Name: Surveillance EEG simultanée pendant transcrânienne courant de stimulation (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-06-17T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 52 s
Description: Apprenez la surveillance EEG simultanée pendant la stimulation transcrânienne à courant continu pour la neurophysiologie. Cette méthode permet d'optimiser les paramètres de stimulation et d'améliorer les résultats thérapeutiques.

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PS a reçu le soutien financier du CAPES, au Brésil. Ce travail a été partiellement financé par une subvention de CIMIT. Les auteurs sont également reconnaissants à Fligil d&#39;Uri pour son aide technique et Olivia Gozel et Noelle Chiavetta pour leur aide dans la rédaction de ce manuscrit.

1. Matériaux <ol><li> Assurez-vous que si tous les documents sont disponibles (Figure 1) avant de commencer les étapes suivantes. </li><li> Il ya 3 tailles de caches en néoprène, en fonction de la taille de la tête des sujets (petite, moyenne et grande). La PAC a 27 trous représentant les positions EEG basés sur le système 10/20: préfrontal (F8, AF8, FP2, fpz, FP1, AF7, F7), frontal (F4, Fz, F3), central (C3, C1, Cz, C2, C4), pariétal (P7, P3, Pz, P4, P8), temporel (T7, T8) et occipital (PO7, O1, Oz, O2, PO8). </li><li> Les électrodes ont 2 utilisations différentes, ils peuvent être utilisés pour l&#39;EEG (six canaux) et pour STCC (deux canaux pour éponge électrodes, l&#39;anode et la cathode). Dans certains cas, plus de deux sites de stimulation peuvent être utilisés. Dans ce cas, quatre éponge électrodes seront nécessaires et, par conséquent, seules 4 chaînes resteront pour les enregistrements EEG. </li><li> La variation de la taille des électrodes STCC conduit à une variation d&#39;effets focaux 11. Wie une diminution de la dimension de l&#39;électrode, une stimulation plus focale peut être obtenue. D&#39;autre part, en augmentant la taille de l&#39;électrode, il est possible d&#39;avoir une électrode inefficace fonctionnellement. Les proportions les plus couramment utilisés sont de 25 cm 2 (5 cm x 5 cm) ou 35 cm 2 (5 cm x 7 cm). Dans ce papier, éponge-électrodes de 25 cm 2 seront utilisés. </li><li> Toutes les électrodes doivent être connectés au dispositif de boîte de commande à travers les fils. Ce dispositif doit être rechargée périodiquement en utilisant la boîte chargeur de piles de la télécommande. Pour des raisons de sécurité, il n&#39;est pas possible de charger la boîte de contrôle pendant la stimulation active. </li><li> L&#39;USB pour la connexion Bluetooth est nécessaire pour coupler le boîtier de commande à l&#39;ordinateur portable / ordinateur (voir ci-dessous). </li></ol> 2. Préparation de la peau <ol><li> Inspectez la peau pour toutes les lésions préexistantes - éviter la stimulation électrique / enregistrement EEG sur une peau lésée ou sur les lésions du crâne. </li><li> Pour augmenter la conductance, déplacer cheveux dele site de la stimulation électrique / EEG enregistrement et place des pinces à cheveux en plastique pour garder les cheveux loin, nettoyer la surface de la peau pour éliminer toute trace de lotion, huile, graisse, etc, et laisser sécher. </li></ol> 3. Mesures en tête <ol><li> Trouver et marquer la localisation du Vertex ou Cz (Figure 2), en mesurant la distance de nasion inion et le marquage à mi-chemin en utilisant un marqueur de la peau 11. </li></ol> 4. Électrodes positionnement dans le Cap <ol><li> Mettez solution saline sur l&#39;éponge électrodes STCC. L&#39;éponge électrodes doivent être trempées avec une solution saline 11 avant de porter le chapeau de tête. Pour un cm 2 éponge 25-35, environ 6 ml de solution de chaque côté devrait suffire. Il est important de recharge périodique de l&#39;éponge-électrode avec une solution saline, dans le cas d&#39;un protocole de stimulation prolongée. </li><li> L&#39;EEG et les électrodes STCC doivent être fixés dans le bouchon avant que le sujet est physically porter. </li><li> Pour plus de détails sur STCC générale électrodes préparation et le positionnement voir 11. </li></ol> 5. Le port du Cap et de fixation du boîtier de commande sur le <ol><li> Assurez-vous que le sujet est assis confortablement. </li><li> Placez le bouchon d&#39;une manière qui le Vertex (mesurée sur la tête) correspond au point Cz sur le bouchon. Important: ceci n&#39;est valable que pour les têtes de taille moyenne. Trois tailles de couvercles sont disponibles, si nécessaire. </li><li> Remplissez les électrodes EEG avec du gel à l&#39;aide d&#39;une seringue courbe. </li><li> Connectez électrodes EEG et STCC pour les fils de la boîte de contrôle. Le boîtier de commande doit être fixée à la partie postérieure de la calotte. Utiliser les canaux 1 et 2 pour la stimulation et ceux qui restent (3 à 8) pour l&#39;enregistrement EEG. Leur position dans le chapeau dépendra de l&#39;approche