en éponge n'ont pas de limite de réutilisation établie et peuvent généralement être utilisées sur une longue période (largement au-delà d'une seule étude, potentiellement pendant des années), à condition d'être correctement manipulées, nettoyées et stockées entre les utilisations ; elles doivent être remplacées dès qu'elles montrent des signes de dégradation (par exemple, usure, déchirure ou rigidité), plutôt qu'après un nombre fixe de séances, car leur durée de vie utile dépend fortement de la qualité de l'éponge, des conditions de manipulation et des pratiques de stockage.

Des électrodes en métal et en argent/chlorure d'argent (Ag/AgCl) sont également utilisées, particulièrement dans les dispositifs multilatéraux tels que la HD-tDCS20. Les électrodes en argent réutilisables présentent l'avantage d'une impédance plus faible ; toutefois, elles ont également une durée de vie plus courte. Bien que certains affirment que, lorsque les meilleures pratiques sont suivies (y compris la rotation des électrodes dans des montages 4x1, l'application constante de gel conducteur, une phase de saturation adéquate et la surveillance de l'impédance), les électrodes peuvent être utilisées en toute sécurité pendant environ 10 séances20, les spécifications du fabricant peuvent varier considérablement. En pratique, les électrodes sont souvent utilisées bien plus longtemps (si aucune dégradation de la qualité du signal n'est détectée) ou bien plus brièvement (si une détérioration est observée ; Figure 1) que ce qui est recommandé. Néanmoins, un examen régulier avant chaque utilisation est nécessaire afin d'identifier d'éventuels défauts pouvant compromettre la délivrance de la stimulation. En outre, pour préserver leur fonctionnalité et prolonger leur durée de vie, les électrodes doivent être correctement entretenues, notamment par un nettoyage et un séchage minutieux après chaque utilisation.

Milieu conducteur

Le choix du milieu conducteur fait partie des aspects les plus déterminants et les moins standardisés de la préparation à la stimulation transcrânienne en courant continu (tDCS). Les matériaux conducteurs à base d'électrolyte permettent d'assurer une conduction ionique uniforme entre l'électrode et la peau, de réduire l'impédance et de minimiser la densité de courant localisée6. Toutefois, chaque option disponible présente un ensemble particulier de compromis. La solution saline est peu coûteuse, facilement disponible et simple à appliquer, ce qui en fait le conducteur le plus couramment utilisé, réservé exclusivement aux électrodes en caoutchouc insérées dans des poches en éponge. Cependant, il est difficile de pré-déterminer la quantité appropriée de solution saline. En effet, les éponges trop humides risquent de goutter et de s'étendre sur le cuir chevelu14, pouvant potentiellement créer un « pont » involontaire entre les électrodes ou entraîner une distribution de courant non contrôlée ; en revanche, les éponges trop sèches provoquent une impédance élevée et un contact non uniforme. Les tentatives de standardisation de l'application de la solution saline, par exemple en prescrivant un volume fixe (10–15 ml7), peuvent induire en erreur, en particulier pour les utilisateurs inexpérimentés, car la quantité optimale dépend du type et de la taille de l'éponge, de la température ambiante et de l'humidité, ainsi que des caractéristiques des cheveux14. Les éponges plus épaisses ou plus absorbantes nécessitent un volume plus important de solution saline pour atteindre la saturation ; les électrodes plus petites requièrent des éponges plus petites, donc un volume réduit afin d'éviter les fuites. Une humidité ambiante plus faible accélère l'évaporation, provoquant une dérive importante de l'impédance au cours de la séance ; si la température ambiante est plus élevée, elle peut entraîner une évaporation plus rapide de la solution saline et nécessiter une application supplémentaire. L'enseignement principal est que, d'après les observations pratiques des auteurs, l'application doit être adaptée au contexte et guidée par un jugement expérimenté, plutôt que d'être exécutée de manière rigide. En raison des risques de dispersion de la solution saline, les gels et pâtes conducteurs sont plus adaptés aux électrodes de petite taille. Figure 2 illustre l'application et la quantité appropriée pour ces deux types de milieux conducteurs.

