24 août 2017
La capacité d’induire ou contrôler la plasticité neuronale peut être critique dans futurs traitements pour les troubles neurologiques et la récupération de la lésion cérébrale. Dans cet article, nous présentons un protocole sur l’utilisation de la formation de neurofeedback avec imagerie de résonance magnétique fonctionnelle pour moduler le fonctionnement du cerveau humain.
L’objectif global de cette procédure est de permettre un contrôle localisé des mécanismes neuroplastiques dans le cerveau humain. Utilisation du neurofeedback à partir de l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle en temps réel. L’entraînement par neurofeedback a le potentiel de lutter contre les troubles neurologiques du cerveau en modifiant les potentiels synaptiques dans les régions cérébrales cibles, sans l’utilisation de médicaments pharmaceutiques ou d’intervention chirurgicale invasive.
Le principal avantage de cette technique est que les sujets peuvent apprendre à modifier de manière systématique l’activité cérébrale localisée. Les stratégies utilisées pour modifier l’activité cérébrale localisée peuvent être traduites en plateformes omniprésentes telles que les téléphones intelligents, les tablettes, pour permettre une solution simple à la maison. Des potentiels synaptiques anormaux dans la connectivité cérébrale sont associés à de nombreux troubles neurologiques, notamment l’autisme, les lésions cérébrales traumatiques, la maladie de Parkinson et les troubles vestibulaires.
Une rétroaction est basée sur des changements chimiodynamiques associés à l’activité neuronale et a donc une faible résolution temporelle, ce qui rend l’entraînement plus difficile pour certains sujets. Étant donné que l’hyperactivité des régions cérébrales est souvent constatée chez les patients souffrant d’acouphènes, cette approche vise à enseigner aux sujets à réguler à la baisse l’activité dans les régions d’intérêt. Commencez par connecter la sortie de déclenchement TR de l’appareil d’imagerie par résonance magnétique ou d’IRM à l’ordinateur de stimulation. Positionnez ensuite l’écran compatible MR de manière à ce qu’il soit visible par le participant via le miroir fixé à la bobine de tête.
Ensuite, demandez au participant de s’allonger en position couchée sur la table du scanner. Placez les écouteurs sur la tête du participant et assurez-vous que les oreilles sont couvertes. Ensuite, demandez-leur de garder la tête à l’intérieur de la bobine de tête.
Verrouillez le haut du corps de la bobine de tête en place et fixez le miroir à la bobine de tête. Placez les dispositifs d’intervention dans les mains du participant. Ensuite, marquez l’emplacement de la nasion du participant par rapport au scanner et déplacez le point de repère vers l’emplacement au centre de l’alésage de l’IRM.
Enfin, vérifiez que le participant peut voir l’ensemble de l’affichage à l’aide du miroir. Commencez par fournir des instructions de tâche au participant dans la salle d’IRM. Ensuite, commencez l’administration synchronisée des stimuli audibles et l’acquisition de données en appuyant sur le bouton de balayage du scanner IRM.
Collectez des images planaires d’écho cérébral entier à l’aide d’une séquence d’impulsions IRM d’écho de rappel de gradient. Ensuite, utilisez des statistiques multivariées pour calculer une carte d’activation et utilisez la carte d’activation superposée à une image IRMf moyenne pour déterminer la région dans laquelle le signal de rétroaction pour le neurofeedback ultérieur sera dérivé. Ensuite, naviguez dans les coupes à l’aide de la barre de défilement de coupe pour trouver des marqueurs anatomiques visibles dans les données IRMf, tels que la surface inférieure de la corne frontale des ventricules latéraux.
Seuilz la carte d’activation à l’aide de la barre de défilement de seuil, pour révéler les cellules de boîte les plus vigoureusement activées lors du localisateur fonctionnel dans la région cible. Enfin, utilisez le bouton gauche de la souris pour sélectionner des voxels individuels avec une activation supérieure au seuil sélectionné et dans la région cible à ajouter au retour sur investissement. Commencez par demander au participant d’effectuer des tâches de pleine conscience qui stimulent l’activité cérébrale vers les états souhaités.
