Name: Effets de la Stimulation transcrânienne courant alternatif sur le Cortex moteur primaire par en ligne approche combinée avec la Stimulation magnétique transcrânienne (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-09-23T13:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 11 s
Description: Découvrez une approche combinant la stimulation transcrânienne par courant alternatif et la stimulation magnétique transcrânienne pour évaluer l'excitabilité corticale du cortex moteur primaire en temps réel.

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Cette étude a été financée par la Fondation de la Science russe accorde (numéro de contrat : 17-11-01273). Merci à Andrey Afanasov et ses collègues du Centre multifonctionnel d’Innovation télévision Technics (Université nationale de la recherche, école supérieure d’économie, Moscou, Russie) pour l’enregistrement vidéo et montage vidéo.

toutes les procédures ont été approuvées par le Comité d’éthique de recherche locaux de l’école supérieure d’économie (HSE), Moscou, avec le consentement de tous les participants.
 Remarque : les Participants ne doivent déclarer aucun antécédent de dispositifs métalliques implantés, de maladies neurologiques ou psychiatriques, de toxicomanie ou d’alcoolisme. TMS est utilisé selon le plus récent de directives sécurité 20. Sujets doivent être pleinement informés de la nature de la recherche et signe un formulaire de consentement éclairé avant de commencer l’expérience. Nous montrons un ensemble des équipements nécessaires à l’exécution du protocole en ligne-combinés TAC-TMS par la stimulation de la M1 dominante ( Figure 1 ; Table des matières).
 1. Place électromyographie (EMG) électrodes dans un Montage de ventre-tendon bipolaire <ol><li>nettoyer la peau en utilisant un gommage nettoyage sous toutes les électrodes pour atteindre l’impédance de la peau faible (inférieure à 10 kOhm).</li>
	<li>Placer l’électrode EMG active sur la première dorsal muscle interosseux (IED), électrode de référence sur l’OS 2 cm dans la partie distale et l’électrode de terre plus proximale sur l’ARM.</li>
</ol> 2. Identifier la cible du protocole de Stimulation Remarque : ici, nous utilisons le système de navigation de TMS sans cadre pour atteindre un positionnement correct de la bobine TMS.
<ol><li>Placer les capteurs de suivi sur la glabelle entre les sourcils et le nez du participant.</li>
	<li>Ouvrir le logiciel de système de navigation. Utiliser des participants individuels &#39; données structurales de T1 imagerie par résonance magnétique (IRM) et effectuez un enregistrement Co du participant &#39; s la tête et une tête de MRI 3D via le système de navigation.</li>
	<li>Avec précision, placer la bobine sur la main-zone moteur principale, la soi-disant &#34; bouton moteur &#34; région ( Figure 2).</li>
	<li>Commencer à appliquer une impulsion unique TMS et tester les députés ; TMS est livré par un stimulateur (voir Table des matières) relié à une bobine standard de 75 mm de-huit. Pour localiser la &#34; hotspot &#34; de la M1 gauche, tenez la bobine tangentielle sur le cuir chevelu, avec la poignée pointant vers l’arrière et latéralement, incliné à 45° de l’axe sagittal de la ligne médiane du participant &#39; tête de s.</li>
	<li>Une fois trouvé le point d’accès (c.-à-d. le point de cuir chevelu élicitrices députés au seuil de la controlatérale examiné les muscles de la main), marquer avec un crayon pour faciliter l’application de l’électrode de cible de TAC.</li>
</ol> 3. TAC préparation des électrodes <ol><li>Connect 2 électrodes de surface éponge imbibée d’une solution saline (taille : 5 cm x 7 cm) à l’appareil de stimulation, qui peuvent générer le courant alternatif (par exemple, Brainstim).</li>
	<li>Afin de réduire la sensation de la peau, constamment saturer les électrodes avec une solution saline pour garder les impédances au-dessous de 10 kOhm tout au long de la séance de stimulation tout.</li>
</ol> 4. TAC protocole Set Up <ol><li>pour configurer le protocole TAC à l’aide de l’appareil stimulateur, tout d’abord vérifier l’état de la batterie.</li>
	<li>En utilisant le logiciel, ouvrez une nouvelle session et gérer un nouveau protocole de stimulation.
	<ol><li>Nom du protocole (par exemple, &#34; Beta &#34;).</li>
		<li>Définit la fréquence de la stimulation (par exemple, 20Hz).</li>
		<li>Choisir la forme d’onde (par exemple, sinusoïdale).</li>
		<li>Régler la durée totale du protocole de stimulation (par exemple, 600 s).</li>
		<li>Enfin, régler l’intensité de la stimulation (par exemple, 1 mA), régler l’écart, se décolorent, fondu et de phase à &#34; 0 &#34;. 
		Remarque : un petit délais par fade in et out la stimulation (environ 30 s) peuvent être suggérées, afin d’éviter des effets neurosensoriels indésirables ou mal à l’aise pour le sujet.</li>
		<li>Activer le périphérique &#39; s &#34; Bluetooth &#34; fonctionner et télécharger le protocole du logiciel au stimulateur.</li>
	</ol></li></ol> 5. TAC électrodes Montage <ol><li>lieu le &#34; cible &#34; électrodes sur le cuir chevelu correspondant au point marqué. Place du &#34; Référence &#34; électrode par-dessus l’épaule homolatérale à l’aide de ruban adhésif spécifique, dans un &#34; montage monopolaire &#34; 21.</li>
	<li>Ajuster soigneusement la première sangle élastique sur la tête en ce qui concerne la position de tête-capteurs de neuro-navigation. Puis, en utilisant la deuxième courroie, fixer la position d’électrode de cible.</li>
	<li>Une fois que le TAC électrodes sont placées sur le cuir chevelu et sur l’épaule homolatérale, connectez-les au stimulateur.</li>
	<li>Avant le début de la séance de stimulation, assurent par une inspection visuelle que la position de l’électrode de cible est centrée sur le hotspot marqué.</li>
</ol> 6. Identifier le seuil moteur au repos (RMT) <ol><li>lieu le TMS de bobine sur l’électrode de TAC de cible et ajuster soigneusement la position de la bobine sur le hotspot ( Figure 3) en utilisant le système neuro-navigation.</li>
	<li>Mesure la RMT en conséquence à la configuration de combinés TAC-TMS (c.-à-d., TMS bobine sur l’électrode). Plus précisément, régler l’intensité TMS en ce qui concerne l’épaisseur de l’électrode de TAC afin de vérifier un RMT fiable.
	<ol><li>Mesurer la RMT séparément, il se définit comme l’intensité minimale requise pour induire un député dans le muscle de l’IDE avec une amplitude de 50 mV (crête à crête) dans 5 des 10 essais 22.</li>
	</ol></li> <li>La valeur de l’intensité de la stimulation de TMS à 110 % de la RMT afin de démarrer la session expérimentale.</li></ol>
 7. procédure expérimentale <ol><li>Ouvrez le logiciel EMG et commencer l’enregistrement de l’EMG.</li>
	<li>Commencer la stimulation TAC.</li>
	<li>Pendant la stimulation, fournir des impulsions unique TMS entrecoupées par des intervalles aléatoires de 3 à 5 secondes.</li>
	<li>Veiller à ce que chaque session de la stimulation (par exemple, 20Hz TAC stimulation suivie par une fréquence de sham/un autre contrôle) dure pas plus de 90 secondes, avec un intervalle de Inter-session environ 3 minutes, afin d’éviter tout effet de report possible de la précédant la stimulation fréquence/condition 11 , 13.</li>
</ol>

