Intracortical Inhibition dans le Cortex moteur primaire peut être modulée en modifiant l’objet d’une Attention

L'objectif général de ces deux protocoles de stimulation magnétique transcrânienne est d'étudier l'activité des circuits inhibiteurs intracorticaux au sein du cortex moteur primaire, ou M1, lors de l'exécution de tâches motrices sous différents axes d'attention. Bien que de nombreuses études aient établi l'avantage d'un focus d'attention externe par rapport à un focus interne, peu de choses sont connues sur les mécanismes neuronaux sous-jacents. Malgré une performance motrice améliorée, un focus d'attention externe s'accompagne généralement d'une activité musculaire réduite ; nous avons donc émis l'hypothèse que des mécanismes inhibiteurs pourraient être impliqués.

Les méthodes de stimulation magnétique transcrânienne appliquées, à savoir la subTMS et l'ICIS, permettent de mieux comprendre l'impact des focalisations attentionnelles sur l'activité des circuits inhibiteurs au sein du cortex moteur primaire. Le principal avantage de la technique de stimulation magnétique transcrânienne en dessous du seuil est l'absence d'artéfact de mouvement en raison d'une intensité de stimulation faible. En revanche, le protocole d'impulsions jumelées classique utilise des intensités de stimulation plus élevées et provoque donc des contractions musculaires.

Cependant, cette méthode est bien établie et son impact sur les sinus GABAergiques a été largement étudié. Commencez par faire asseoir le participant sur la chaise d'essai et placez un écran à un mètre devant lui. Ensuite, placez le bras gauche dans une position confortable et détendue sous la table, en appui sur la jambe gauche.

Placer le bras droit du sujet dans une attelle sur mesure munie d'une sangle, en position pronée. Aligner l'articulation du doigt avec l'axe de rotation du dispositif fabriqué sur mesure. Une fois la position optimale trouvée, prendre une photo des positions antéropostérieure et médio-latérale de l'attelle afin d'utiliser des positions comparables lors de chaque séance de l'expérience.

Commencez par aligner l'axe de rotation du goniomètre et l'articulation métacarpo-phalangienne. Placez le transducteur de force de manière à permettre des contractions volontaires maximales. Demandez ensuite au participant d'effectuer trois abduction isométriques maximales du doigt index, avec une pause de 30 secondes entre chaque contraction, puis déterminez la Fmax.

Remarquez que le participant doit appuyer sur le levier contre le transducteur de force sans aucune instruction concernant le point d'attention. Après les contractions maximales, retirez le transducteur de force afin de permettre au doigt index de se déplacer librement dans le plan transversal. Ensuite, remplissez une bouteille d'eau avec une quantité représentant 30 % de Fmax et fixez le poids correspondant à Fmax à la corde du dispositif.

Demander au participant de maintenir le doigt en position cible en s'opposant au poids, en effectuant une abduction du doigt index. Leur demander d'exécuter la tâche jusqu'à l'échec de la tâche. Appuyer sur le bouton d'enregistrement du logiciel d'enregistrement pour commencer à enregistrer le signal du goniomètre et attendre jusqu'à l'échec de la tâche.

Une fois le niveau d'échec de la tâche atteint, appuyez sur le bouton d'arrêt de l'enregistrement dans le logiciel d'enregistrement pour arrêter l'acquisition et sauvegarder le signal du goniomètre sur l'ordinateur. Enfin, retirez la main du participant de l'attelle orthopédique. Commencez par placer les électrodes bipolaires de surface en chlorure d'argent-argent selon une configuration « ventre-tendon » sur le muscle FDI, avec une distance d'un centimètre entre les électrodes.

Reliez le câble EMG ou le muscle FDI et le câble du goniomètre à un amplificateur EMG et à un convertisseur AD. Enfin, utilisez les électrodes de surface pour enregistrer et mesurer l'activité musculaire dans les réponses électrophysiologiques provoquées par une stimulation cérébrale provenant du muscle FDI. Commencez par placer les marqueurs réfléchissants sur le front du participant à l’aide d’un ruban adhésif double face.

Utilisez une bobine en forme de huit reliée à un stimulateur de SMT pour délivrer des stimuli à la zone motrice controlatérale. Ensuite, déterminez la position optimale, ou point chaud, de la bobine par rapport au crâne pour induire des potentiels évoqués moteurs, PEM, dans le muscle FDI en effectuant une procédure classique de cartographie. Pour ce faire, placez la bobine approximativement à 0,5 centimètre en avant du vertex et au-dessus de la ligne médiane, avec la poignée de la bobine orientée à 45 degrés vers le front controlatéral.

