Transcrânienne à courant de stimulation et simultanée fonctionnelle imagerie par résonance magnétique

L’objectif général de l’expérience suivante est d’illustrer la mise en œuvre de la stimulation transcrânienne à courant continu ou TDCS lors de l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle simultanée. Pour évaluer comment la stimulation affecte les fonctions cérébrales humaines, la première étape consiste à assembler l’équipement nécessaire, qui comprend l’IRM, des câbles compatibles, des électrodes et des boîtes de filtre. Dans un deuxième temps, l’équipement TDCS doit être installé à l’intérieur et à l’extérieur du scanner.

Ensuite, le participant est dépisté et préparé pour le TDCS intra-scanner. Une fois que le participant a été déplacé dans l’alésage du scanner, la stimulation est activée et l’expérience FMRI commence. En fin de compte, les résultats des participants scannés pendant A-T-D-C-S sont comparés dans un, au sein de la conception des sujets, aux résultats obtenus lors d’une séance TDCS simulée distincte pour révéler l’impact de la stimulation sur l’activité cérébrale fonctionnelle.

Le principal avantage de l’intra maladie par rapport aux protocoles TS purement comportementaux est qu’il permet d’étudier le mécanisme neuronal sous-jacent aux effets de simulation. De plus, par rapport à d’autres techniques de neuro-imagerie comme E-E-G-F-M-R-I offre une résolution spatiale supérieure et permet également de vérifier la position de l’électrode sur le calcal. L’utilisation combinée de l’IRMF et du TDCS peut aider à démêler les mécanismes neuronaux associés à l’action du TDCS dans le cerveau sain, ainsi que dans un certain nombre de conditions pathologiques différentes comme les accidents vasculaires cérébraux ou la démence.

Comprendre comment le TDCS fonctionne dans le cerveau pourrait éventuellement améliorer les applications cliniques de cette technique, car un certain nombre d’étapes critiques doivent être exécutées dans le bon ordre et de manière urgente. Une bonne planification et une bonne familiarisation avec ces étapes sont nécessaires pour une mise en œuvre réussie. Si elle est correctement exécutée, la technique ne présente qu’un risque minime pour les participants.

Cependant, les chercheurs doivent s’assurer de suivre les directives de sécurité établies en matière d’IRM et de TDCF. La conception expérimentale se compose de deux segments FMRI réalisés pendant T-D-C-S-A séquence d’état de repos de cinq minutes et d’une tâche de génération de mots sémantiques manifestes de 11 minutes. La durée de 20 minutes au TDCS commence environ une à deux minutes avant les balayages, couvre toute la durée des deux balayages fonctionnels, ainsi que de courtes pauses et des instructions entre les balayages.

Des balayages structurels supplémentaires sont acquis à la suite de l’IRM de repos et de la tâche F. La séance de stimulation simulée consiste en 30 secondes de TDCS avant l’état de repos FMRI sans TDCS pendant le reste du protocole pour la tâche de langage, utilisez un logiciel de présentation de stimulus pour projeter une image visuelle de diverses catégories sémantiques sur un écran à l’intérieur du scanner. La projection s’effectue via un projecteur et un système de miroirs reliés à l’ordinateur.

Un microphone compatible avec l’IRM est utilisé pour la transmission de réponses verbales manifestes. Pour configurer le programme de l’appareil TDCS, l’appareil qui délivre un courant continu constant d’un milliampère pendant 20 minutes garantit que le stimulateur est suffisamment chargé. Sinon, il peut s’arrêter pendant l’expérience, assembler tout l’équipement, les câbles et les électrodes nécessaires au TDCS comme décrit dans le protocole texte.

Dans la salle de contrôle IRM, placez le boîtier de filtre extérieur à proximité du tube de filtre RF utilisé pour faire passer les câbles dans la salle de scanner. Notez que le boîtier du filtre extérieur est clairement étiqueté. Le boîtier de filtre intérieur et extérieur ne doit pas être mélangé.

Ensuite, connectez le stimulateur à la boîte extérieure à l’aide du câble du stimulateur. Mesurez la longueur du câble nécessaire pour connecter les boîtiers de filtre intérieur et extérieur, en laissant suffisamment de câble passer le long des murs de la salle des scanners. Insérez le câble du boîtier dans le tube de filtre RF et connectez-le au boîtier de filtre extérieur dans la salle du scanner.

Placez le boîtier de filtre intérieur à l’intérieur de l’extrémité arrière de l’alésage du scanner et utilisez du ruban adhésif pour le maintenir en place. Fixez le câble de la boîte aux parois à l’aide d’un ruban adhésif et connectez-le à l’intérieur du boîtier de filtre du scanner, en évitant toute boucle dans les câbles car ceux-ci peuvent induire un chauffage RF. Complètement. Dépister les participants pour les contre-indications à l’IRM et au TDCS, telles que les stimulateurs cardiaques, le milieu du corps et la claustrophobie.

Après avoir expliqué la procédure, informez-vous comme avec les configurations TDCS conventionnelles pour préparer le placement des électrodes. Inspectez la peau du participant à la recherche de lésions préexistantes et éloignez les poils. Nettoyez ensuite la peau avec de l’alcool pour améliorer l’état de la peau.

Après avoir trempé les poches d’éponge avec une solution saline, insérez les électrodes compatibles IRM dans les poches à l’aide d’un stylo qui laisse des traces magnétiques non faro. Tout d’abord, marquez l’intersection de T trois F trois et F sept C3 sur la tête du sujet, puis marquez le point médian entre F sept et F trois. Marquez maintenant le centre d’une ligne reliant ces deux points et placez l’anode à ce point.