<ol><li>Priori, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brain+polarization+in+humans%3A+a+reappraisal+of+an+old+tool+for+prolonged+non-invasive+modulation+of+brain+excitability%5BTitle%5D)+AND+%22Clin.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Brain polarization in humans: a reappraisal of an old tool for prolonged non-invasive modulation of brain excitability.</a> Clin. Neurophysiol. 114 (4), 589-595 (2003).</li>
<li>Herrmann, C. S., Rach, S., Neuling, T., Struber, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcranial+alternating+current+stimulation%3A+a+review+of+the+underlying+mechanisms+and+modulation+of+cognitive+processes%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Hum.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Transcranial alternating current stimulation: a review of the underlying mechanisms and modulation of cognitive processes.</a> Front Hum. Neurosci. 7, 279(2013).</li>
<li>Frohlich, F., McCormick, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Endogenous+electric+fields+may+guide+neocortical+network+activity%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Endogenous electric fields may guide neocortical network activity.</a> Neuron. 67 (1), 129-143 (2010).</li>
<li>Ozen, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcranial+electric+stimulation+entrains+cortical+neuronal+populations+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Transcranial electric stimulation entrains cortical neuronal populations in rats.</a> J. Neurosci. 30 (34), 11476-11485 (2010).</li>
<li>Helfrich, R. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Entrainment+of+brain+oscillations+by+transcranial+alternating+current+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Biol%22%5BJournal%5D)">Entrainment of brain oscillations by transcranial alternating current stimulation.</a> Curr. Biol. 24 (3), 333-339 (2014).</li>
<li>Bergmann, T. O., Karabanov, A., Hartwigsen, G., Thielscher, A., Siebner, H. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Combining+non-invasive+transcranial+brain+stimulation+with+neuroimaging+and+electrophysiology%3A+Current+approaches+and+future+perspectives%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Combining non-invasive transcranial brain stimulation with neuroimaging and electrophysiology: Current approaches and future perspectives.</a> Neuroimage. 140, 4-19 (2016).</li>
<li>Feher, K. D., Morishima, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Concurrent+Electroencephalography+Recording+During+Transcranial+Alternating+Current+Stimulation+%28tACS%29%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Concurrent Electroencephalography Recording During Transcranial Alternating Current Stimulation (tACS).</a> J. Vis. Exp. (107), e53527(2016).</li>
<li>Antal, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparatively+weak+after-effects+of+transcranial+alternating+current+stimulation+%28tACS%29+on+cortical+excitability+in+humans%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Stimul%22%5BJournal%5D)">Comparatively weak after-effects of transcranial alternating current stimulation (tACS) on cortical excitability in humans.</a> Brain Stimul. 1 (2), 97-105 (2008).</li>
<li>Struber, D., Rach, S., Neuling, T., Herrmann, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+the+possible+role+of+stimulation+duration+for+after-effects+of+transcranial+alternating+current+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Cell+Neurosci%22%5BJournal%5D)">On the possible role of stimulation duration for after-effects of transcranial alternating current stimulation.</a> Front Cell Neurosci. 9, 311(2015).</li>
<li>Feurra, M., Paulus, W., Walsh, V., Kanai, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Frequency+specific+modulation+of+human+somatosensory+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Psychol%22%5BJournal%5D)">Frequency specific modulation of human somatosensory cortex.</a> Front Psychol. 2, (2011).</li>
<li>Feurra, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Frequency-dependent+tuning+of+the+human+motor+system+induced+by+transcranial+oscillatory+potentials%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Frequency-dependent tuning of the human motor system induced by transcranial oscillatory potentials.</a> J. Neurosci. 31 (34), 12165-12170 (2011).</li>
<li>Feurra, M., Paulus, W., Walsh, V., Kanai, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Frequency+specific+modulation+of+human+somatosensory+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Psychol%22%5BJournal%5D)">Frequency specific modulation of human somatosensory cortex.</a> Front Psychol. 2, (2011).</li>
<li>Feurra, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((State-dependent+effects+of+transcranial+oscillatory+currents+on+the+motor+system%3A+what+you+think+matters%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">State-dependent effects of transcranial oscillatory currents on the motor system: what you think matters.</a> J. Neurosci. 33 (44), 17483-17489 (2013).</li>
<li>Feurra, M., Galli, G., Pavone, E. F., Rossi, A., Rossi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Frequency-specific+insight+into+short-term+memory+capacity%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Frequency-specific insight into short-term memory capacity.</a> J. Neurophysiol. 116 (1), 153-158 (2016).</li>
<li>Kanai, R., Paulus, W., Walsh, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcranial+alternating+current+stimulation+%28tACS%29+modulates+cortical+excitability+as+assessed+by+TMS-induced+phosphene+thresholds%5BTitle%5D)+AND+%22Clin.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Transcranial alternating current stimulation (tACS) modulates cortical excitability as assessed by TMS-induced phosphene thresholds.</a> Clin. Neurophysiol. 121 (9), 1551-1554 (2010).</li>