Le gel assure un contact plus stable avec un risque moindre de pontage que la solution saline, bien qu’il puisse s’étendre au-delà des limites de l’électrode lorsqu’il est comprimé, augmentant ainsi de façon effective la surface de contact active de manière difficile à surveiller ou à quantifier. La pâte conductrice offre le contact le plus stable, particulièrement pour les électrodes de petite taille, assurant la meilleure fixation et adhérant bien à la peau, si les poils le permettent. La pâte est appliquée directement sur l’électrode et ne nécessite aucun mélange ; toutefois, elle doit être appliquée en une couche uniforme et contrôlée correspondant aux limites de l’électrode. Obtenir une épaisseur constante sur toute la couche exige un certain niveau de compétence et est donc souvent sujet à une exécution sous-optimale dans des environnements de recherche chargés. Une application incohérente de la pâte peut entraîner une distribution inégale du courant et augmenter le risque de réactions cutanées localisées14. Contrairement à la solution saline ou au gel, la pâte n’est pas absorbée par les poils. Par conséquent, chez les participants ayant de nombreux poils ou des zones du cuir chevelu fortement recouvertes, l’obtention d’une surface de contact stable peut être plus difficile21. Le retrait de la peau et des poils par la suite est également plus laborieux qu’un simple rinçage. Figure 3 illustre des exemples corrects et incorrects d’application de la pâte conductrice.

Taille de l'électrode

Une question connexe concerne la taille de l'électrode et sa relation avec la densité de courant. La taille de l'électrode détermine la densité de courant (intensité du courant divisée par la surface de l'électrode), laquelle est limitée par des seuils de sécurité établis et nécessite donc une attention particulière. La plupart des études chez l'humain utilisent une gamme de densité de courant d'environ 0,04 à 0,06 mA/cm2. Toutefois, la surface de contact effective ne correspond pas toujours aux dimensions nominales de l'électrode. Par exemple, les poches en éponge entourant l'électrode peuvent augmenter considérablement la surface de contact effective si elles sont excessivement épaisses (Figure 4). De même, lorsque le gel conducteur s'étend au-delà des limites prévues de l'électrode, la surface de contact réelle devient plus grande que prévue (Figure 4).

Inversement, les poches en éponge ne doivent pas être excessivement minces, car cela pourrait augmenter les sensations cutanées pendant la stimulation. Une épaisseur d’environ 0,5 cm est généralement considérée comme optimale8, bien que les éponges disponibles sur le marché aient typiquement une épaisseur comprise entre 0,1 et 0,8 cm19. Des problèmes comparables peuvent également survenir avec d'autres types d'électrodes et milieux conducteurs. Par exemple, un gel conducteur comprimé peut s'étendre au-delà des limites prévues de l'électrode, augmentant ainsi la surface de contact effective. En revanche, lorsqu'on utilise une pâte conductrice, une pression insuffisante du système de fixation ou la présence de poils denses peuvent réduire ou distribuer de manière inégale la surface de contact réelle, entraînant un contact électrode moins bon et moins uniforme.

La taille et le type d'électrode doivent être choisis en fonction du montage et du protocole de stimulation prévus. Les électrodes en caoutchouc carrées, mesurant 5 × 5 cm ou 5 × 7 cm, restent la configuration la plus couramment utilisée pour la tDCS conventionnelle 1 × 122, bien que les électrodes circulaires deviennent de plus en plus populaires, car les géométries carrées ont tendance à concentrer le courant au niveau de leurs coins. En revanche, les montages multipolaires utilisent généralement des électrodes plus petites, la configuration en anneau 4 × 1 étant l'un des arrangements les plus fréquemment employés. La taille des électrodes reflète donc un compromis entre la focalisation de la stimulation (électrodes plus petites) et une densité de courant maximale plus faible (électrodes plus grandes). De plus, la précision accrue de ciblage offerte par les configurations multipolaires exige une plus grande précision dans le positionnement, ce qui rend ces systèmes intrinsèquement plus sensibles aux erreurs de placement.

