Modulation de l’excitabilité corticospinale pendant l’observation de l’action

L'objectif général de l'expérience suivante est d'explorer l'excitabilité corticospinale. Les changements d'excitabilité induits par l'observation d'actions dans un contexte interactif permettent d'identifier le moment où la tendance automatique à imiter l'action d'autrui devient une préparation à une réponse non identique. Cela est réalisé en utilisant une stimulation magnétique transcrânienne en une seule impulsion au niveau du cortex moteur primaire afin d'évaluer l'excitabilité corticospinale avec une résolution temporelle relativement élevée, dans un second temps.

La neuronavigation est utilisée pour maintenir une position constante de la bobine de SMT tout au long de l'expérience. Ensuite, l'activité électromyographique est enregistrée à partir des muscles de la main afin de suivre les changements d'excitabilité induits par l'action. Les résultats de l'observation montrent un passage précoce d'une réponse émulée à une réponse liée au contexte dans l'activité corticospinale, basé sur une activation différentielle des muscles de la main stimulée.

Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés relatives au domaine des neurosciences sociales et plus précisément à l'observation de l'action. De nombreuses questions restent sans réponse quant à la manière dont les actions observées, une fois intégrées dans notre système moteur, peuvent être conciliées avec l'indication de préparation. En effet, des réponses non identiques sont des mécanismes sous-jacents à l'observation de l'action susceptibles d'être influencés par ce qui est requis dans un contexte social.

Les implications de cette technique pourraient s'étendre à des applications futures en milieu clinique, car elle permet d'obtenir une évaluation directe des effets de la plasticité corticale motrice chez des individus atteints de troubles sociaux. Avant l'expérience, préparez des vidéos montrant un modèle exécutant des séquences d'actions impliquant la manipulation d'objets sur une table. Ces vidéos doivent inclure des conditions à la fois non sociales et sociales.

Le sujet de recherche observera ces mouvements corporels pendant l'expérience de stimulation magnétique transcrânienne. Commencez la procédure expérimentale en préparant cinq électrodes monopolaire argent-chlorure d'argent centrées, avec une surface de capteur de neuf millimètres, reliées à une boîte d'entrée EXG portable isolée. Connectez à l'amplificateur principal d'EMG.

Présentez un aperçu de l'étude au participant et obtenez un consentement éclairé par écrit. Demandez-lui d'enlever tous les objets métalliques et tous les objets sensibles aux champs magnétiques, car la variation rapide du courant dans la bobine est capable d'induire un champ magnétique variable. Ensuite, demandez au participant de s'asseoir dans un fauteuil confortable et de placer son bras droit sur un support complet pour le bras.

Ajustez également la tête sur un repose-tête. Demandez au participant d'observer attentivement les stimuli visuels et de rester concentré. Précisez également qu'il sera interrogé ultérieurement sur le contenu des vidéos.

Commencez par déterminer par palpation la position des électrodes pour les muscles interosseux dorsal premier et abducteur du petit doigt. Pendant l'activation musculaire volontaire maximale, nettoyez la peau à tous les emplacements des électrodes. Appliquez ensuite légèrement un gel abrasif de préparation cutanée sur toute la zone à l'aide d'un tampon de gaze.

Retirez tout excès à l’aide d’un tampon propre. Ensuite, placez deux électrodes de surface, chacune contenant une petite quantité de pâte conductrice EEG hydrosoluble, au-dessus de chaque muscle et fixez-les à la peau à l’aide de tampons auto-adhésifs.

Ensuite, réalisez un montage tendon-ventre en plaçant les électrodes actives sur les ventres musculaires du muscle interosseux dorsal premier droit (FDI) et du muscle abducteur du court du pouce (A DM), et les électrodes de référence sur l'articulation métacarpo-phalangienne homolatérale. Fixez également une seule électrode de masse contenant une pâte conductrice sur le poignet gauche du participant. Connectez les électrodes à l'entrée commune de la boîte d'entrée EXG et vérifiez les valeurs d'impédance au cas où elles dépasseraient le seuil de cinq ohms par rapport à la peau.

Placez ensuite une bobine de 70 millimètres en forme de huit, reliée à un stimulateur Mag Stim 200, à un angle de 45 degrés par rapport à la scissure interhémisphérique, et positionnez-la perpendiculairement par rapport au sillon central. Assurez-vous que la poignée est orientée latéralement et vers le bas afin d'induire un courant cérébral postéro-antérieur à travers le gyrus précentral. Appliquez ensuite une impulsion unique de stimulation magnétique transcrânienne (SMT) sur le cuir chevelu recouvrant le cortex moteur primaire gauche correspondant à la région de la main.

Utilisez un système international 10-20 avec le site stimulé correspondant à l'emplacement C3 afin de déterminer la position optimale sur le cuir chevelu pour provoquer des potentiels évoqués moteurs dans les muscles de la main. Déplacez l'intersection d'environ 0,5 centimètre par pas autour de la zone cible et appliquez des impulsions de stimulation magnétique transcrânienne (TMS) à une intensité constante. Une fois la zone cible correctement identifiée, stabilisez la bobine à l'aide d'un support mécanique afin de maintenir la position.