<li>Polania, R., Moisa, M., Opitz, A., Grueschow, M., Ruff, C. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+precision+of+value-based+choices+depends+causally+on+fronto-parietal+phase+coupling%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Commun%22%5BJournal%5D)">The precision of value-based choices depends causally on fronto-parietal phase coupling.</a> Nat. Commun. 6, 8090(2015).</li>
<li>Santarnecchi, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Frequency-dependent+enhancement+of+fluid+intelligence+induced+by+transcranial+oscillatory+potentials%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Biol%22%5BJournal%5D)">Frequency-dependent enhancement of fluid intelligence induced by transcranial oscillatory potentials.</a> Curr. Biol. 23 (15), 1449-1453 (2013).</li>
<li>Santarnecchi, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Individual+differences+and+specificity+of+prefrontal+gamma+frequency-tACS+on+fluid+intelligence+capabilities%5BTitle%5D)+AND+%22Cortex%22%5BJournal%5D)">Individual differences and specificity of prefrontal gamma frequency-tACS on fluid intelligence capabilities.</a> Cortex. 75, 33-43 (2016).</li>
<li>Dayan, E., Censor, N., Buch, E. R., Sandrini, M., Cohen, L. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Noninvasive+brain+stimulation%3A+from+physiology+to+network+dynamics+and+back%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Noninvasive brain stimulation: from physiology to network dynamics and back.</a> Nat. Neurosci. 16 (7), 838-844 (2013).</li>
<li>Rossi, S., Hallett, M., Rossini, P. M., Pascual-Leone, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Safety%2C+ethical+considerations%2C+and+application+guidelines+for+the+use+of+transcranial+magnetic+stimulation+in+clinical+practice+and+research%5BTitle%5D)+AND+%22Clin.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Safety, ethical considerations, and application guidelines for the use of transcranial magnetic stimulation in clinical practice and research.</a> Clin. Neurophysiol. 120 (12), 2008-2039 (2009).</li>
<li>Nasseri, P., Nitsche, M. A., Ekhtiari, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+framework+for+categorizing+electrode+montages+in+transcranial+direct+current+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Hum.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">A framework for categorizing electrode montages in transcranial direct current stimulation.</a> Front Hum. Neurosci. 9, 54(2015).</li>
<li>Rossini, P. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-invasive+electrical+and+magnetic+stimulation+of+the+brain%2C+spinal+cord%2C+roots+and+peripheral+nerves%3A+Basic+principles+and+procedures+for+routine+clinical+and+research+application.+An+updated+report+from+an+I.F.C.N.+Committee%5BTitle%5D)+AND+%22Clin.Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Non-invasive electrical and magnetic stimulation of the brain, spinal cord, roots and peripheral nerves: Basic principles and procedures for routine clinical and research application. An updated report from an I.F.C.N. Committee.</a> Clin.Neurophysiol. 126 (6), 1071-1107 (2015).</li>
<li>Guerra, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phase+Dependency+of+the+Human+Primary+Motor+Cortex+and+Cholinergic+Inhibition+Cancelation+During+Beta+tACS%5BTitle%5D)+AND+%22Cereb.+Cortex%22%5BJournal%5D)">Phase Dependency of the Human Primary Motor Cortex and Cholinergic Inhibition Cancelation During Beta tACS.</a> Cereb. Cortex. 26 (10), 3977-3990 (2016).</li>
<li>Fertonani, A., Ferrari, C., Miniussi, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((What+do+you+feel+if+I+apply+transcranial+electric+stimulation%3F+Safety%2C+sensations+and+secondary+induced+effects%5BTitle%5D)+AND+%22Clin.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">What do you feel if I apply transcranial electric stimulation? Safety, sensations and secondary induced effects.</a> Clin. Neurophysiol. 126 (11), 2181-2188 (2015).</li>
<li>Feurra, M., Galli, G., Rossi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcranial+alternating+current+stimulation+affects+decision+making%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Syst.Neurosci%22%5BJournal%5D)">Transcranial alternating current stimulation affects decision making.</a> Front Syst.Neurosci. 6, 39(2012).</li>
<li>Marshall, L., Helgadottir, H., Molle, M., Born, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Boosting+slow+oscillations+during+sleep+potentiates+memory%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Boosting slow oscillations during sleep potentiates memory.</a> Nature. 444 (7119), 610-613 (2006).</li>
<li>Sela, T., Kilim, A., Lavidor, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcranial+alternating+current+stimulation+increases+risk-taking+behavior+in+the+balloon+analog+risk+task%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Transcranial alternating current stimulation increases risk-taking behavior in the balloon analog risk task.</a> Front Neurosci. 6, (2012).</li>
<li>Goldsworthy, M. R., Vallence, A. M., Yang, R., Pitcher, J. B., Ridding, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Combined+transcranial+alternating+current+stimulation+and+continuous+theta+burst+stimulation%3A+a+novel+approach+for+neuroplasticity+induction%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Combined transcranial alternating current stimulation and continuous theta burst stimulation: a novel approach for neuroplasticity induction.</a> Eur. J. Neurosci. 43 (4), 572-579 (2016).</li>
<li>Bestmann, S., Krakauer, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+uses+and+interpretations+of+the+motor-evoked+potential+for+understanding+behaviour%5BTitle%5D)+AND+%22Exp.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">The uses and interpretations of the motor-evoked potential for understanding behaviour.</a> Exp. Brain Res. 233 (3), 679-689 (2015).</li>
</ol>

