Modulation non invasive et cartographie robotique du cortex moteur dans le cerveau en développement

Notre protocole consiste à utiliser le premier robot pédiatrique TMS dans le monde pour cartographier le cortex moteur chez les enfants en bonne santé et aussi chez les enfants qui ont eu des lésions cérébrales précoces telles que l’AVC périnatal. Protocol intègre l’imagerie IRM à la neuronavigation, ce qui nous permet d’acquérir des cartes avec une précision et une précision accrues, de réduire les temps de session de cartographie. Il aide à éliminer les erreurs humaines et augmente la sécurité et la tolérabilité pour les jeunes patients.

La cartographie motrice n’est pas encore utilisée à des fins diagnostiques ou pronostiques, cependant, c’est une nouvelle technique qui mesure la façon dont le cerveau change et se recâblé après que des dommages au cerveau se sont produits ou après une intervention. Des techniques similaires avec différentes cibles peuvent être utilisées pour la cartographie des zones linguistiques. La cartographie du langage et du moteur peut être importante pour la planification pré-chirurgicale.

Commencez par utiliser les onglets dans le logiciel de neuronavigation pour reconstruire la peau et le cerveau complet curvilinear. Sélectionnez nouvelle peau et calculez la peau. Assurez-vous que le nez et le haut de la tête sont inclus.

Ensuite, sélectionnez curvilinear nouveau et plein cerveau. Enfermez la boîte de sélection verte à l’extérieur du cerveau, mais à l’intérieur du crâne. Sélectionnez curvilinear de calcul.

Réglez la profondeur de la peau à 4,0 à 6,0 millimètres. Sélectionnez configurer les repères. Placez quatre repères au bout du nez, nasion, et les encoches des deux oreilles de la peau reconstruite.

Nommez les repères correspondant à leur anatomie. Sélectionnez l’onglet de la cible pour afficher le cerveau curvilinaire. Sélectionnez la nouvelle grille rectangulaire.

Placez l’uniforme 12 par 12 grilles de coordonnées avec un espacement de sept millimètres à la surface du cerveau reconstruit au-dessus de la poignée du cortex moteur. Ensuite, utilisez l’outil de positionnement cible sur la droite pour optimiser le positionnement de la grille pour la rotation, l’inclinaison et la courbure. Convertir les points de grille en trajectoires qui guideront le robot pour positionner la bobine TMS.

Ajustez l’angle de la trajectoire de sorte qu’ils sont de 45 degrés à la fissure longitudinale ou le cerveau. Utilisez l’outil snap pour extrapoler et optimiser les trajectoires vers le cerveau curvilinaire. Enfin, initialisez et positionnez le bras et le siège du robot TMS pour accueillir la position et calibrer le capteur de plaque de force à l’aide de quatre tests de capteurs.

Commencez par escorter le participant dans la salle d’essai et lui faire remplir un questionnaire de sécurité. Ensuite, placez le participant dans la chaise robot et ajustez le repose-dos et le repose-cou. Assurez-vous que leurs pieds sont soutenus.

Soutenez les bras et les mains avec des oreillers pendant la séance de cartographie. Nettoyez la peau sur le muscle d’intérêt. Placez des électrodes de surface de chlorure argenté sur les deux mains et les avant-bras du participant ciblant quatre muscles du membre antérieur distal.

Le ventre du premier dorsal interosseous, abducteur pollicis brevis, abducteur digiti minimi, et l’extenseur de poignet. Connectez l’amplificateur à un ordinateur de collecte de données avec un logiciel EMG compatible. Ensuite, des électrodes de surface à l’électromyographie, ou EMG, amplificateur et un système d’acquisition de données, en s’assurant que l’électrode au sol est connecté ainsi.

Co-enregistrez les quatre points de repère sur la tête du participant à l’aide des pointeurs de repère et utilisez l’onglet validation pour vous assurer que la tête des participants est correctement enregistrée. Ensuite, sélectionnez un point de grille le plus proche de la poignée du participant. Sélectionnez le bouton aligner sur le bouton cible pour aligner la bobine TMS tenue par le robot à cet emplacement cible.