expérimentale souhaitée pour l&#39;enregistrement et la stimulation (tableau 1). En guise de démonstration, les STCC anodiques gauche classiques mis en place sera displayed: anode = M1; cathode = supraorbital controlatéral. Pour ce montage, connectez l&#39;anode (électrode rouge éponge) à la C3 et la cathode (électrode noir éponge) à Fp2. </li><li> Mettez les électrodes de référence à l&#39;un des mastoïdes en s&#39;assurant qu&#39;ils ne se touchent pas entre eux et attachés à des fils (CMS, Sense de mode commun et DRL, la jambe droite Driven) à partir de la boîte de contrôle. </li></ol> 6. Stimulation et enregistrement Set Up <ol><li> Pour configurer les paramètres de contrôle d&#39;enregistrement et stimulation, le logiciel doit être installé conformément aux instructions du fabricant. </li><li> Appuyez sur «stimulation» dans la barre horizontale sur l&#39;écran supérieur (Figure 3). </li><li> Sélectionnez l&#39;option &quot;Modifier&quot; dans l&#39;écran du haut et choisissez &quot;STCC&quot; ou &quot;faux&quot; sur d&#39;autres techniques de stimulation électrique, tels que &quot;transcrânienne alternant courant de stimulation (TAC)» et «stimulation de bruit aléatoire transcrânienne&quot; (tRNS) (Figure 3a ). La detmaux de ces approches est hors de la portée de ce document et sont mieux discutées ailleurs 12, 13. </li><li> Choisir la durée totale de la stimulation électrique, en général 20 minutes (figure 3b) et à l&#39;intensité de 2mA. Remarque: l&#39;appareil est capable de stimuler électriquement et enregistrer des signaux EEG pour un maximum de 1 heure, si nécessaire. </li><li> Choisir la position des électrodes selon l&#39;une des canaux (figure 3c). </li><li> Configurer STCC et les canaux EEG (Figure 3d) selon l&#39;approche expérimentale (tableau 1). Les électrodes de référence sont étiquetés comme DRL et CMS. Veillez à sélectionner la bonne fonction pour chaque canal. Important: étiquette de l&#39;électrode de stimulation active comme «anode» ou «cathode» et sa référence comme «retour» (Figure 3d). </li><li> Dans le menu de la barre située dans la partie inférieure de l&#39;écran, choisir la durée de la rampe de descente et de montée en puissance période, généralement de 30 sec (Figure 3e). Au cours de cette étape, vous pourrez également choisir la durée de pré-et post-enregistrements EEG (figure 3F). L&#39;enregistrement de l&#39;EEG ne dépend pas de la stimulation et peut être programmé pour démarrer avant, pendant ou après la fin des tDCS. </li><li> Pour vérifier électrode impédance presse «stimulation» dans la partie supérieure de l&#39;écran, puis «monter» dans la partie gauche de l&#39;écran, puis &quot;START CHECK IMPEDANCE» (figure 4). </li></ol> 7. Démarrez le périphérique <ol><li> Le sujet doit être détendu, confortable et éveillé pendant la procédure. </li><li> Appuyez sur «lancer» dans la partie inférieure de l&#39;écran (figure 5a). </li><li> Vérifiez si la barre grise verticale va de l&#39;avant avant (figure 5b), pendant (5c) et après (5d) les STCC. </li><li> Re-vérifier les impédances d&#39;électrodes (Figure 5e). </li><li> Appuyez sur &quot;Abandonner&quot; pour suspendre la stimulation à tout moment, si nécessaire (figure 5f). </li&gt; </ol> 8. Enregistrer des données EEG <ol><li> Appuyez sur «EEG» dans l&#39;écran supérieur pour vérifier si les signaux EEG sont visibles et sans artefacts (Figure 6, le support jaune). Les signaux peuvent être filtrés de 2 à 15 Hz afin de clarifier les traces EEG. </li><li> Enregistrement EEG démarre automatiquement dès que l&#39;icône de lancement est pressé. </li><li> Au cours de la stimulation de l&#39;EEG continu peut être vérifié dans trois panneaux différents, localisés à la barre de menu verticale (Figure 6). <ol><li> dans le domaine temporel (Figure 6): voir les données comme il est reçu, en choisissant différentes échelles temporelles et de tension. </li><li> Spectrum (Figure 7): sélectionnez un canal et de visualiser le spectre ligne d&#39;alimentation soit l&#39;écran montre la puissance de chaque fréquence EEG par Transform (FFT) analyse de Fourier rapide en temps réel. </li><li> Spectrogramme (figure 8): visualiser le spectrogramme puissance en ligne en obtenant l&#39;informationment sur le contenu en fréquence du EEG enregistré en fonction du temps (l&#39;analyse temps-fréquence). </li></ol></li><li> Dans l&#39;une des options ci-dessus le chercheur est capable de filtrer l&#39;activité EEG (Figure 6, rectangle jaune) dans les bandes de fréquences spécifiques (tableau 2). La plupart des études portant sur ​​les effets de la STCC sur l&#39;activité EEG ont utilisé cette approche pour l&#39;analyse des données (tableau 3). </li></ol>

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</ol>

Ce travail a été partiellement financé par NEUROELECTRIOUES, Barcelone en Espagne, qui produit l&#39;instrument utilisé dans cet article.