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Cette approche représente une occasion unique de tester directement en ligne effets des TAC du cortex moteur primaire en mesurant corticospinaux sortie par les députés d’enregistrement. Toutefois, la mise en place de la bobine TMS sur l’électrode de TAC représente une étape essentielle qui doit être effectuée avec précision. Par conséquent, nous suggérons d’abord expérimentateurs trouver un point cible par simple impulsion TMS, puis marquent sur le cuir chevelu et, seulement après cela, placer l’électrode de TAC sur le h...

La Stimulation transcrânienne électrique (tES) est une technique de neuromodulatrices qui permet la modification des États neurones à travers différentes formes d’ondes en cours1. Parmi les différents types de tES, transcrânienne Stimulation de courant alternatif (TAC) permet la livraison de sinusoïdales potentiels oscillatoires externes dans une gamme de fréquences spécifiques et la modulation de l’activité neurale physiologique sous-jacentes perceptuelle, 2de processus moteurs et cognitifs. À l’aide de TAC, il est possible d’enquêter sur d’éventuels liens de causalité entre l’activité oscillatoire endogène et processus cérébraux.
In vivo, il a été démontré que l’activité neurale de fortification est synchronisé à des fréquences différentes de conduite, suggérant que tir neuronale peut être entraîné par champs électriques appliqués3. Dans des modèles animaux, TAC sinusoïdale faible entraîne la fréquence déchargée du pool neuronale corticale généralisée4. Chez l’homme, TAC combiné avec en ligne l’électroencéphalographie (EEG) permet l’induction de l’effet dit de « Entraînement » sur l’activité oscillatoire endogène en interagissant avec les oscillations de cerveau dans une manière spécifique fréquence5. Cependant, combinant TAC avec des méthodes de neuro-imagerie pour une meilleure compréhension des mécanismes en ligne est toujours sujette à caution en raison des artefacts induite par l’AC6. En outre, il n’est pas possible d’enregistrer directement le signal EEG sur la zone stimulée cible sans utiliser une électrode annulaires qui est une solution douteuse7. Ainsi, il y a un manque d’études systématiques sur ce sujet.
Jusqu'à présent, il n’y a aucune preuve claire sur les effets durables des TAC après l’arrêt de la stimulation. Seules quelques études ont montré des séquelles faibles et incertaine des TAC sur le système moteur8. Preuve de l’EEG est d’ailleurs toujours pas clair sur les séquelles du TAC9. En revanche, la plupart des études de TAC a montré des effets en ligne10,11,12,13,14,15,16 , 17 , 18, qui sont difficiles à mesurer au niveau physiologique, en raison de contraintes techniques. Ainsi, l’objectif global de notre méthode est de fournir une autre approche pour tester les effets en ligne et dépendant de la fréquence des TAC sur le cortex moteur (M1) en livrant la seule impulsion de Stimulation magnétique transcrânienne (TMS). TMS permet aux chercheurs de « sonder » l’état physiologique du cortex moteur humain19. Par ailleurs, en enregistrant les potentiels évoqués-moteur (MEP) sur main controlatérale du sujet, nous puissions enquêter sur les effets de la TAC en cours11. Cette approche nous permet avec précision surveiller les changements excitabilité corticospinaux en mesurant l’amplitude MEP durant une stimulation électrique en ligne envoyée à des fréquences différentes d’une manière sans artefact. En outre, cette approche peut également tester les effets en ligne de toute autre forme d’onde de tES.
Afin de démontrer les effets combinés des TAC-TMS, nous montrerons le protocole en appliquant une stimulation à 20 Hz AC sur le cortex moteur primaire (M1) tout en neuronavigated en ligne seule impulsion TMS est livré entrecoupée par des intervalles aléatoires de 3 à 5 s pour tester M1 excitabilité corticale.