Les outils de modélisation du champ électrique sont de plus en plus utilisés pour guider le choix et le positionnement des électrodes, notamment lorsqu'on cible des régions corticales anatomiquement complexes. Des logiciels largement utilisés et disponibles gratuitement, tels que SimNIBS23 et ROAST24, permettent de réaliser des simulations individualisées des distributions de courant à partir de données d'IRM structurelle. Même lorsqu'une même configuration (par exemple, F3–F4) est prescrite, la distance réelle entre les électrodes peut varier jusqu'à 2 cm25 en raison des différences de périmètre crânien, modifiant ainsi la distribution spatiale du champ électrique induit. Ces différences interindividuelles peuvent être encore plus marquées dans les configurations utilisant des électrodes de retour extracéphaliques. De manière plus générale, l'augmentation de la distance interélectrode élargit la zone de circulation de courant significative tout en réduisant la focalisation, tandis que des distances interélectrodes plus courtes augmentent la focalisation au détriment d'une concentration plus importante du courant en surface et d'un risque accru de dérivation cutanée.

Bien que la modélisation du champ électrique fournisse des orientations précieuses et doive être prise en compte lors de l'élaboration du protocole, plusieurs limitations importantes doivent être reconnues. Les logiciels actuels ne tiennent pas compte de l'épaisseur des cheveux ni de leur influence sur la distribution du champ électrique ; les modèles générés à partir de modèles crâniens standard ne reflètent pas la variabilité anatomique individuelle ; et, plus important encore, les modèles actuels supposent un contact uniforme entre l'électrode et le cuir chevelu sur toute la surface de l'électrode. Par conséquent, les distributions de courant modélisées peuvent différer sensiblement de celles obtenues lors de la stimulation réelle.

Méthodes de positionnement, préparation des cheveux et du cuir chevelu

Même lorsque la configuration des électrodes, le type d'électrode et le milieu conducteur sont standardisés, le positionnement des électrodes et la préparation du cuir chevelu restent parmi les sources les plus sous-estimées d'imprécision et de variabilité dans l'application de la stimulation transcrânienne en courant continu (tDCS). À ce stade de la procédure, les problèmes mentionnés ci-dessus (par exemple, la surface de contact effective) sont soit atténués, soit aggravés, selon l'expérience pratique, l'habileté de l'opérateur et son attention aux détails.

Positionnement des électrodes

Un positionnement précis des électrodes est essentiel pour la fidélité du protocole, mais la fiabilité des méthodes couramment utilisées pour le positionnement est souvent inférieure à ce qu'on suppose généralement. Les systèmes normalisés de coordonnées crâniennes incluent le système original 10–2025 et son extension à plus haute résolution, le système 10–1026. Dans la recherche sur la stimulation transcrânienne en courant continu (tDCS), le positionnement des électrodes repose généralement sur le système EEG 10–10, dans lequel les positions sont déterminées en mesurant des distances standardisées à partir de repères anatomiques (la nasion, l'inion et les points préauriculaires) par rapport au vertex. Bien que ce système fournisse un cadre standardisé pour le positionnement des électrodes, les données sur la variabilité réelle entre évaluateurs et intra-évaluateurs concernant l'identification des repères et le positionnement des électrodes restent limitées. Toutefois, une étude a signalé une fiabilité médiocre à modérée pour la localisation de C3 et C4, même parmi des techniciens formés, indiquant que des erreurs de mesure relativement faibles mais systématiques peuvent se traduire par une variabilité cliniquement significative dans le ciblage cortical27.