Les questions de sécurité Initialement, les sujets devraient être examinés pour des contre-indications pour STCC 11. Vérifiez aussi pour les lésions de la peau ou des maladies, car il existe des preuves de lésions induites par STCC selon intégrité de la peau. Si STCC est fortement indiqué sur une zone lésée, il est possible de le faire à moindre intensité, soit 0,5-1,0 mA. Cependant, il n&#39;est pas garanti que cela permettra d&#39;éviter les irritations de la peau ou des lésions. Ainsi, l&#39;état de la peau sous les électrodes doivent être inspectés avant et après STCC 2. Impédance et des électrodes impédances d&#39;électrode doit être aussi faible que possible. Cela réduit le risque d&#39;interférences internes et externes ou des signaux déformés. Impédances doivent également être revérifié chaque fois qu&#39;il ya un artefact présente dans le signal 37. Toutes les électrodes doivent être de bonne qualité avec des surfaces intactes. Reélectrodes utilisables avec des surfaces incompatibles peuvent créer des densités de courant inégales. Toutes les électrodes de surface devraient être appliqués avec gel conducteur suffisante pour garantir de faibles impédances, et les impédances doivent être vérifiés pour les artefacts 37. Systèmes en boucle fermée Un système en boucle fermée est un système capable de diagnostiquer les anomalies électrophysiologiques et les traiter rapidement 8, 10. Un exemple illustratif est le détecteur de pointe EEG d&#39;une crise d&#39;épilepsie. Ce principe a été appliqué avec succès chez des patients atteints d&#39;épilepsie sévère. Morrell et ses collègues 9 191 sujets traités atteints d&#39;épilepsie réfractaire au moyen d&#39;un cerveau stimulateur implanté et a observé une réduction significative de la fréquence des crises ainsi que des améliorations dans la qualité de vie. Malgré le succès, des procédures invasives sont associés à des risques et des complications comme une infection locale ou de l&#39;humeur ou cognitif effets indésirables et donc une alternative, approche non invasive est souhaitable. Par conséquent, le présent dispositif peut représenter une option intéressante pour les patients qui ont besoin d&#39;un diagnostic neurophysiologique et au traitement rapide, tels que les patients épileptiques. L&#39;application du système en boucle fermée peut pas être limitée aux patients atteints d&#39;épilepsie seulement. Un certain nombre d&#39;études récentes ont suggéré que des modifications EEG peuvent être des marqueurs de diverses maladies neuropsychiatriques 30. En utilisant une combinaison de STCC et l&#39;EEG pourrait également être utile pour optimiser les paramètres de stimulation. Ces algorithmes sont encore peu développé, mais la combinaison des résultats des études EEG et STCC peuvent aider à ce développement. Par rapport au TMS, qui est une autre technique de stimulation cérébrale non invasive, STCC est considéré comme beaucoup plus approprié à des fins thérapeutiques principalement en raison de son faible coût et la portabilité relative. En outre, avoir un système qui utilise un chapeau à tête avec électro prédéterminéde lieux peuvent standardiser emplacement de stimulation et d&#39;améliorer les résultats. Un autre avantage de ce dispositif est la possibilité de stimuler plus d&#39;un site à la fois, qui a été jugée cliniquement supérieur de stimulation conventionnelle selon certains auteurs 38, 39. Bien que le dispositif présente des avantages évidents, certaines limites doivent être abordés afin d&#39;améliorer le dispositif pour l&#39;avenir. Tout d&#39;abord, l&#39;appareil ne peut pas stimuler et enregistrer des signaux EEG au même endroit en même temps (voir la figure 9). Deuxièmement, le nombre de canaux disponibles pour enregistrer EEG est faible. La recommandation habituelle est d&#39;utiliser au moins 16 canaux d&#39;une étude EEG adéquat 40 et même plus de canaux pour électro-oculographie pour détecter les artefacts des mouvements oculaires. En effet, au cours des dernières années, on a eu tendance à augmenter le nombre de canaux dans les études EEG / STCC (tableau 3). Bien que le faible nombre de canaux miGHT affecter la sensibilité dans la détection des changements dynamiques dans l&#39;excitabilité corticale, un tel système peut toujours être utile pour trouver des algorithmes pour l&#39;emplacement des électrodes spécifiques.