<table><tbody><tr><td>BrainStim, stimulateur transcrânien haute résolution</td><td>E.M.S., Bologne, Italie</td><td>EMS-BRAINSTIM</td><td></td></tr><tr><td>Paire de câbles de 1,5m pour la connexion d’électrodes conductrices en silicone</td><td>E.M.S., Bologne, Italie</td><td>EMS-CVBS15</td><td></td></tr><tr><td>Électrodes conductrices réutilisables en silicone 50x50mm</td><td>E.M.S., Bologne, Italie</td><td>FIA-PG970/2</td><td></td></tr><tr><td>Éponge spontex réutilisable pour électrode 50x100mm</td><td>E.M.S., Bologne, Italie</td><td>FIA-PG916S</td><td></td></tr><tr><td>Courroies en caoutchouc &ndash ; 75 cm</td><td>E.M.S., Bologne, Italie</td><td>FIA-ER-PG905/8</td><td></td></tr><tr><td>Bouton en plastique non traumatique</td><td>E.M.S., Bologne, Italie</td><td>FIA-PG905/99</td><td></td></tr><tr><td>Brainstim</td><td>E.M.S., Bologne, Italie</td><td></td><td></td></tr><tr><td>MagPro X100 MagOption - stimulateur magnétique transcrânien</td><td>MagVenture, Farum, Danemark</td><td>9016E0731</td><td></td></tr><tr><td>Bobine en forme de 8 MC-B65-HO-2</td><td>MagVenture, Farum, Danemark</td><td>9016E0462</td><td></td></tr><tr><td>Chaise avec repose-nuque</td><td>MagVenture, Farum, Danemark</td><td>9016B0081</td><td></td></tr><tr><td>Localite TMS Navigator - Plate-forme de navigation, édition Premium</td><td>Localite, GmbH, Allemagne</td><td>21223</td><td></td></tr><tr><td>Localite TMS Navigator - Logiciel basé sur l’IRM, importation de données pour l’IRM morphologique (DICOM, NifTi)</td><td>Localite, GmbH, Allemagne</td><td>10226</td><td></td></tr><tr><td>MagVenture 24.8 Coil tracker, Geom 1</td><td>Localite, GmbH, Allemagne</td><td>5221</td><td></td></tr><tr><td>Fils d’électrode pour EMG de surface</td><td>&nbsp ; EBNeuro, Italie&nbsp ;</td><td>6515</td><td></td></tr><tr><td>Électrodes de surface pour EEG/EMG</td><td>&nbsp ; EBNeuro, Italie&nbsp ;</td><td>6515</td><td></td></tr><tr><td>BrainAmp ExG amplificateur - amplificateur bipolaire</td><td>Brain Products, GmbH, Allemagne</td><td></td><td></td></tr><tr><td>&nbsp ; Enregistreur BrainVision 1.21.0004&nbsp ;</td><td>Brain Products, GmbH, Allemagne</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Nuprep Skin Prep Gel&nbsp ;</td><td>Weaver and Company, États-Unis</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Seringues</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ruban</td><td></td><td></td><td></td>adhésif</tr><tr><td>NaCl solution</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