Même lorsque les repères anatomiques sont correctement identifiés, une ambiguïté subsiste quant à savoir si les mesures doivent être prises à partir de la partie supérieure, inférieure ou centrale du repère (Figure 5). La localisation du point préauriculaire est particulièrement sujette à erreur et doit être guidée par la palpation de l'articulation temporo-mandibulaire située à l'avant de l'oreille, pendant l'ouverture et la fermeture de la mâchoire. Cette variabilité est encore accrue par les différences individuelles de géométrie crânienne, de sorte qu'une même coordonnée 10–20 peut correspondre à des localisations corticales différant jusqu'à 2 cm d'un individu à l'autre25.

Les casques EEG intégrant des grilles d'électrodes prédéfinies permettent de réduire les erreurs grossières de positionnement et sont de plus en plus utilisés dans les applications de tDCS. Toutefois, ils ne tiennent pas compte des différences interindividuelles de géométrie crânienne ou de la correspondance cuir chevelu-cortex. Étant donné que l'espacement fixe entre les électrodes ne s'adapte pas aux variations de taille ou de forme de la tête, les positions nominales du système 10–10 sur le casque peuvent ne pas correspondre précisément aux coordonnées ciblées pour un participant donné, ce qui amplifie la variabilité associée aux mesures manuelles27. Les variations de la forme de la tête et du volume des cheveux peuvent en outre compromettre l'ajustement du casque, particulièrement lors de la tDCS-HD, où des électrodes plus petites et une précision ciblée accrue rendent les erreurs de positionnement plus critiques.

Les systèmes de neuronavigation, qui utilisent des données IRM individualisées pour guider le positionnement des électrodes, offrent le plus haut niveau de précision anatomique. Toutefois, leur coût, leurs contraintes temporelles et leur praticité limitée les rendent souvent inadaptés aux applications courantes en recherche et à la pratique clinique de la stimulation transcrânienne en courant continu (tDCS).

Certains systèmes de stimulation transcrânienne en courant continu (tDCS) conçus pour un usage clinique ou à domicile reposent sur des montages prédéfinis, permettant aux utilisateurs de positionner le casque sans recourir à des procédures formelles de localisation ni à une vérification indépendante. Bien que ces systèmes améliorent la facilité d'utilisation, ils autorisent également des erreurs importantes de positionnement des électrodes. Par conséquent, la commodité d'une mise en place simplifiée doit être pesée contre une moindre maîtrise du positionnement réel des électrodes, ce qui pourrait réduire l'efficacité de la stimulation. Des travaux récents visant à pallier cette limitation incluent le développement de neurostimulateurs domestiques personnalisés, fabriqués par impression 3D, capables de délivrer une stimulation focale tout en intégrant un EEG28 ; toutefois, leur rapport coût-efficacité reste encore à démontrer.

Préparation du cuir chevelu et des cheveux

La préparation standard du cuir chevelu consiste à nettoyer la peau avec de l'alcool afin d'éliminer les huiles et les débris en surface, réduisant ainsi l'impédance cutanée et améliorant le contact des électrodes. Chez les participants présentant peu de cheveux ou lors de la stimulation de régions frontales du cuir chevelu, cette préparation peut être suffisante. Toutefois, une préparation supplémentaire est généralement nécessaire pour les cibles pariétales, temporales et occipitales, où la densité capillaire est typiquement plus élevée (Figure 6).

Le principe directeur est que les cheveux doivent être soigneusement séparés plutôt que comprimés sous l'électrode9. La compression n'élimine pas les cheveux du trajet du courant ; au contraire, elle les aplatit, laissant une couche inégalement conductrice entre l'électrode et le cuir chevelu, ce qui peut à la fois augmenter l'impédance et déformer la distribution du courant. Un séparage ou un tressage soigneux, particulièrement chez les participants ayant des cheveux denses ou fortement texturés, est une opération longue mais améliore nettement le contact avec l'électrode en exposant une zone claire du cuir chevelu au site cible. Néanmoins, l'expérience montre que le degré d'exposition du cuir chevelu ne peut pas être entièrement standardisé d'un participant à l'autre. Par conséquent, les différences interindividuelles dans les caractéristiques des cheveux constituent une source réelle de variabilité dans l'administration du courant21.

