TMS: Utilisation du protocole Theta-Burst à explorer Mechasnism de la plasticité chez les individus atteints du syndrome du X fragile et autisme

L'objectif général de cette procédure est d'explorer la plasticité motrice corticale et son lien avec le développement neural typique et atypique à l'aide d'une stimulation magnétique transcrânienne non invasive. Cela est réalisé en localisant d'abord le point chaud moteur du sujet dans le M1 pour le muscle interosseux dorsal premier, puis en déterminant les seuils moteurs au repos et en activité. La deuxième étape de la procédure consiste à obtenir une excitabilité corticospinale de base.

La troisième étape de la procédure consiste à appliquer une stimulation par salves thêta. La dernière étape de la procédure est d'évaluer l'excitabilité corticospinale résultante. En fin de compte, des résultats peuvent être obtenus qui montrent des différences dans les effets de la stimulation par salves thêta sur l'excitabilité corticospinale chez des sujets présentant des troubles du développement, grâce à la variation entre l'excitabilité de base et l'excitabilité post-stimulation.

Aujourd'hui, nous allons démontrer un type de stimulation magnétique transcrânienne appelé stimulation par rafales thêta. Cette méthode peut aider à répondre à des questions fondamentales dans le domaine des neurosciences cognitives cliniques, telles que la manière dont les mécanismes de plasticité contribuent aux phénotypes pathologiques, neurologiques et comportementaux caractéristiques de troubles du développement spécifiques. Avant de commencer ce protocole, accédez à l'image IRM du sujet à l'aide de votre dispositif de stéréotaxie sans cadre.

Ce modèle anatomique sera utilisé pour marquer des emplacements crâniens spécifiques et garantir que le même emplacement est stimulé à chaque fois. Avant de commencer la stimulation en rafales thêta, il est d'abord nécessaire de déterminer l'emplacement du cortex moteur primaire du sujet. Pour commencer, installer le sujet sur une chaise confortable adjacente à l'équipement de stimulation magnétique transcrânienne (TMS). S'assurer de dépister le sujet afin de vérifier l'absence de contre-indications au TMS et expliquer les détails du protocole.

En outre, enregistrez la position du sujet à l’aide de l’équipement stéréotaxique et présentez-lui le dispositif de stimulation magnétique transcrânienne (SMT). Déchargez quelques impulsions afin que le sujet s’habitue au bruit de cliquetis et à la sensation de tapotement. Ensuite, préparez le sujet pour l’expérience en lui demandant d’abord de présenter sa main droite afin que des électrodes de surface puissent être appliquées sur le muscle interosseux dorsal.

Avant d'appliquer les électrodes, assurez-vous de nettoyer la peau afin de garantir un bon positionnement. Si le muscle interosseux dorsal est difficile à localiser, demandez au sujet d'effectuer un mouvement de pincement ou de déplacer son doigt index d'avant en arrière. Cela devrait faciliter la localisation du muscle.

Appliquez des électrodes de surface EMG sur le premier muscle interosseux dorsal de la main droite afin d'enregistrer les contractions musculaires provoquées par la STMS. Placez également une électrode de mise à la terre sur la partie charnue de l'avant-bras du sujet. Vérifiez votre équipement d'enregistrement pour vous assurer que toutes les électrodes de surface fournissent un bon signal sans trop de bruit.

À ce stade, le sujet et le technicien doivent insérer des bouchons d'oreille pour protéger leur audition. Nous sommes maintenant prêts à déterminer l'emplacement de la zone du cortex moteur main du sujet, côté gauche. Bien que cette zone varie légèrement d'une personne à l'autre, elle se situe généralement aux alentours de 3,5 centimètres.

Latéralement au sommet crânien, avec une intensité de stimulation réglée à 50 %, explorez une petite grille autour de cette région jusqu'à localiser un foyer moteur, en déplaçant la bobine par petits incréments tout en observant la réponse. Recherchez le PME maximal. Ajustez également l'intensité et l'angle de stimulation selon les besoins.

Une fois que M1 a été identifiée, assurez-vous de marquer son emplacement à l’aide de l’équipement stéréotaxique, s’il est disponible. Sinon, un stylo à encre non toxique peut être utilisé pour marquer temporairement le cuir chevelu du sujet. L’étape suivante de ce protocole consiste à déterminer le seuil moteur au repos du sujet.

Réajuster le système à 50 % de puissance si nécessaire, puis commencer la stimulation par impulsion unique au même emplacement tout en mesurant les potentiels moteurs évoqués résultants. Ajuster la puissance vers le haut ou vers le bas jusqu’à l’obtention d’un PME supérieur à 50 microvolts exactement dans cinq impulsions consécutives sur dix. Enregistrer ce niveau de puissance comme seuil moteur au repos du sujet.