Placez ensuite la cathode sur la position supraorbitale droite et fixez les deux électrodes avec un élastique. Après un dernier contrôle de sécurité à l’extérieur du scanner, guidez le participant à l’intérieur de la salle du scanner, puis à proximité du scanner pour connecter le câble de l’électrode à la boîte de filtre intérieure. Ensuite, allumez le stimulateur et testez l’impédance, par exemple en appuyant simultanément sur les boutons supérieur droit et inférieur gauche du stimulateur.

Les impédances sont généralement plus élevées au cours de cette procédure par rapport aux protocoles T DS S standard en raison de la résistance plus élevée de la longueur du câble et des boîtes de filtre, il est donc essentiel de tester les impédances avant de commencer le balayage. Si les limites d’impédance sont atteintes, le stimulateur s’arrête automatiquement si cela se produit. Les remèdes possibles incluent s’assurer que les électrodes sont en contact avec le cuir chevelu, nettoyer la peau, encore une fois, appliquer plus de solution saline sur les éponges.

Positionnez le participant sur le portique du scanner. Assurez-vous que les électrodes sont toujours dans la bonne position. Ensuite, faites passer le câble d’électrode à travers la partie inférieure gauche de la bobine de tête et fixez le câble pour vous assurer qu’il ne s’accrochera pas au portique.

Lorsque le portique est déplacé. Fermez ensuite la bobine de tête et remettez le bouton d’urgence au participant. Faites ensuite glisser le participant dans le scanner.

Ensuite, attrapez le câble d’électrode à l’arrière du scanner et connectez-le au boîtier de filtre intérieur et quittez la pièce. Utilisez l’interphone du scanner pour informer le participant du début de la session de numérisation. Démarrez le balayage structurel d’alignement de piste à l’aide de la console de balayage après la fin de la période d’acquisition.

Inspectez le balayage d’alignement de piste à la recherche d’artefacts à haute fréquence en double-cliquant sur le balayage d’alignement de piste et en ajustant le contraste en maintenant le bouton droit de la souris enfoncé tout en déplaçant la souris vers la gauche et la droite. Utilisez l’interphone du scanner pour communiquer au sujet que la stimulation va commencer et qu’il ou elle pourrait ressentir une sensation de picotement sur le cuir chevelu pendant une courte période. Répétez ensuite les instructions pour la première analyse fonctionnelle.

Pour l’examen à l’état de repos, demandez au participant de garder les yeux fermés pendant toute la durée de l’examen de cinq minutes. Bouger le moins possible et ne penser à rien en particulier. Assurez-vous également que le projecteur est éteint manuellement.

Démarrez le TDCS environ une à deux minutes avant le début de l’analyse fonctionnelle de l’état de repos. Utilisez la console de l’analyseur pour charger la séquence d’état de repos. Double-cliquez sur la séquence d’état de repos pour ouvrir le champ de vision et ajuster la position pour couvrir tout le cerveau et s’aligner approximativement avec la commissure antérieure postérieure.

Surveillez l’impédance tout au long de l’expérience à l’aide d’un deuxième chercheur lors de la réalisation d’études en double aveugle pendant que la séquence d’état de repos est en cours. Chargez la deuxième séquence d’imagerie fonctionnelle, qui est la tâche de langue, et ajustez le champ de vision comme auparavant à l’aide de la console du scanner pour réduire le temps nécessaire entre les numérisations.

Après la fin de la séquence d’état de repos, allumez le projecteur pour permettre l’affichage visuel des stimuli expérimentaux pendant la tâche de langage. Double-cliquez sur l’icône du logiciel de présentation et chargez le paradigme linguistique. Utilisez l’interphone du scanner pour répéter les instructions pour le paradigme FMRI lié à la tâche et commencez la tâche à la fin de la stimulation et de l’expérience FMRI.

Poursuivez les balayages structurels prévus. À la fin de l’expérience, débranchez le câble de l’électrode de la boîte de filtre intérieure avant de sortir le participant de l’alésage du scanner. Ensuite, détachez la bobine de tête et demandez au participant de s’asseoir et de retirer les électrodes avec soin.

Des études FMRI au cours d’une tâche de génération de mots sémantiques ont montré une activité réduite dans la partie ventrale du gyrus frontal inférieur chez les adultes plus jeunes et plus âgés qui ont reçu A-T-D-C-S par rapport à lorsque les mêmes sujets ont été scannés pendant la stimulation simulée. Aucune différence significative n’a été observée dans le gyrus frontal inférieur gauche et l’IRMF. Le balayage à l’état de repos effectué pendant A-T-D-C-S par rapport à un balayage à l’état de repos acquis chez les mêmes 18 participants au cours d’une séance TDCS fictive distincte illustre les régions du cerveau montrant une connectivité améliorée pendant A-T-D-C-S indiquées en rouge et les régions montrant une connectivité réduite indiquées en bleu.

À l’avenir, cette nouvelle technique pourrait être utilisée dans des populations cliniques pour améliorer l’efficacité des interventions existantes ou pour développer de nouveaux protocoles scientifiquement fondés. Pour approfondir notre compréhension des effets sous-jacents de la TT CS, cette technique pourrait être complétée par d’autres techniques telles que l’EEG TT S afin d’exploiter la résolution temporelle supérieure de ces techniques. Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension des exigences techniques, de la mise en œuvre et des considérations de sécurité de l’utilisation combinée du TDCS et de l’IRM.