effets de la stimulation transcrânienne courant alternatif sur le cortex moteur primaire par en ligne approche combinée avec la stimulation magnétique transcrânienne

Effects of Transcranial Alternating Current Stimulation on the Primary Motor Cortex by Online Combined Approach with Transcranial Magnetic Stimulation

La Stimulation transcrânienne courant alternatif (TAC) est une technique de neuromodulatrices capable d’agir par l’intermédiaire de signaux électriques sinusoïdales dans une fréquence spécifique et à son tour modulent l’activité corticale oscillatoire en cours. Cette neurotool permet la mise en place d’un lien de causalité entre l’activité oscillatoire endogène et de comportement. La plupart des études TAC ont montré des effets en ligne des TAC. Cependant, on connaît les mécanismes d’action sous-jacente de cette technique en raison des artefacts sur les signaux de l’électroencéphalographie (EEG) induite par l’AC. Nous montrons ici une approche unique pour étudier les effets physiologiques en ligne de fréquence spécifique des TAC du cortex moteur primaire (M1) en utilisant la seule impulsion de Stimulation magnétique transcrânienne (TMS) pour détecter les modifications de l’excitabilité corticale. Dans notre configuration, la bobine TMS est placée sur l’électrode de TAC en moteur potentiels évoqués (les députés) sont recueillis pour tester les effets de la M1-TAC en cours. Jusqu’ici, cette approche a principalement été utilisée pour étudier des systèmes visuels et moteurs. Toutefois, la configuration actuelle de TAC-TMS peut ouvrir la voie à de nouvelles études des fonctions cognitives. Par conséquent, nous fournissons un guide étape par étape et vidéo lignes directrices pour la procédure.

La première preuve d’une approche combinée de TAC/TMS a été diffusée par Kanai et coll. en 2010. Dans cette étude, les auteurs TAC sur le cortex visuel primaire (V1) et démontré une modulation de fréquence spécifique de l’excitabilité corticale visuelle mesurée par en ligne induite par le TMS phosphene perception15. Une version plus raffinée du protocole a été adoptée afin d’étudier une modulation physiologique de l’excitabilité du cortex moteur par Feurra...

La Stimulation transcrânienne courant alternatif (TAC) permet la modulation de l’excitabilité corticale dans un mode de fréquence spécifique. Nous montrons ici une approche unique qui combine TAC en ligne avec la seule impulsion de Stimulation magnétique transcrânienne (TMS) afin de « sonder » excitabilité corticale au moyen du moteur des potentiels évoqués.

Effets de la Stimulation transcrânienne courant alternatif sur le Cortex moteur primaire par en ligne approche combinée avec la Stimulation magnétique transcrânienne

Transcranial Alternating Current Stimulation (tACS) is a neuromodulatory technique able to act through sinusoidal electrical waveforms in a specific ...