Dans l’exemple de l’acouphène, demandez au participant de détourner l’attention du système auditif vers l’un ou l’autre des systèmes sensoriels pour réduire l’activité auditive. Afin de normaliser les données avant de présenter une rétroaction, demandez au participant de se détendre pendant un compte à rebours présenté au début du balayage. Ensuite, commencez la présentation synchronisée des stimuli et l’acquisition des données en appuyant sur le bouton de balayage du scanner IRM et collectez des images planaires d’écho de la même manière que le balayage fonctionnel du localisateur.
Présentez ensuite visuellement un compte à rebours et un affichage de retour d’information vierge. Ensuite, affichez le signal de retour actuel à travers un graphique à barres de style thermomètre où la hauteur de la barre est proportionnelle au signal mesuré à partir des cellules de boîte sélectionnées. Ensuite, superposez les instructions demandant au participant de se détendre, de lever ou d’abaisser la barre du thermomètre sur l’écran de rétroaction.
Enfin, une fois la séance de neurofeedback terminée, escortez le patient hors du scanner. Ces résultats ont indiqué que le contrôle du DLPFC gauche a augmenté de manière significative au cours de cinq séquences de neurofeedback de six minutes et 24 secondes réparties en cinq séances distinctes menées en 14 jours. De plus, l’IRMf NFT combinée à la pratique MBAT crée des changements focaux dans l’activité cérébrale qui sont confinés à la région cible et n’affectent pas les composants en amont ou en aval du réseau de mémoire de travail.
Une fois maîtrisée, une seule séance d’entraînement utilisant cette technique peut être complétée en aussi peu que 20 minutes. Lors de la tentative de cette procédure, il est important de sélectionner soigneusement la région cérébrale cible pour le neurofeedback. D’autres méthodes telles que l’imagerie du tenseur de diffusion, la spectroscopie par résonance magnétique, le marquage du spin artériel et les tests comportementaux peuvent être effectuées avant ou après cette procédure pour fournir des informations supplémentaires sur les changements neuroplastiques.
Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la façon d’effectuer un entraînement en neurofeedback à partir de l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle en temps réel. N’oubliez pas que le champ magnétique associé à l’IRM peut présenter de graves problèmes de sécurité. Par conséquent, un dépistage approprié doit toujours être effectué.
Cet article présente un protocole utilisant un entraînement par rétroaction neurologique avec imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (fMRI) afin de moduler le fonctionnement cérébral. La capacité de contrôler la plasticité neuronale est essentielle pour traiter les troubles neurologiques et favoriser la récupération après des lésions cérébrales.
La formation par rétroaction neurologique en IRMf en temps réel offre une approche non invasive et non pharmacologique pour moduler l'activité cérébrale dans des régions ciblées, fournissant ainsi une stratégie mécaniste de réduction des risques pour les interventions dans les troubles neurologiques. En permettant un contrôle volontaire de la plasticité neuronale, cette méthode soutient la validation précoce des cibles et le criblage phénotypique dans la découverte de médicaments du SNC, en particulier pour les troubles impliquant un dysfonctionnement des circuits, tels que l'acouphène, l'autisme et les lésions cérébrales traumatiques. La technique renforce la confiance prédictive en reliant les mesures fonctionnelles aux résultats comportementaux, facilitant ainsi une continuité translationnelle allant de la découverte à la validation préclinique.
La méthode s'intègre à la chaîne de découverte en permettant la modulation orientée par hypothèse de cibles cérébrales, le développement de tests pour le criblage de la neuroplasticité et la fourniture d'analyses quantitatives destinées à des décisions de poursuite ou d'abandon dans les programmes du système nerveux central.