La stimulation transcrânienne à courant continu (STCC) est une technique qui utilise des faibles et directe des courants électriques livrés en continu à travers le cuir chevelu pour induire des changements dans l&#39;excitabilité corticale 1, 2. L&#39;utilisation des potentiels évoqués moteurs comme un marqueur de excitabilité du cortex moteur, Nitsche et Paulus 3 ont démontré que l&#39;orientation des effets STCC plus le cerveau est polarité spécifique: la stimulation cathodique induit une diminution de l&#39;excitabilité corticale, alors que la stimulation anodique induit une augmentation de l&#39;excitabilité corticale . Cet effet sur l&#39;excitabilité corticale peut durer pendant plus d&#39;une heure après la stimulation. Ces changements STCC induites par l&#39;excitabilité corticale peut entraîner des effets comportementaux importants. Une question importante est la variabilité des effets STCC sur le comportement. Il ya plusieurs raisons pour expliquer cette variabilité. Les études sur l&#39;IRMf 4 et l&#39;électroencéphalographie (EEG) 5,6 révèlent que bien que STCC a le plus effe activationct sur le cortex sous-jacent, la stimulation évoque de vastes changements dans d&#39;autres régions du cerveau. En outre, il a été démontré que les effets STCC dépendent de l&#39;état de l&#39;activité corticale base 7. Par conséquent, compte tenu de ces sources de variabilité, l&#39;utilisation de meilleurs substituts pour mesurer les effets de la STCC est souhaitable. Dans ce contexte, nous proposons l&#39;utilisation de la surveillance EEG concomitante de fournir des données en temps réel sur l&#39;impact du STCC sur l&#39;excitabilité corticale pour plusieurs raisons. Tout d&#39;abord, afin d&#39;optimiser les paramètres de stimulation de STCC. Deuxièmement, afin de fournir des indications sur de nouvelles cibles pour les thérapies. Troisièmement, pour assurer la sécurité lors de la stimulation du cerveau, surtout chez les enfants. Quatrièmement, afin d&#39;aider à la détection précoce et le traitement de convulsions chez les patients atteints de dire système en boucle fermée épilepsie réfractaire. Enfin, ce dispositif pourrait également avoir une application potentielle dans les systèmes d&#39;interface cerveau-ordinateur. En raison du rôle critiquede suivre l&#39;évolution de l&#39;excitabilité corticale liées à la stimulation cérébrale non invasive, le but de cet article est de montrer comment combiner l&#39;utilisation de STCC avec EEG au moyen d&#39;un nouveau dispositif (StarstimÒ - Neuroelectrics Instrument Controller, v 1.0, Rev 2012-08 -01, Neurolelectrics, Barcelone, Espagne). Il convient de noter que cet article ne fournit pas de détails sur demande STCC. Pour une compréhension complète de l&#39;application de cette technique, nous vous conseillons de lire l&#39;article sur STCC de DaSilva et al 11.

<table><tbody><tr><td colspan="4">Material</td></tr><tr><td>Neoprene HeadCap </td><td>Neuroelectrics</td><td>NE019</td><td>1</td></tr><tr><td>Bandeau en néoprène</td><td>Neuroelectrics</td><td>NE020</td><td>1</td></tr><tr><td>Électrode sèche frontale frontale</td><td>Neuroelectrics</td><td>NE021</td><td>4</td></tr><tr><td>Electrode gel frontale</td><td>Neuroelectrics</td><td>NE022</td><td>8</td></tr><tr><td>Flacon gel 60cl</td><td>Neuroélectriques</td><td>NE016</td><td>1</td></tr><tr><td>Électrode de stimulation Pi cm2</td><td>Neuroélectriques</td><td>NE024</td><td>8</td></tr><tr><td>Flacon de solution saline 100ml</td><td>Neuroélectriques</td><td>NE033</td><td>1</td></tr><tr><td>Électrode éponge 25 cm2</td><td>Neuroélectriques</td><td>NE026</td><td>4</td></tr><tr><td>Électrode adhésive Front-end</td><td>Neuroélectriques</td><td>NE025</td><td>25</td></tr><tr><td>USB Bluetooth Dongle</td><td>Neuroelectrics</td><td>NE031</td><td>1</td></tr><tr><td>Carte USB avec logiciel</td><td>Neuroelectrics</td><td>NE015</td><td>1</td></tr><tr><td>Seringue incurvée</td><td>Neuroelectrics</td><td>NE014</td><td>1</td></tr><tr><td>chargeur microUSB NECBOX</td><td>Neuroelectrics</td><td>NE013</td><td>1</td></tr><tr><td>Câble d’électrode</td><td>Neuroelectrics</td><td>NE017 10</td><td>1</td></tr><tr><td colspan="4">Nom du matériau</td></tr><tr><td>StarStim NECBOX </td><td>Neuroélectriques</td><td>NE012</td><td>1</td></tr></tbody></table>

surveillance eeg simultanée pendant transcrânienne courant de stimulation

Simultaneous EEG Monitoring During Transcranial Direct Current Stimulation

La stimulation transcrânienne à courant continu (STCC) est une technique qui offre de faibles courants électriques à travers le cuir chevelu. Ce courant électrique constant induit des changements dans l&#39;excitabilité de la membrane des neurones, entraînant des changements secondaires dans l&#39;activité corticale. Bien que STCC a le plus de ses effets neuromodulateurs sur le cortex sous-jacent, effets STCC peuvent également être observées dans les réseaux de neurones éloignés. Par conséquent, la surveillance EEG concomitante des effets de la STCC peut fournir des renseignements précieux sur les mécanismes de STCC. En outre, les résultats d&#39;EEG peut être un marqueur de substitution important pour les effets de la STCC et peuvent donc être utilisées pour optimiser ses paramètres. Ce système EEG-STCC combiné peut également être utilisé pour le traitement préventif des maladies neurologiques caractérisé par des pics anormaux de l&#39;excitabilité corticale, comme des convulsions. Un tel système serait à la base d&#39;un dispositif en boucle fermée non-invasive. Dans cet article, nous présentons un nouveau dispositif qui est capable de utilizing STCC et l&#39;EEG simultanément. Pour cela, nous décrivons dans un mode étape par étape, les principales procédures de l&#39;application de ce dispositif à l&#39;aide des figures schématiques, des tables et des démonstrations vidéo. En outre, nous fournissons une revue de la littérature sur les utilisations cliniques de la STCC et ses effets corticaux mesurées par des techniques d&#39;EEG.