L'objectif général de cette procédure est d'évaluer la modulation des effets en cours de la stimulation transcrânienne alternative par courant alternatif à l'aide d'une stimulation magnétique transcrânienne unipolaire dans une nouvelle approche combinée en ligne. La stimulation transcrânienne électrique est une technique de neuromodulation qui affecte les états neuronaux par différents types de courant. Elle est couramment utilisée en neurosciences pour étudier les fonctions motrices et cognitives du cerveau.Les approches les plus utilisées sont basées sur la stimulation par courant continu, le bruit aléatoire et la stimulation par courant alternatif, qui sont capables d'induire des modifications de l'activité neuronale. À l'intérieur comme à l'extérieur des neurones, provoquant une altération du potentiel de membrane au repos et, par conséquent, une modification de l'efficacité synaptique neuronale. La STAC nous permet de délivrer un potentiel oscillatoire externe sinusoïdal dans une plage de fréquences spécifique.En induisant l'effet dit d'entraînement sur l'activité oscillatoire endogène. Nous présentons ici une nouvelle méthode combinant la STAC et la CMS à voie unique pendant une stimulation en cours du cortex moteur primaire. Cette méthode nous permet de tester en temps réel les effets de la stimulation par courant alternatif sur le cortex moteur primaire à l'aide d'un potentiel moteur évoqué induit par une stimulation magnétique transcrânienne en impulsion unique.Nous allons présenter l'ensemble complet du matériel nécessaire pour réaliser un protocole TACS-TMS combiné en ligne par stimulation du cortex moteur primaire. La liste du matériel comprend un dispositif de stimulation électrique capable de générer un courant alternatif électrique, par exemple le BrainStim. Ce dispositif est relié à deux électrodes de surface en éponge imprégnées de solution saline, de taille cinq à sept centimètres.Afin de minimiser la sensation cutanée, les électrodes sont entièrement saturées avec la solution saline afin de maintenir l'impédance en dessous de 10 kiloohms tout au long de la séance de stimulation. L'électrode cible est placée sur le cuir chevelu au niveau du foyer du cortex moteur primaire à l'aide de sangles élastiques spécifiques, tandis que l'électrode de référence est fixée sur l'épaule homolatérale à l'aide d'un ruban adhésif, selon une configuration dite en monopôle. Chez l'humain, les oscillations à différentes fréquences reflètent des comportements et des processus cognitifs distincts qui sous-tendent différents états d'activité du réseau neuronal.Comme on le mesure habituellement par encéphalographie ou par magnéto-encéphalographie. Les oscillations dans le cerveau humain vont des oscillations ultra-lentes aux oscillations ultra-rapides. Elles sont généralement présentes simultanément et peuvent se moduler et interagir entre elles.Cependant, le lien entre l'activité oscillatoire et les processus cérébraux a toujours été établi par des méthodes de corrélation. Par conséquent, la question de savoir si les oscillations cérébrales reflètent directement un mécanisme fondamental du traitement cortical de l'information ou s'il ne s'agit que d'un épiphénomène reste non résolue. En utilisant la TACS, nous pouvons moduler de manière causale les oscillations cérébrales de façon spécifique à la fréquence, et par conséquent influencer l'activité neuronale physiologique liée aux états de repos, ainsi qu'aux processus perceptifs et cognitifs.Pour configurer le protocole de stimulation cérébrale transcutanée (TCS) à l'aide du dispositif BrainStim, vérifiez d'abord l'état de la batterie. Ensuite, les paramètres de stimulation sont ajustés à l'aide de notre logiciel spécial. Fréquence, durée et forme du courant.Et transféré vers l'appareil par connexion Bluetooth. À l'aide du logiciel, ouvrez une nouvelle session et configurez un nouveau protocole ou une nouvelle stimulation. Par exemple, le protocole sera nommé Beta.Réglez la fréquence de stimulation, dans notre cas 20 Hz, ajustez la forme d'onde en sinusoidale et définissez la durée totale du protocole de stimulation, par exemple 600 secondes. Enfin, réglez l'intensité de la stimulation à 1 milliampère, tandis que le décalage, l'atténuation d'entrée, l'atténuation de sortie et la fondu sont réglés à zéro. Ensuite, lorsque la fonction Bluetooth est activée sur l'appareil, transférez le protocole depuis le logiciel vers le stimulateur.Procédez ensuite à la vérification du transfert réussi du protocole vers l'appareil. Passez maintenant à la partie TMS. Placez d'abord des électrodes pour un EMG de surface afin de mesurer les potentiels moteurs évoqués par une impulsion unique de stimulation magnétique transcrânienne.Nettoyez la peau à l’aide d’un gommage nettoyant sous toutes les électrodes afin d’obtenir une impédance cutanée faible, inférieure à 10 kiloohms. Ici, nous avons pris un muscle interosseux dorsal premier et utilisé une monture bipolaire ventre-tendon. Placez l’électrode active sur le muscle, l’électrode de référence sur l’os, à deux centimètres distalement, et l’électrode de mise à la terre plus proximalement sur le bras.Les potentiels de verrouillage moteur sont mesurés à l’aide d’électrodes en argent, chlorure d’argent, reliées à l’amplificateur BrainAmp DC par une boîte de connexion. Nous utilisons un système de navigation TMS sans cadre, le LocalEye TMS navigator, afin d’obtenir un positionnement adéquat de la bobine TMS. Tout d’abord, nous plaçons les capteurs de suivi à l’avant du participant.Pour la stimulation TMS, nous utilisons un stimulateur magnétique en régime biphasique et