Ensuite, demandez au sujet de pincer doucement son index et son pouce droits ensemble en utilisant environ 20 % de pression pendant que le sujet maintient cette position. Cette position de pincement déclenche une stimulation par impulsion unique à 50 % de puissance au même emplacement de M1. Mesurez et enregistrez les PSM résultantes.

Réglez maintenant la puissance vers le haut ou vers le bas jusqu'à ce qu'un PEM supérieur à 200 microvolts soit produit exactement lors de cinq impulsions consécutives sur dix. Ce niveau de puissance correspond au seuil moteur actif du sujet.

Enfin, déterminez la valeur de base du PME d'un sujet en stimulant le point moteur optimal à 120 % du seuil moteur au repos à l'aide de 10 impulsions simples permettant de mesurer le PME. Après chaque impulsion, faites la moyenne des valeurs de PME provenant de trois séries de 10 impulsions. Maintenant que les niveaux seuils du sujet ont été déterminés, le système peut être configuré pour la stimulation.

Nous utiliserons des paramètres standards de rafales thêta, soit trois impulsions à 50 hertz à une intensité de 80 % du seuil moteur actif, appliquées à des intervalles de 200 millisecondes pour administrer une stimulation TBS intermittente, qui s'est révélée facilitatrice de l'activité corticale. Générer une stimulation de deux secondes, selon les paramètres mentionnés ci-dessus, suivie de huit secondes sans stimulation. Répéter pendant 190 secondes, soit un total de 600 impulsions, afin d'administrer une stimulation continue par rafales thêta, qui s'est révélée inhibitrice de l'activité corticale.

Générez un train de stimulation ininterrompu avec les paramètres mentionnés ci-dessus pendant 47 secondes, ce qui correspond également à un total de 600 impulsions. Assurez-vous que le sujet est à l'aise et prêt à commencer, car le reste du protocole doit être effectué sans interruption. Demandez-lui de rester immobile et détendu.

Placer la bobine au-dessus du point chaud moteur M1 établi précédemment et appliquer soit ITBS, soit CTBS. Ici, nous appliquons CTBS. Veiller à ce que la bobine reste en position correcte pendant toute la durée de la stimulation.

Après la stimulation thêta, commencez immédiatement à déterminer les potentiels moteurs évoqués post-stimulation afin d'évaluer les effets transitoires de la stimulation magnétique transcrânienne. Pour ce faire.

Tout d'abord, régler l'appareil de stimulation magnétique transcrânienne pour délivrer des impulsions uniques à 120 % du seuil moteur au repos. Placer à nouveau la bobine au-dessus du sujet, au même point moteur sensible, en s'assurant que la bobine se trouve exactement à l'endroit qui avait été stimulé avec le protocole TBS. Réaliser la stimulation à l'aide de 10 impulsions uniques en utilisant le même montage d'électrodes qu'à l'étape précédente, afin de mesurer et d'enregistrer la série résultante de 10 niveaux de PAM.

Ces PÉM doivent ensuite être moyennés et enregistrés comme résultat à ce moment précis. Ensuite, utilisez les paramètres pour stimuler aux 11 moments suivants après la TBS : cinq minutes, 10 minutes, 20, 30, 40, 50, 60, 75, 90, 105 et enfin 120 minutes après la stimulation, mesurez et collectez de nouveaux enregistrements groupés de 10 impulsions ainsi que leurs moyennes à chaque moment. Une fois terminé, retirez les électrodes de surface et laissez le sujet retirer les bouchons d'oreille et se lever.

N'oubliez pas de le ou la remercier pour sa participation aux expériences. Demandez également au sujet de revenir pour une future séance de TMS afin que d'autres paramètres de TBS puissent être étudiés. Les résultats de la séance de TMS dépendront du modèle de TBS utilisé.

Ici, nous observons des résultats représentatifs obtenus auprès d'un groupe lors de l'utilisation d'un modèle de stimulation intermittente par salves thêta. On doit noter une augmentation des valeurs des MEP en fonction de la durée, reflétant l'état naturel de plasticité du sujet, comme illustré ici. De même, lors de l'utilisation d'un modèle de stimulation continue par salves thêta, on doit observer une diminution des valeurs des MEP en fonction de la durée, reflétant l'état naturel de plasticité du sujet suite à cette procédure.

D'autres procédures, telles que des tâches comportementales, des interventions pharmaceutiques et/ou des paradigmes de stimulation supplémentaires, peuvent être réalisées afin de répondre à d'autres questions, comme la manière dont la plasticité anormale se manifeste et comment elle peut être traitée.