STCC est actuellement à l&#39;étude comme un instrument thérapeutique pour les troubles neurologiques variés, ce qui inclut la dépression majeure 14, 15, syndrome de stress post-traumatique 16, manque de nourriture 17, marijuana 18, l&#39;alcool 19 et le tabagisme 20, ainsi que la douleur 21, acouphènes 22, 23 migraine, l&#39;épilepsie 24, la maladie de Parkinson 25, 26, réadaptation post-AVC 27, 28 et dysfonctionnement cognitif 6, 29. tableau 1 montre les STCC preuve électrode à base de montages pour être utilisé comme traitement pour différentes conditions cliniques. Dans la plupart des cas, l&#39;amélioration clinique après STCC est principalement attribuable à ses effets corticaux. Il ya plusieurs façons de quantifier les changements corticaux et celles les plus fréquemment utilisées sont l&#39;imagerie fonctionnelle par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf), l&#39;excitabilité corticale TMS indexées et le electroencephalography (EEG). En comparaison avec l&#39;IRMf, EEG a une résolution spatiale plus pauvres, mais une résolution temporelle supérieure 30, qui reflète le calendrier de l&#39;activité neuronale plus de précision. En outre, par rapport à l&#39;excitabilité corticale TMS indexée, EEG fournit une plus grande résolution spatiale. Par exemple, en utilisant les STCC / appareil EEG, il est possible de détecter les changements en cours sur l&#39;EEG brut en réponse à STCC. Figure 9 montre l&#39;atténuation de l&#39;activité corticale, principalement sur ​​la région pariétale, après les STCC a été allumé (canaux C3 et C4). Notez que lors de la stimulation, il n&#39;est pas possible d&#39;enregistrer l&#39;activité cérébrale dans les mêmes canaux utilisés pour la stimulation. Les effets de la STCC sur l&#39;EEG ont été récemment étudié par plusieurs auteurs (voir le tableau 3), mais un seul a appliqué STCC et EEG concomitante 31. La plupart des études ont montré des changements significatifs sur l&#39;EEG STCC en analysant le spectre de puissance EEG en réponse à actif contresham-STCC. En utilisant l&#39;analyse du spectre de puissance, signaux EEG peuvent être décomposées en une somme de composantes de fréquences pures en utilisant une analyse FFT. De cette façon, les signaux peuvent être analysés en termes de spectre de puissance, qui fournit des informations sur la puissance du signal à chaque fréquence (tableau 2). La figure 7 montre un exemple représentatif d&#39;une activité EEG continu pendant STCC (support rouge sur le fond) et après analyse FFT (cercle rouge). Le premier pic d&#39;activité correspond à thêta (5-7 Hz) et la seconde à l&#39;alpha (8-10 Hz) fréquences de la bande. L&#39;amplitude des pics EEG est mesurée en mV 2. Un autre exemple est fourni par l&#39;étude de Maeoka et al. 36, dans laquelle les auteurs ont constaté une diminution locale alpha et une augmentation des amplitudes de The Beta Band après stimulation anodique du cortex préfrontal dorsolatéral combiné avec le stress émotionnel. Figure 10 </strong&gt; montre un exemple illustratif des effets de la STCC sur EEG quantitative (spectre de puissance). La taille du frontal alpha amplitude était significativement plus élevée en réponse à actif-STCC par rapport à sham-STCC du cortex préfrontal dorsolatéral gauche. Par conséquent, en utilisant l&#39;analyse FFT automatique (Figure 7) l&#39;enquêteur est capable de déterminer et de mesurer l&#39;amplitude des activités de fréquences EEG prédominants (delta, thêta, alpha, beta, gamma) pendant et après STCC. Selon la région d&#39;autres conditions expérimentales et stimulation, il est prévu l&#39;amplitude des bandes de fréquences EEG spécifiques changer après STCC (tableau 3). En effet, l&#39;ajout de la fonction d&#39;analyse FFT pour l&#39;enregistrement EEG au cours de STCC offre une occasion unique de comprendre les effets de neuromodulation corticale en temps réel. Enfin, les signaux EEG peuvent être analysés avec une technique appelée base d&#39;un temps-fréquence, ou spectrogramme image. Cette technique a été jugé prometteur des fins de recherche, mais ce type d&#39;analyse EEG n&#39;est pas encore totalement validé pour les intentions de diagnostic et doit être interprétée avec prudence à cet effet 8. La figure 8 montre un exemple illustratif d&#39;un spectrogramme EEG traitées par le même appareil. <img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/50426/50426fig1.jpg" /> Figure 1. Liste des matériaux nécessaires à la surveillance EEG simultanée pendant STCC: bouchon de néoprène, boîtier de commande, les câbles, électrodes, bande de mesure, une solution saline et Bluetooth USB. <img alt="Figure 2" src="/files/ftp_upload/50426/50426fig2.jpg" /> Figure 2. Localisation des vertex (Cz) sur le cuir chevelu 11: Mesurez la distance de nasion et inion marque à mi-chemin en utilisant une peaumarqueur. <img alt="Figure 3" src="/files/ftp_upload/50426/50426fig3.jpg" /> Figure 3. Stimulation Screenshot: a) en mode électrique de stimulation (STCC, TAC, tRNS, sham); b) la durée totale de la stimulation électrique; c) positionnement des électrodes selon les canaux d) STCC et la configuration des canaux EEG; e) STCC durée de rampe; f) les durées d&#39;enregistrement EEG. <img alt="Figure 4" src="/files/ftp_upload/50426/50426fig4.jpg" /> Figure 4. Montez Screenshot: contrôler les électrodes d&#39;impédance avant la stimulation commence. <img alt="Figure 5" src="/files/ftp_upload/50426/50426fig5.jpg" /> Figure 5. Lancement Screenshot: a) LANCEMENT fesses<html> sur; b) barre verticale grise avant STCC; c) barre grise verticale