une bobine de stimulation H-chapeau de 75 millimètres. Ensuite, à l’aide de l’imagerie IRM structurale T1 du participant, nous réalisons une illustration en temps réel de la tête du participant dans un modèle 3D de la tête par IRM à l’aide d’un système de navigation. Après cela, nous positionnons précisément la bobine au-dessus de la zone motrice primaire de la tête, la région dite du « bouton moteur ».Ensuite, commencez à tester les potentiels de verrouillage moteur TMS en un seul passage. Une fois que le point chaud optimal pour la représentation corticale du modèle de main étudié est identifié, cet emplacement est marqué pour le positionnement ultérieur de l'électrode cible de la TCS. Ajustez soigneusement la première sangle élastique sur la tête par rapport à la position du centre de la tête.Ensuite, prenez la position de l'électrode cible avec la deuxième bande. Une fois les électrodes de STC placées à la fois sur le crâne et sur l'épaule homolatérale, procédez à leur connexion au stimulateur. Avant de commencer la séance de stimulation, assurez-vous visuellement que la position de l'électrode cible est centrée sur le point chaud marqué.Ensuite, placer la bobine de STMS sur les électrodes de SCT en réajustant l'intensité et l'orientation à l'aide de la neuro-navigation afin de retrouver à nouveau le point chaud. À ce stade, déterminer la méthode du seuil moteur au repos pour cette nouvelle configuration combinée SCT-STMS en tenant compte de l'épaisseur de l'électrode cible. Régler l'intensité de la stimulation tout au long de l'expérience à 110 % du seuil moteur au repos.La plupart des études sur la STC ont montré des effets en ligne marqués ; en revanche, il n'existe toujours pas de preuves claires concernant les effets durables de la STC après l'arrêt de la stimulation. Seules quelques études de la littérature ont rapporté des effets postérieurs faibles et peu clairs par rapport à celles qui ont utilisé la STC en ligne. Les données EG ne permettent pas non plus de conclure clairement sur les effets postérieurs de la STC.Il a été démontré in vivo que le pic d'activité est synchronisé avec différentes fréquences d'entraînement, suggérant que le tir neuronal peut être synchronisé par des champs appliqués électriquement. Ainsi, chez les modèles animaux, une TCS sinusoïdale faible synchronise la fréquence de décharge de l'impulsion neuronale corticale étendue. Chez l'homme, des preuves récentes ont montré qu'une TCS en temps réel peut induire un effet de synchronisation sur la signature EG.Cependant, l'approche TCS-EG reste discutable, tout d'abord en raison des artefacts induits par le courant alternatif, et deuxièmement parce qu'il n'est pas réellement possible de capturer directement le signal EG de la zone stimulée. Ce montage combiné TCS-TMS permet d'observer, notamment pour le système sensorimoteur, les effets en temps réel de la TCS spécifiques aux fréquences sur la sortie corticospinale, en utilisant comme sonde des impulsions uniques de TMS appliquées sur le cortex moteur primaire. Ainsi, démarrez le protocole de stimulation électrique à 20 Hz tout en délivrant en ligne des impulsions uniques de TMS espacées par des intervalles aléatoires de trois à cinq secondes.Par exemple, nous pouvons montrer l'augmentation des amplitudes du potentiel moteur verrouillé lors d'une TCS en ligne à 20 Hz par rapport à une stimulation à 10 Hz ou une stimulation factice. Sur cette image, vous pouvez voir un exemple de conception expérimentale où la bobine de stimulation magnétique transcrânienne (TMS) est placée au-dessus de l'électrode cible de la TCS. Dans cette expérience, les électrodes rouges cibles sont placées sur le cortex moteur gauche et le cortex pariétal droit.L'électrode de référence bleue est placée sur la ligne médiane, correspondant à la position PZ du système international EG 1020. La bobine est maintenue sur l'électrode en éponge positionnée au-dessus du cortex moteur gauche. Le cortex moteur humain ciblé présente une activité d'environ 20 Hz.Des collaborateurs fréquents ont fourni la preuve cruciale d'une activité à 20 Hz au repos chez l'humain en montrant l'augmentation en temps réel de l'excitabilité cortico-spinale pendant que la stimulation était appliquée à 20 Hz. Sur le graphique, l'axe des Y représente l'amplitude moyenne des PME mesurée par une impulsion unique de SMT pendant que la stimulation TCS était en cours. L'axe des X représente différentes fréquences de stimulation.Seule la STC appliquée à 20 Hz sur le cortex moteur a augmenté la sortie corticospinale. En revanche, aucune effet de la stimulation n’a été observé aux autres fréquences ou lors de la stimulation du cortex pariétal. Il s'agissait de la première preuve d'un effet en temps réel, spécifique à la fréquence, de la STC sur le cortex moteur, mesuré par une approche combinée de TACS et de TMS.Le raisonnement qui sous-tend la combinaison de l'utilisation de la STMS et de la TACS repose sur les informations différentes qu'elles fournissent. En enregistrant les potentiels moteurs évoqués au niveau de la main controlatérale par rapport au cortex moteur primaire, nous pouvons vérifier les effets de la TCS en cours, exempts d'artéfacts. Cela nous permet de surveiller précisément les modifications de l'excitabilité corticale par l'intermédiaire des potentiels moteurs évoqués pendant une stimulation électrique délivrée à différentes fréquences, et ce de manière exempte d'artéfacts.Cette nouvelle approche peut être utilisée pour tester l'effet en ligne de toute autre forme de stimulation électrique transcrânienne.

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