L'état de la peau au site d'application prévu doit être évalué avant chaque séance. Certaines conditions, telles que des plaies ouvertes ou des lésions dermatologiques, peuvent constituer des contre-indications absolues à la stimulation à cet endroit4. Des modifications plus subtiles, comme un coup de soleil récent, une sécheresse excessive ou un décollement cutané, n'interdisent pas nécessairement la stimulation, mais peuvent modifier l'impédance locale ou réduire le confort du participant.

Les cicatrices ne doivent pas être considérées comme une contre-indication universelle à la stimulation transcrânienne en courant continu (tDCS). Leur pertinence dépend plutôt de la taille, de la profondeur et de la localisation anatomique de la cicatrice par rapport au site de stimulation prévu. Les cicatrices petites et superficielles ne sont généralement pas considérées comme un obstacle à la stimulation, tandis que les cicatrices plus grandes ou plus profondes exigent une plus grande prudence et, dans de nombreux cas, l'évitement d'une stimulation directe sur la zone affectée, car elles peuvent modifier considérablement l'impédance locale et produire des distributions de courant qui s'écartent du protocole prévu de manière imprévisible.

Fixation de l'électrode

Le maintien de la position de l'électrode tout au long de la séance de stimulation constitue un autre défi pratique. Le système de fixation doit empêcher tout déplacement de l'électrode sans exercer une pression excessive ni causer d'inconfort au participant. Une fixation trop serrée peut être inconfortable et déformer la surface de contact de l'électrode, tandis qu'une fixation insuffisante augmente la probabilité de mouvement de l'électrode, en particulier pendant des séances de stimulation prolongées ou lorsque les participants changent de position.

Les méthodes de fixation les plus couramment utilisées comprennent les sangles élastiques, les bonnets et les filets, bien que des systèmes de fixation dédiés soient également disponibles sur le marché29. Les sangles élastiques comptent parmi les premières méthodes de fixation et restent largement utilisées, en particulier pour les montages sur le cortex moteur. Toutefois, elles sont moins adaptées à de nombreuses autres régions corticales, car elles offrent une réglabilité limitée, peuvent exercer une pression inégale sur la surface courbe du cuir chevelu et sont généralement moins confortables que d'autres méthodes de fixation.

Les calottes offrent un soutien plus uniforme et permettent d'adapter une plus grande variété de positions d'électrodes, mais doivent être de taille appropriée, idéalement réglable dans toutes les directions, et bien ajustées afin d'assurer un contact stable. Les filets constituent l'option la plus souple et s'adaptent facilement à la géométrie individuelle de la tête. Toutefois, leur capacité à stabiliser des électrodes plus petites dépend du matériau et de l'élasticité du filet, ce qui nécessite souvent un compromis entre la stabilité de la fixation et le confort du participant.

D'après l'expérience des auteurs, un bonnet ajustable en silicone de type filet assure le meilleur équilibre entre la stabilité de la fixation, l'accès aux cibles corticales et le confort du participant, car il permet un accès pratique aux électrodes tout en facilitant la préparation des cheveux pendant la mise en place9. Pour les placements extracéphaliques des électrodes, comme sur la joue, la fixation est généralement assurée à l'aide de la sangle de menton du bonnet ou d'un ruban adhésif médical.

Quelle que soit la méthode de fixation utilisée, l'objectif principal est de maintenir un contact complet entre l'électrode et le cuir chevelu pendant toute la durée de la session de stimulation, tout en assurant le confort du participant. Atteindre cet équilibre peut s'avérer particulièrement difficile dans les systèmes de stimulation transcrânienne en courant continu (tDCS) utilisés à domicile, où les participants agissent eux-mêmes comme opérateurs et sont par conséquent plus sujets aux erreurs de positionnement (Figure 7). Par conséquent, une formation adéquate des utilisateurs reste essentielle30.