pendant la STCC; d) barre grise verticale après STCC; e) Impédance re-vérification; f) bouton Abandonner. <img alt="Figure 6" src="/files/ftp_upload/50426/50426fig6.jpg" /> Figure 6. Domaine temporel EEG: vérifier l&#39;activité EEG continu de base et sélectionner des fréquences de la bande EEG si nécessaire (flèche jaune en bas à droite). <img alt="Figure 7" src="/files/ftp_upload/50426/50426fig7.jpg" /> Figure 7. Spectre de puissance EEG: vérifier la bande de fréquence EEG prédominante (cercle rouge) après Transform (FFT) analyse de Fourier rapide et automatique sur l&#39;activité EEG continu brut (rectangle rouge sur le fond). oad/50426/50426fig8.jpg &quot;/&gt; Figure 8. EEG spectrogramme: Les signaux EEG (rectangle rouge sur le fond) peuvent également être transformés en images (cercle rouge) à l&#39;aide d&#39;une technique appelée temps-fréquence en fonction. <img alt="Figure 9" src="/files/ftp_upload/50426/50426fig9.jpg" /> Figure 9. L&#39;atténuation de l&#39;activité EEG pariétal en réponse à STCC anodiques (Anode = C3; Cathode = C4). Notez que lors de la stimulation il pas possible d&#39;enregistrer l&#39;activité cérébrale dans les mêmes canaux utilisés pour la stimulation. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50426/50426fig9large.jpg" target="_blank">Cliquez ici pour agrandir la figure</a> . <img alt="Figure 10" src="/files/ftp_upload/50426/50426fig10.jpg" /> Figure 10. STCC effets sur le spectre de puissance EEG: les différences de billets sur alpha frontal (a) et bêta (b) </strong&gt; amplitude en réponse à actif-STCC par rapport à sham-STCC sur le cortex préfrontal dorsolatéral gauche. <table border="1"><tbody><tr><td> Maladie </td><td> Auteurs </td><td> Le positionnement de l&#39;électrode d&#39;anode </td><td> le positionnement de l&#39;électrode de cathode </td></tr><tr><td> Dépression </td><td> . Boggio et al, 2008;. Loo et al 2012 </td><td> DLPFC </td><td> Supraorbital </td></tr><tr><td> Douleur </td><td> Fregni et al. 2006 </td><td> M1 </td><td> Supraorbital </td></tr><tr><td rowspan="3"> Stroke </td><td> Lindenberg et al. 2010 </td><td> M1 </td><td> M1 </td></tr><tr><td rowspan="2"> Boggio et al. 2007 </td><td> M1 (côté affecté) </td><td> Supraorbital </td></tr><tr><td> Supraorbital </td><td> MI (côté non affecté) </td></tr><tr><td> Acouphènes </td><td> Fregni et al. 2006 &lt;/ Td&gt; <td> LTA </td><td> Supraorbital </td></tr><tr><td rowspan="2"> Parkinson </td><td> Benninger et al. 2010 </td><td> M1/DLPFC </td><td> Mastoid </td></tr><tr><td> Fregni et al. 2006 </td><td> M1 </td><td> Supraorbital </td></tr><tr><td> Migraine </td><td> Antal et al. 2011 </td><td> V1 </td><td> Oz </td></tr><tr><td> L&#39;abus d&#39;alcool </td><td> Boggio et al. 2008 </td><td> R / L - DLPFC </td><td> L / R - DLPFC </td></tr></tbody></table> Tableau 1. STCC électrode de montages dans différentes conditions cliniques Legends: LTA, Surface temporo-pariétale gauche, V1, Visual cortex; DLPFC, cortex préfrontal dorsolatéral; M1, du cortex moteur, R, Droite, L, Gauche.. <table border="1"><tbody><tr><td> Bands </td><td> Symbole </td><td> Fréquence (Hz) </td><td> Meilleur site d&#39;enregistrement </td><td><strong&gt; Plus important pendant ... </td></tr><tr><td> Delta </td><td> δ </td><td> 1-4 </td><td> Frontal (adultes), postérieure (enfants) </td><td> Profondes stades de sommeil (3 et 4) </td></tr><tr><td> Theta </td><td> θ </td><td> 5-7 </td><td> Diffuser dans le cuir chevelu </td><td> Somnolence </td></tr><tr><td> Alpha </td><td> α </td><td> 8-12 </td><td> Régions postérieures </td><td> Se réveille, les yeux fermés </td></tr><tr><td> Beta </td><td> β </td><td> 13-30 </td><td> Frontal </td><td> L&#39;effort mental, le sommeil profond </td></tr><tr><td> Gamma </td><td> γ </td><td> 31-45 </td><td> Cortex somato-sensoriel </td><td> Tâches de mémoire à court terme et la stimulation tactile </td></tr></tbody></table> Tableau 2. Les bandes de fréquence EEG. <table border="1"><tbody><tr><td> Auteurs </td><td> Le positionnement de l&#39;électrode d&#39;anode </td><td&gt; Cathode de positionnement d&#39;électrode </td><td> Canaux EEG (nombre) </td><td> Principaux résultats </td></tr><tr><td> Ardolino et al. 2005 </td><td> FP1 </td><td> C4 </td><td> 4 </td><td> Augmentation bilatérale du delta frontal et bandes thêta. </td></tr><tr><td> Keeser et al. 2011 </td><td> F3 </td><td> FP2 </td><td> 25 </td><td> Diminution de la bande delta frontal et préfrontal. </td></tr><tr><td> Marshall et al. 2011 </td><td> F3/F4 </td><td> Mastoïdes </td><td> 7 </td><td> - Sommeil non-REM: diminution frontale de la bande delta. - Le sommeil paradoxal: augmentation globale de la bande gamma. </td></tr><tr><td> Wirth et al. 2011 </td><td> F3 </td><td> L&#39;épaule droite </td><td> 52 </td><td> Baisse globale dans la bande delta. </td></tr><tr><td> Zaehle et al. 2011 </td><td> F3 </td><td> Mastoïdes </td><td> 32 </td><td> - Anodal: augmentation locale de tHeta et alpha bandes. - Cathodique: diminution locale de bandes thêta et alpha. </td></tr><tr><td> Jacobson et al. 2011 </td><td> Entre T4-FZ </td><td> FP1 </td><td> 27 </td><td> Diminution de la droite bande thêta frontal. </td></tr><tr><td> Polania et al. 2011 </td><td> C3 </td><td> Fp3 </td><td> 62 </td><td> - La synchronisation globale de toutes les bandes étudiées. </td></tr><tr><td> Maeoka et al. 2012 </td><td> F3 </td><td> FP2 </td><td> 128 </td><td> Augmentation locale de la beta et une diminution des bandes alpha. </td></tr></tbody></table> Tableau 3. Les études analysant les effets de la STCC sur les enregistrements EEG.