Ensuite, utilisez un système de neuro-navigation pour maintenir une position constante de la bobine tout au long de l'expérience et éviter tout biais dû à de légers mouvements de la tête du participant pendant la collecte des données. Appliquez également des marqueurs sphériques passifs à la fois sur la bobine et sur la tête du participant. Enregistrez les positions des marqueurs à l’aide d’un numériseur optique afin de pouvoir les reproduire sur l’affichage du système de neuro-navigation.

Détectez toute différence dans la position spatiale et l'orientation de la bobine, et adoptez une tolérance de deux à trois millimètres pour chacune des coordonnées cartésiennes. Utilisez également les informations en ligne tridimensionnelles concernant le positionnement initial et réel de la bobine afin de permettre un repositionnement précis de la bobine de stimulation magnétique transcrânienne (TMS) pendant la session expérimentale. Ensuite, pour déterminer le seuil moteur au repos individuel (RMT), identifiez l'intensité de stimulation minimale nécessaire pour produire des potentiels moteurs évoqués (MEP) fiables dans un muscle au repos lors de cinq essais consécutifs sur dix.

Conservez l'intensité de la stimulation à une valeur fixe, par exemple 110 % du seuil moteur repos (RMT), pendant toute la durée de l'enregistrement, et utilisez un filtre passe-bande de 20 hertz à un kilohertz pour enregistrer les signaux myographiques bruts. Commencez la séance expérimentale en enregistrant d'abord 10 potentiels évoqués moteurs pendant que le participant observe passivement une croix de fixation de couleur blanche sur un fond noir à l'écran de l'ordinateur. Ensuite, demandez au sujet de visionner la vidéo pendant que les données EMG sont enregistrées à partir des muscles DM droit et FDI, et qu'une impulsion TMS est délivrée à l'un des cinq points temporels possibles de la vidéo.

Les trois premiers instants correspondent au moment où la main du modèle entre en contact avec la gourde, au moment où le modèle termine de verser le café dans la troisième tasse, et au moment où le modèle commence à retirer sa main de la troisième tasse, puis stimuler dans les conditions non sociales et sociales respectivement lorsque le bras du modèle commence à revenir à la position initiale ou commence à se déplacer vers la quatrième tasse. Et lorsque le bras du modèle revient au point de départ ou atteint la quatrième tasse, insérer un intervalle de repos de dix secondes entre les vidéos et faire apparaître un message pendant les cinq premières secondes rappelant au participant de garder les mains posées tranquillement et complètement détendues. Lorsque le message disparaît, faire apparaître une croix de fixation pendant les cinq secondes restantes.

Enfin, enregistrez 10 autres PIM à la fin de la séance expérimentale. Après amplification, numérisez les signaux myo et stockez-les sur l'ordinateur pour une analyse ultérieure. Calculez séparément pour les muscles A DM et FDI l'amplitude moyenne crête à crête des PIM pour chaque condition, excluez les réponses s'écartant de plus de deux écarts types par rapport à la moyenne, puis vérifiez la présence de variations de l'excitabilité corticospinale liées à la STM chez chaque participant.

Pour ce faire, comparez les deux séries d'amplitudes des PIM enregistrées à partir de chaque muscle pendant les essais de ligne de base de fixation au début et à la fin de l'expérience. La moyenne des amplitudes des deux séries peut être utilisée pour établir la valeur de base individuelle destinée aux procédures de normalisation des données, pour chaque muscle séparément. Enfin, calculez les valeurs de rapport à l'aide de la valeur de base individuelle du participant ; observer une séquence d'actions en deux étapes contenant implicitement une demande de mouvement complémentaire a provoqué un passage de l'émulation à la réactivité dans l'activité corticospinale du spectateur lors des essais réalisés.

Cela indique précisément le moment où le changement s'est produit. Inversement, une variation annonciatrice et imitative se produit dans les meps de l'observateur. Au moment où le poignet du modèle commence à revenir à sa position initiale, correspondant à la condition non sociale, le FDI était, comme prévu, activement impliqué dans tous les mouvements observés et les actions simulées.

Après avoir visionné cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la manière d'évaluer la spécificité de la facilitation corticospinale pendant l'observation d'un mouvement en utilisant une stimulation magnétique transcrânienne en une seule impulsion appliquée sur le cortex moteur primaire, une neuro-navigation et l'enregistrement de l'activité électromyographique des muscles effecteurs. Une fois développée, cette technique a ouvert la voie aux chercheurs pour explorer l'effet de facilitation modale durant l'observation d'action. Chez l'humain, ce protocole nous permet d'étudier comment et quand les mécanismes d'appariement se transforment en mécanismes complémentaires.

Lorsqu'une demande d'une action non informatique devient évidente.