Surveillance des impédances

La surveillance de l'impédance fournit l'indicateur en temps réel le plus facilement accessible de la qualité de la stimulation ; toutefois, son interprétation ne devrait pas se réduire à une simple évaluation binaire fondée uniquement sur le seuil couramment cité de 5–10 kΩ16. Étant donné que la stimulation transcrânienne en courant continu (tDCS) fonctionne en mode courant constant, les fluctuations modérées de l'impédance dans la plage de fonctionnement normale n'altèrent pas proportionnellement le courant délivré ni, en première approximation, le champ électrique résultant, car le stimulateur ajuste automatiquement la tension appliquée dans ses limites de conformité afin de maintenir le courant préréglé. Par conséquent, l'impédance sert principalement d'indicateur indirect de facteurs pouvant compromettre la fidélité de la stimulation.

Les valeurs d'impédance reflètent la résistance combinée à l'interface électrode–électrolyte, dans le milieu conducteur et à la surface de la peau. Une impédance élevée peut donc indiquer divers problèmes, notamment un contact incomplet ou non uniforme des électrodes, un pont entre électrodes, une répartition insuffisante ou inégale du milieu conducteur, une préparation insuffisante des cheveux, des anomalies cutanées ou une détérioration des électrodes.

Également important, une impédance très faible ne doit pas automatiquement être interprétée comme une preuve de stimulation optimale. Bien qu'une faible impédance indique généralement une bonne conductivité, elle peut aussi signaler un pont entre électrodes dû à un excès de solution saline ou de gel conducteur, modifiant ainsi fondamentalement le trajet prévu du courant. Les signes observables d'un pont entre électrodes incluent une lecture d'impédance soudaine et anormalement basse, des valeurs d'impédance instables ou fluctuant rapidement pendant la stimulation, ainsi que la présence visible d'humidité circulant entre les électrodes.

L'impédance doit donc être évaluée avant le début de la stimulation et surveillée tout au long de la séance, car ses valeurs peuvent évoluer avec le temps en raison du séchage du milieu conducteur ou de légers déplacements du contact des électrodes. Dans l'ensemble, l'impédance doit être considérée comme un élément parmi d'autres d'un processus complet d'assurance qualité, et non comme une mesure définitive de l'adéquation de la stimulation.

Formation et expérience de l'opérateur

Les facteurs procéduraux mentionnés ci-dessus partagent une caractéristique commune : leur mise en œuvre cohérente dépend fortement du niveau de compétence de l'opérateur et de son expérience pratique accumulée. Le choix du dispositif, l'application du milieu conducteur, la préparation des cheveux, le positionnement des électrodes, leur fixation et le dépannage des impédances exigent tous des décisions adaptées au contexte et spécifiques à chaque participant, qui reposent finalement sur l'expertise de l'opérateur. Les opérateurs expérimentés développent un jugement pratique et situationnel qui guide leurs décisions procédurales en temps réel ; toutefois, une grande partie de ces connaissances est difficile à formuler et ne peut pas être entièrement transmise par des protocoles écrits seuls.

Par conséquent, une formation formelle incluant une pratique pratique supervisée devrait être considérée comme un prérequis essentiel à l'administration de la tDCS, plutôt qu'un complément facultatif à l'examen du protocole. Un modèle de formation structuré et fondé sur les compétences, combinant un enseignement théorique, une expérience pratique supervisée et une réévaluation périodique des compétences, représente l'approche la plus directe pour réduire la variabilité dépendant de l'opérateur et est proposé ici comme la recommandation la plus pratique et applicable. Par exemple, certaines sociétés professionnelles recommandent d'effectuer 20 séances supervisées avant une utilisation indépendante en recherche et 50 séances supervisées avant une application clinique non supervisée31.