Habituez l'participant aux stimuli de la stimulation magnétique transcrânienne (SMT) en commençant avec des intensités inférieures à 25 % de la sortie maximale du stimulateur (MSO). Ensuite, augmentez progressivement l'intensité de la stimulation et déplacez la bobine dans les directions médio-latérale et rostro-frontale afin de localiser le point optimal. Une fois ce point optimal identifié, enregistrez la position optimale à l'aide du système de neuro-navigation.

Déterminez le seuil moteur actif, ou AMT, en ajustant l'intensité de la sortie du stimulateur. Ensuite, remplissez une bouteille d'eau avec le poids correspondant à 10 % de Fmax. Veillez à ce que le participant reste dans une position détendue et confortable.

Ensuite, déterminez l'intensité optimale permettant d'obtenir une suppression du signal EMG induite par la TMS subliminale en réduisant progressivement l'intensité par paliers de 2 % de la MOS à partir de la TMSAM déterminée précédemment. Demandez ensuite aux participants d'effectuer quelques essais d'entraînement afin d'atteindre la force cible. Demandez au participant d'effectuer quatre abductions isométriques distinctes du doigt index à 10 % de la Fmax et enregistrez le signal EMG du muscle interosseux dorsal premier (FDI).

Enregistrez 40 essais avec et 40 essais sans SMT, avec des ISI randomisés pour chaque condition, selon un ordre contrebalancé. Utilisez la même intensité de stimulation optimale déterminée précédemment. Le début de la suppression EMG induite par la SMT est défini comme le moment où la différence entre les essais avec et sans SMT est négative pendant au moins quatre millisecondes dans une fenêtre temporelle allant de 20 à 50 millisecondes après la SMT.

Enfin, pour réaliser la TMS à impulsions jumelées, déplacez la bobine au niveau du point chaud de M1. Réglez l'intensité sur le stimulateur, l'ISI à 2,5 millisecondes pour l'intervalle entre les TMS jumelées et simples à 0,25 hertz. Demandez enfin au participant d'effectuer quatre abductions isométriques distinctes du doigt index à 10 % de Fmax et enregistrez le signal EMG du muscle interosseux dorsal premier (FDI). Pendant la contraction isométrique, enregistrez 20 stimuli TMS pour chaque condition selon un ordre contrebalancé.

La quantité d'inhibition intracorticale à intervalle court est définie comme le rapport entre le contrôle du PEM induit par une impulsion simple et le PEM conditionné induit par une double impulsion. Le TTF a été prolongé lorsque les participants adoptaient un focus attentionnel externe plutôt qu'interne. Étant donné que des intensités subliminales sont utilisées, aucune contraction musculaire induite par la stimulation, susceptible de perturber la performance motrice, n'est observée.

Les résultats ont indiqué que la suppression EMG induite par la subTMS était instantanément renforcée lorsqu'une EF était utilisée par rapport à une IF. De plus, lorsqu'une EF était adoptée, les participants présentaient une inhibition intracorticale à court intervalle plus marquée. Ceci est en accord avec les résultats de la subTMS et suggère que les neurones GABAergiques constituant les circuits inhibiteurs intracorticaux sont modulés différemment au sein du M1 selon le type de focalisation attentionnelle. Une fois maîtrisé, ce protocole peut être réalisé en environ 90 minutes s'il est effectué correctement.

Lors de la réalisation de la procédure de stimulation magnétique transcrânienne sous-seuil (subTMS), il est important de régler correctement l'intensité de stimulation afin d'obtenir une suppression de l'EMG induite par la subTMS dans le muscle interosseux dorsal du premier doigt (FDI). À cette fin, il est essentiel de moyenner au moins 40 essais avec stimulation et 40 essais sans stimulation. En complément des protocoles de subTMS et de TMS en double impulsion mesurant l'inhibition intracorticale au sein du M1, d'autres méthodes, telles que la mesure de l'inhibition environnante, peuvent être réalisées afin de révéler des mécanismes supplémentaires susceptibles d'intervenir dans l'amélioration de l'efficacité de la tâche avec un focus attentionnel externe par rapport à un focus interne.

Après avoir visionné cette vidéo, vous devriez bien comprendre comment appliquer la stimulation magnétique transcrânienne subliminale (subTMS) et la stimulation magnétique transcrânienne en double impulsion (paired-pulse TMS) sur le cortex moteur primaire. Ces méthodes peuvent être utilisées afin d'étudier l'impact de différents foyers attentionnels sur l'activité du cortex moteur primaire.