Sélectionnez le contact. Surveillez la qualité du contact à l’aide de l’indicateur de force de contact et assurez-vous que l’indicateur est vert ou jaune. Demandez au participant de ne pas se déplacer en dehors du champ d’application du bras du robot.

Assurez-vous que les muscles de la main du participant sont détendus et restent immobiles avant le contact. Sélectionnez aligner et suivre de sorte que la bobine reste centrée sur la cible si le participant se déplace. Utilisez le bouton déclencheur TMS sur la machine TMS pour fournir cinq à 10 impulsions TMS à une intensité comprise entre 40 et 60% de puissance maximale de stimulateur.

Enfin, déterminer le point de grille qui donne le moteur le plus grand et le plus cohérent évoqué potentiel pour le muscle de l’IED gauche ou droit. Déterminez le seuil moteur de repos comme l’intensité la plus faible qui produit et le PEOA d’au moins 50 microvolts dans le muscle de l’IED dans cinq stimulations sur dix. Commencez par fournir quatre impulsions TMS à impulsion unique à un interstimulus d’une seconde et l’intensité de 120% RMT au point de grille se ferme au point chaud.

Ensuite, répétez au point de grille adjacent. Continuez séquentiellement de façon linéaire le long des points réactifs jusqu’à ce qu’un point non réactif soit atteint, ce qui désigne la première région de pensionnaire de la carte. Ensuite, continuez à cartographier pour établir les points de pensionnaire dans les quatre directions de la grille rectangulaire.

Enregistrez tous les eurodéputés de tous les muscles à l’aide du logiciel EMG pour l’analyse hors ligne. Après trois à quatre points de grille, sélectionnez le contact et donnez au participant une pause jusqu’à ce qu’il se sente prêt à continuer. Ensuite, utilisez une version papier des mêmes grilles pour suivre l’ordre de stimulation pour une analyse plus approfondie.

Cartographie complète à l’aide d’un TMS robotique. Enfin, utilisez un script de codage sur mesure pour générer des cartes motrices 3D disponibles en contactant l’auteur. Calculer la zone et le volume de la carte moteur à l’aide de sites de trajectoire réactifs.

Calculer le centre de gravité comme moyenne pondérée des représentations motrices de chaque emplacement de coordonnées. Ces résultats indiquent que le TDCS et le HD-tDCS ont amélioré le taux d’apprentissage sur cinq jours de formation. Les groupes d’intervention active ont eu des améliorations plus grandes dans le score quotidien moyen de PPT de main gauche aux quatrième et cinquième jours comparés à l’imposture.

Cette méthodologie a été reproduite à partir d’une étude précédente et les ensembles de données ont été combinés. Les données de réplication ont démontré des résultats similaires, de sorte qu’il y a eu une augmentation significative du taux d’apprentissage observé dans le groupe tDCS et HD-tDCS par rapport au groupe factice. La planification de la procédure est aussi importante que l’exécution.

Les grilles et les trajectoires doivent être soigneusement superposées à une IRM. Si vous utilisez des modèles cérébraux, plusieurs échantillons doivent être prélevés sur la tête des participants. Cette procédure peut être effectuée avant et après l’intervention pour répondre au changement de carte moteur qui en résulte.

L’évaluation effectuée à la suite de cette procédure peut indiquer la relation entre les mesures de la carte motrice et les résultats de la fonction. À l’aide de ce protocole, les chercheurs peuvent apprendre à générer des cartes motrices avec précision, en temps opportun et en toute sécurité chez les enfants utilisant le SMT robotique. Le défi majeur consiste à guider le robot et à l’aligner de manière optimale sur ses zones cibles.

Les trajectoires doivent être prédéterminées avec précision. La pratique de l’alignement des bobines avec de multiples combinaisons de paramètres d’inclinaison et de rotation permet d’optimiser la conception de la trajectoire de bobine. Aucun des instruments n’est dangereux.

Il est important d’observer constamment le robot pendant qu’il touche la tête du participant car le robot réagira à tous les mouvements de la tête.