Ce besoin est particulièrement évident dans les études multicentriques, où les différences d'expérience des opérateurs et les pratiques procédurales locales peuvent introduire une variabilité qui n'est pas facilement apparente à partir des résultats publiés seuls. Des programmes de formation structurés, la certification des compétences, l'intégration supervisée dans de nouveaux laboratoires et des exercices de calibration inter-sites sont des stratégies pratiques pour réduire la variabilité dépendante de l'opérateur. L'expertise de l'opérateur est essentielle non seulement pour harmoniser les procédures entre les sites de recherche, mais aussi pour garantir la qualité de chaque séance de stimulation individuelle, puisque l'opérateur détermine en fin de compte dans quelle mesure le protocole prévu est appliqué fidèlement.

L'importance d'une formation adéquate deviendra encore plus grande à mesure que la stimulation transcrânienne en courant continu (tDCS) s'étendra au-delà des environnements de laboratoire et cliniques supervisés vers des applications en consultation externe et à domicile, où la responsabilité de la configuration du dispositif et de l'administration de la stimulation passe de plus en plus des professionnels formés à des utilisateurs non spécialisés.

Conclusions

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La stimulation transcrânienne par courant continu (tDCS) est, à bien des égards, plus difficile à mettre en œuvre de manière fiable que ne le suggère sa simplicité apparente. Bien que les paramètres du protocole, tels que l'intensité du courant, la durée de la stimulation, la taille des électrodes et la montage, définissent l'intervention prévue, ils ne déterminent pas entièrement la stimulation effectivement délivrée. Les caractéristiques du dispositif, le type d'électrode, le milieu conducteur, la préparation du cuir chevelu et des cheveux, le positionnement des électrodes et leur fixation introduisent chacun des sources de variabilité spécifiques au participant, dépendantes du contexte et de l'opérateur, qui peuvent finalement influencer les résultats de la stimulation.

L'objectif de cette revue est de rendre explicites ces sources de variabilité et de souligner qu'une standardisation complète et une précision absolue dans la mise en œuvre de la tDCS sont peu susceptibles d'être réalisables en pratique courante. Bien que la variabilité procédurale ne puisse être éliminée entièrement, elle ne doit pas être négligée. Au contraire, les efforts doivent se concentrer sur la minimisation de la variabilité d'application et sur l'application du même niveau de rigueur à la qualité procédurale que celui généralement appliqué à la sélection des paramètres de stimulation. Comme pour de nombreuses procédures techniques en neurosciences expérimentales et cliniques, une administration réussie de la tDCS nécessite une formation pratique, une expérience pratique accumulée et un jugement contextuel développé par la pratique et le mentorat. Ce principe s'applique dans les environnements de laboratoire classiques et devient encore plus important à mesure que la tDCS s'étend vers des applications en consultation externe, à domicile et potentiellement sans surveillance, où la responsabilité de la configuration du dispositif et de l'administration de la stimulation peut passer des opérateurs formés à des utilisateurs non spécialisés.

Les recommandations présentées dans cette revue et les facteurs procéduraux discutés visent à compléter les lignes directrices existantes en matière de sécurité, d'éthique et de rapport en mettant en évidence des détails au niveau de la mise en œuvre qui ne sont pas systématiquement abordés dans les orientations actuelles. En outre, elles soutiennent un investissement accru dans la formation des opérateurs, une communication plus transparente des procédures de mise en œuvre et une reconnaissance plus large du fait que la qualité de la délivrance de la stimulation constitue une variable méthodologique à part entière.