La stimulation transcrânienne à courant continu (STCC) est une technique de stimulation cérébrale non invasive qui a montré des effets thérapeutiques initiales dans plusieurs conditions neurologiques. Le principal mécanisme qui sous-tend ces effets thérapeutiques est la modulation de l&#39;excitabilité corticale. Par conséquent, le suivi en ligne de l&#39;excitabilité corticale aiderait paramètres de stimulation de guidage et d&#39;optimiser ses effets thérapeutiques. Dans le présent article, nous examinons l&#39;utilisation d&#39;un nouveau dispositif qui combine STCC simultanées et la surveillance EEG en temps réel.

Surveillance EEG simultanée pendant transcrânienne courant de stimulation

Transcranial  direct current stimulation (tDCS) is a technique that delivers weak electric  currents through the scalp. This constant electric current ...

L'objectif général de cette procédure est de démontrer la technique de surveillance simultanée par EEG pendant une stimulation transcrânienne en courant continu. Pour cela, nous décrirons de manière pas à pas toutes les étapes d'application de cet appareil à l'aide de figures schématiques, de tableaux et de démonstrations vidéo. La procédure commence par l'assemblage du matériel nécessaire et la mesure de la tête.Ensuite, les électrodes de stimulation transcrânienne à courant continu, ou STCC, et celles d'enregistrement de l'EEG sont positionnées sur le casque. Puis, la stimulation électrique au niveau de la tête est activée. La dernière étape consiste à interpréter les signaux EEG obtenus pendant la STCC.Quaia.La stimulation par courant continu est une technique qui délivre de faibles courants électriques à travers le cuir chevelu. Ce courant électrique constant induit des modifications de l'excitabilité membranaire neuronale, entraînant des changements secondaires dans la plasticité corticale. Bien que la DCS exerce la plupart de ses effets neuromodulateurs sur le cortex sous-jacent, des effets de la DCS peuvent également être observés dans des réseaux neuronaux éloignés. L'utilisation concomitante d'un EEG avec la DCS peut fournir des informations précieuses sur les mécanismes de la DCS.En outre, les résultats électroencéphalographiques peuvent constituer un marqueur de substitution important pour évaluer les effets de la STDC, permettant ainsi d'optimiser ses paramètres et de garantir la sécurité de la procédure. Par exemple, chez les enfants, comparée à l'IRM fonctionnelle, l'EEG présente l'inconvénient d'une résolution spatiale moindre. Toutefois, elle offre une résolution temporelle supérieure, reflétant plus précisément le moment de l'activité neuronale.En outre, par rapport aux paramètres corticaux du SMT, l'EEG pourrait fournir une compréhension plus précise de l'activité corticale en cours pendant et après la STC. Pour commencer la procédure, préparez tous les matériaux nécessaires, puis reliez toutes les électrodes au boîtier de contrôle. Ce dispositif doit être chargé périodiquement à l'aide du chargeur de batterie du boîtier de contrôle.Ensuite, connectez la boîte de contrôle à l'ordinateur à l'aide d'un câble USB pour la connexion Bluetooth. Pour la mesure de la tête, mesurez la distance entre le nasion et l'inion. Marquez ensuite le point médian comme étant le vertex ou CZ à l'aide d'un marqueur cutané.Examinez la peau à la recherche de lésions préexistantes et évitez toute stimulation électrique. Enregistrement d'EEG sur une peau endommagée ou sur des lésions du crâne. Nettoyez la surface de la peau pour éliminer tout résidu de lotion, de saleté ou de graisse, puis laissez-la sécher.Maintenant, imbiber les électrodes TDCS à éponge avec la solution saline : pour une éponge de 25 à 35 centimètres carrés, environ six millilitres de solution par côté peuvent suffire. Ensuite, insérez les électrodes TDCS à éponge et les électrodes EEG dans le casque. Assurez-vous que le sujet soit assis confortablement.Placer