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

L’objectif global de ces deux protocoles de stimulation magnétique transcrânienne est d’étudier l’activité des circuits inhibiteurs intracorticaux dans le cortex moteur primaire ou M1 tout en effectuant des tâches motrices sous différents foyers attentionnels. Bien que de nombreuses études aient établi l’avantage d’une focalisation externe par rapport à une focalisation interne, on sait peu de choses sur les mécanismes neuronaux sous-jacents. Malgré l’amélioration des performances motrices, une focalisation externe de l’attention s’accompagne généralement d’une diminution de l’activité musculaire, nous avons donc supposé que des mécanismes inhibiteurs pourraient être impliqués.

Les méthodes TMS appliquées, à savoir subTMS et SICI, permettent de mieux comprendre l’impact des foyers attentionnels sur l’activité des circuits inhibiteurs au sein du cortex moteur primaire. Le principal avantage de la technique de stimulation magnétique transcrânienne sous-seuil est qu’il n’y a pas d’artefact de mouvement en raison d’une faible intensité de stimulation. En revanche, le protocole conventionnel d’impulsions appariées utilise des intensités de stimulation plus élevées et entraîne donc des contractions musculaires.

Cependant, cette méthode est bien établie et son impact sur les sinus GABAériques est étudié de manière approfondie. Commencez par demander au participant de s’asseoir sur la chaise de test et placez un moniteur à un mètre devant lui. Ensuite, placez le bras gauche dans une position confortable et détendue sous la table reposant sur la jambe gauche.

Placez le bras droit du sujet dans une attelle de ceinture personnalisée en position pronatrice. Alignez l’aboutage avec l’accès de rotation de l’appareil sur mesure. Une fois la position optimale trouvée, prenez une photo des positions antéropostérieure et latérale médiale de l’attelle afin d’utiliser des positions comparables pour chaque séance de l’expérience.

Commencez par aligner l’axe de rotation du goniomètre et de l’articulation métacarpo-phalangienne. Placez le capteur de force de manière à permettre un maximum de contractions volontaires. Ensuite, demandez au participant d’effectuer trois abductions isométriques maximales de l’index avec une pause de 30 secondes entre chaque contraction et de déterminer le Fmax.

Notez que le participant doit pousser le levier contre le capteur de force sans aucune instruction sur l’attention centrale. Après des contractions maximales, retirez le transducteur de force pour permettre à l’index de se déplacer librement dans le plan transversal. Ensuite, remplissez une bouteille d’eau jusqu’à ce qu’elle représente les 30 % de Fmax et attachez le poids de Fmax à la corde de l’appareil.

Demandez au participant de tenir le doigt dans la position cible en contrecarrant le poids, en effectuant une abduction de l’index. Demandez-leur d’effectuer la tâche jusqu’à ce qu’elle échoue. Appuyez sur le bouton d’enregistrement du logiciel d’enregistrement pour commencer à enregistrer le signal du goniomètre et attendez l’échec de la tâche.

Une fois l’échec de la tâche atteint, appuyez sur le bouton d’arrêt de l’enregistrement du logiciel d’enregistrement pour arrêter l’enregistrement et enregistrer le signal du goniomètre sur l’ordinateur. Enfin, retirez la main du participant de l’attelle orthopédique. Commencez par placer les électrodes de surface bipolaires argent-chlorure d’argent dans un montage ventre-tendon sur le muscle FDI avec une distance inter-électrodes d’un centimètre.

Connectez 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 la stimulation cérébrale 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 attachée à un stimulateur TMS pour délivrer des stimuli à la zone motrice controlatérale. Ensuite, trouvez la position optimale, ou point chaud, de la bobine par rapport au crâne pour susciter des potentiels évoqués moteurs, MEP, dans le muscle FDI en effectuant une procédure de cartographie classique. Pour ce faire, placez la bobine à environ 0,5 centimètre en avant du sommet et sur la ligne médiane, la poignée de la bobine pointant à 45 degrés vers le front controlatéral.

Habituez le participant aux stimuli TMS en commençant les intensités inférieures à 25 % de la puissance maximale du stimulateur, ou MSO. Ensuite, commencez à augmenter l’intensité de la stimulation et déplacez la bobine dans les directions médiale, latérale et rostro-frontale pour découvrir le point chaud. Une fois le point chaud trouvé, enregistrez la position optimale avec le système de neuronavigation.

Déterminez le seuil de moteur actif, ou AMT, en ajustant l’intensité de la sortie du stimulateur. Ensuite, remplissez une bouteille d’eau avec le poids qui représente 10 % de Fmax. Assurez-vous que le participant reste dans une position détendue et confortable.

Ensuite, trouvez l’intensité optimale pour déclencher la suppression de l’EMG induite par la sous-TMS en diminuant avec succès par paliers de 2 % MOS par rapport à l’AMT déterminé précédemment. Ensuite, demandez aux participants d’effectuer quelques essais pratiques afin de correspondre à la force cible. Demandez au participant d’effectuer quatre abductions isométriques distinctes de l’index à 10 % de Fmax et d’enregistrer le signal EMG du FDI.

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

Enfin, pour effectuer la TMS à impulsions appariées, déplacez la bobine vers le point chaud à M1. Réglez l’intensité du stimulateur, l’ISI, à 2,5 millisecondes dans l’intervalle entre le TMS apparié et le TMS à impulsion unique à 0,25 hertz. Enfin, demandez au participant d’effectuer quatre abductions isométriques distinctes de l’index à 10 % de Fmax et d’enregistrer le signal EMG du FDI. Pendant la contraction isométrique, enregistrez 20 stimuli TMS pour chaque condition dans un ordre contrebalancé.

La quantité d’inhibition intracorticale à court intervalle est définie comme le rapport entre l’impulsion unique MEP de contrôle et l’impulsion appariée MEP conditionnée. Le TTF a été prolongé lorsque les participants ont adopté une attention externe plutôt qu’interne. Comme des intensités inférieures au seuil sont utilisées, aucune contraction musculaire induite par la stimulation qui pourrait perturber les performances motrices.

Les résultats ont indiqué que la suppression de l’EMG induite par la sous-TMS était instantanément améliorée lors de l’utilisation d’une FE par rapport à une FI. De plus, lors de l’adoption d’une FE, les participants ont montré plus d’inhibition intracorticale à court intervalle. Ceci est bien en ligne avec les résultats de la subTMS et suggère que les neurones GABAergiques constituant les circuits inhibiteurs intracorticaux sont modulés différemment au sein de la M1 selon le type de focalisation attentionnelle. Une fois maîtrisé, ce protocole peut être réalisé en 90 minutes environ s’il est exécuté correctement.

Lors de la tentative de la procédure TMS sous-seuil, il est important de régler l’intensité de stimulation appropriée pour obtenir la suppression de l’EMG induite par la SMT dans le muscle FDI. À cette fin, il est important de faire la moyenne d’au moins 40 essais avec stimulation et de 40 essais sans stimulation. En plus des protocoles de sous-TMS et de TMS à impulsions appariées mesurant l’inhibition intracorticale dans M1, d’autres méthodes telles que la mesure de l’inhibition environnante peuvent être effectuées afin de révéler des mécanismes supplémentaires qui pourraient être impliqués pour augmenter l’efficacité de la tâche avec une focalisation externe par rapport à une focalisation interne.

Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la façon d’appliquer la sous-TMS et la TMS à impulsions appariées 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.