Plusieurs limites de cette revue doivent être signalées. Premièrement, les recommandations présentées ici intègrent les données disponibles avec l'expérience pratique et n'ont pas encore été traduites en lignes directrices formelles par un consensus d'experts plus large. Par conséquent, les recommandations fondées principalement sur l'expérience doivent être interprétées en conséquence, jusqu'à ce que davantage de preuves empiriques soient disponibles. Deuxièmement, les données empiriques concernant ces facteurs méthodologiques sont limitées ; ainsi, l'objectif de cet article n'est pas d'exagérer les preuves existantes, mais de consolider la littérature disponible conjointement avec des recommandations clairement établies par des experts, de mettre en évidence les domaines où les preuves empiriques font défaut, et d'encourager de futures recherches systématiques sur ces variables méthodologiques importantes.

Pour remédier à ces problèmes, les études futures sont encouragées à indiquer explicitement comment chaque facteur procédural (y compris le choix du dispositif, la préparation des électrodes, le milieu conducteur, la méthode de positionnement, la fixation et la gestion de l'impédance) a été pris en compte dans le protocole de l'étude, afin de faciliter la reproductibilité et permettre des comparaisons significatives entre les travaux publiés. Pour conserver la concision des manuscrits publiés, les auteurs sont également encouragés à fournir des protocoles de laboratoire détaillés ou des procédures opératoires normalisées accompagnant les jeux de données ouverts, comme moyen complémentaire d'améliorer la transparence et la reproductibilité.

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Figure 1 : Électrodes Ag/AgCl détériorées. Des électrodes Ag/AgCl présentant une détérioration due à un entreposage inadéquat et à un séchage, les rendant inutilisables par la suite. Veuillez cliquer ici pour visualiser une version agrandie de cette figure.

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Figure 2 : Application correcte du milieu conducteur. Exemples représentatifs montrant la quantité et la répartition appropriées du milieu conducteur pour des électrodes de stimulation petites et grandes. Veuillez cliquer ici pour visualiser une version agrandie de cette figure.

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Figure 3 : Application correcte et incorrecte de la pâte conductrice. (A) Application correcte de la pâte conductrice, illustrant une couverture uniforme et complète de la surface de l'électrode. (B) Application incorrecte de la pâte conductrice, montrant une couverture incomplète et irrégulière. Veuillez cliquer ici pour visualiser une version agrandie de cette figure.

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Figure 4 : Effet du milieu conducteur sur la zone de stimulation effective. Illustration schématique montrant la manière dont la surface effective de contact de l'électrode varie selon le milieu conducteur utilisé. Veuillez cliquer ici pour visualiser une version agrandie de cette figure.

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Figure 5 : Effet de l'erreur de localisation des points de repère sur le positionnement des électrodes. (A) Déplacement supérieur résultant d'une identification incorrecte de l'énoncé. (B) Localisation correcte de l'énoncé. (C) Déplacement inférieur résultant d'une identification incorrecte de l'énoncé. Veuillez cliquer ici pour visualiser une version agrandie de cette figure.

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Figure 6 : Préparation des cheveux pour une tDCS multielec­trode. Illustration représentative de la préparation des cheveux pour un montage multielec­trode sur le cuir chevelu postérieur et occipital chez un participant ayant des cheveux épais. Veuillez cliquer ici pour visualiser une version agrandie de cette figure.

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Figure 7 : Positionnement incorrect des électrodes lors d'une tDCS à domicile. Un contact incomplet entre l'électrode et le cuir chevelu entraîne une distribution du courant non souhaitée et un déplacement de la zone de stimulation effective. Veuillez cliquer ici pour visualiser une version agrandie de cette figure.

Déclarations de divulgation

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Les auteurs n'ont pas de conflits d'intérêts à déclarer.

Remerciements

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Un soutien financier pour cette recherche et cette publication a été fourni par le soutien institutionnel du ministère des Sciences, du Développement technologique et de l'Innovation de la République de Serbie à JB et MS (numéro de contrat 451-03-33/2026-03/200015) et à MŽ (numéro de contrat 451-03-33/2026-03/200163) au sein de leurs institutions respectives.

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