le capuchon sur la tête du sujet de manière à ce que le vertex mesuré sur la tête corresponde au point CZ du capuchon. Utiliser une seringue courbe pour remplir les électrodes EEG avec du gel. Fixer la boîte de commande à la partie postérieure du capuchon.Utilisez le canal un et deux pour la stimulation et les canaux trois à huit pour l'enregistrement EEG. Leur position dans le casque dépend de l'approche expérimentale souhaitée, tant pour l'enregistrement que pour la stimulation. Dans cette démonstration, on utilisera la configuration classique de TDCS anodique gauche.Relier l'anode indiquée par l'électrode en éponge rouge au C3 et la cathode indiquée par l'électrode en éponge noire au FP deux. Connecter les fils à la boîte de commande et fixer celle-ci à la région occipitale du casque. La boîte de commande se connecte à l'ordinateur via une interface sans fil.Pour commencer la procédure de stimulation, cliquez d'abord sur « stimulation » dans la barre horizontale située dans la partie supérieure de l'écran, sélectionnez « éditer » dans la partie supérieure de l'écran et choisissez TDCS ou faux (sham) parmi d'autres techniques de stimulation électrique telles que la stimulation transcrânienne par courant alternatif et la stimulation transcrânienne par bruit aléatoire. Ensuite, cliquez sur « lancer » dans la partie inférieure de l'écran. Vérifiez que la barre grise verticale est en mouvement.Pendant la TDCS, les valeurs d'impédance des électrodes doivent être constamment surveillées et il faut cliquer à bord pour interrompre la stimulation à tout moment si nécessaire. Le domaine temporel de l'EEG nous permet de vérifier l'activité EEG de base continue et de sélectionner les fréquences des bandes EEG si besoin. Le spectre de puissance de l'EEG nous permet de vérifier la bande de fréquence EEG prédominante après une analyse automatique par transformée de Fourier rapide des activités EEG continues brutes dans le spectrogramme EEG.Nous pouvons transformer les signaux EEG en images à l'aide d'une technique appelée analyse temps-fréquence. Ces figures montrent les différences d'amplitude alpha frontale en réponse à une TDCS active comparée à une TDCS factice appliquée sur le cortex préfrontal dorsolatéral gauche. À l'aide de l'analyse automatique de transformation en ondelettes rapide, l'investigateur peut déterminer et mesurer l'amplitude de l'activité de fréquence EEG prédominante pendant et après la TDCS.En fonction de la région de la stimulation et des autres conditions expérimentales, l'amplitude des bandes de fréquence spécifiques de l'EEG devrait changer après la stimulation transcrânienne directe (TDCS). En effet, cette analyse offre une opportunité unique de comprendre les effets neuromodulateurs en temps réel. L'application d'un système en boucle fermée pourrait ne pas être limitée aux patients épileptiques uniquement.Un certain nombre d'études récentes ont suggéré que les altérations du SG pourraient être des marqueurs de diverses maladies neuropsychiatriques. Par conséquent, une combinaison de STDC et d'EEG pourrait constituer une option pour la détection rapide des effets neurophysiologiques de la STDC, afin d'optimiser les protocoles de stimulation, par rapport à la stimulation magnétique transcrânienne, une autre technique de stimulation cérébrale non invasive. La STDC est considérée comme beaucoup plus adaptée aux objectifs thérapeutiques, principalement en raison de ses faibles coûts et de sa portabilité.Cependant, même s'il est portable, un système utilisant un casque muni d'électrodes à des emplacements prédéterminés peut standardiser l'emplacement de la stimulation et améliorer les résultats. Un autre avantage de cet appareil est la possibilité de stimuler plusieurs sites simultanément, ce qui s'est révélé cliniquement supérieur à la stimulation conventionnelle selon certains auteurs.

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