Stimulation transcrânienne à courant continu focalisée neuronavigée administrée pendant l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle

Nous décrivons une nouvelle méthode de placement d’électrodes neuronavigées pour la tDCS focale qui prend en compte l’anatomie de la tête de chaque participant. Nous voulons comprendre si le placement neuronavigé des électrodes tDCS entraîne une précision de placement supérieure par rapport aux méthodes de placement traditionnelles et si cette précision supérieure améliore l’effet comportemental et neuronal de la stimulation. L’un des plus grands défis de l’expérience tDCS est d’assurer un placement précis des électrodes sur le cuir chevelu de chaque participant à l’étude de manière à ce que l’administration du courant soit la plus efficace possible.

Par conséquent, les chercheurs doivent s’assurer que les électrodes sont placées avec précision et vérifier le déplacement potentiel. pendant l’IRMf. Tout d’abord, notre approche optimise les positions des électrodes sur le cuir chevelu à l’aide de simulations réalistes du flux de courant pour chaque participant à l’étude.

Deuxièmement, nous utilisons le placement des électrodes par neuronavigation pour nous assurer que les électrodes sont fixées à des positions optimisées individuellement sur le cuir chevelu. Et troisièmement, nous confirmons la précision du placement des électrodes par rapport aux régions cibles prévues avant et après chaque séance d’IRMf. En améliorant la précision du placement des électrodes sur le cuir chevelu, nous veillons à ce que l’effet de la tDCS soit maximisé pour chaque participant à l’étude.

À l’avenir, nous prévoyons d’utiliser de nouvelles tDCS navigées pour étudier systématiquement les nouveaux mécanismes par lesquels la stimulation améliore le fonctionnement du cerveau humain. Cette recherche fournira des informations fondamentales sur la façon dont la tDCS module les fonctions cérébrales dans la santé et la maladie. Cela aidera également à maximiser les effets de la tDCS en fonction des caractéristiques des participants et des patients à l’avenir.

Pour commencer, rassemblez tout l’équipement nécessaire à la neuronavigation. Ouvrez le logiciel de neuronavigation et choisissez Nouveau projet vide. Chargez l’image pondérée T1 du participant et enregistrez le projet.

Pour lancer la reconstruction de la tête 3D, accédez à la section de reconstruction et cliquez sur Nouvelle reconstruction et habillage pour ouvrir une nouvelle fenêtre, puis appuyez sur Calculer l’habillage. Configurez cinq points de repère, y compris la nasion, les narines gauche et droite et les fosses préauriculaires gauche et droite. Configurez les positions des électrodes pour le cortex préfrontal latéral dorsal droit avec les coordonnées X, Y et Z de l’anode dans la section cible.

Cliquez sur ajouter et nommez l’anode. Placez le participant confortablement sur une chaise face à la caméra de suivi et demandez-lui de mettre les gobbles avec le traqueur de sujet attaché. Ensuite, allez dans l’onglet Sessions et dans le nouveau menu déroulant, sélectionnez Session en ligne.

Choisissez l’onglet Polaris pour vérifier la visibilité du suivi du sujet et du pointeur dans le champ de vision de l’appareil photo, en vous assurant que les deux appareils sont reconnus. Sélectionnez la section d’inscription pour vous inscrire aux cinq points de repère prédéfinis. Placez le pointeur perpendiculairement au crâne avec les capteurs face à l’appareil photo, et appuyez sur la pédale pour confirmer la position.

Accédez à la section de validation et validez les points de repère après avoir placé le pointeur sur les points de repère enregistrés. Ensuite, dans le panneau des points de repère d’affinement cliquez sur le bouton Ajouter pour chaque position. Placez le pointeur sur la surface de la tête et appuyez sur la pédale pour enregistrer les points de repère supplémentaires.

Sélectionnez ensuite la section effectuer et déplacez le pointeur vers l’emplacement approximatif du cortex préfrontal latéral dorsal. Marquez les positions des électrodes lorsque le pointeur s’aligne avec le centre du réticule vert à l’écran. Éloignez les cheveux du participant de la zone correspondante du cuir chevelu et marquez les positions des électrodes à l’aide d’un marqueur cutané ou d’un stylo.

Appliquez une petite quantité de crème anesthésique topique sur les positions marquées pour réduire les sensations physiques pendant l’IRMf tDCS. Insérez la fiche d’alimentation dans la même multiprise que le scanner pour utiliser le stimulateur CC multicanal en mode normal. Connectez-le ensuite à la boîte extérieure à l’aide du câble et de l’adaptateur de la boîte extérieure.

Ensuite, appliquez uniformément un millimètre de gel conducteur sur la surface de toutes les électrodes dans la configuration tDCS focale, et utilisez l’aide au remplissage des électrodes pour normaliser l’épaisseur du gel. Allumez le stimulateur CC, puis le panneau PC. Double-cliquez sur l’icône MC du stimulateur DC et sélectionnez la configuration de séquence appropriée, puis calibrez le stimulateur pour effectuer l’étalonnage sans que le participant ne soit connecté. Placez le participant confortablement près du stimulateur à courant continu à l’extérieur de la salle de scanner IRM et mesurez la partie la plus large de la tête du participant, c’est-à-dire la circonférence du front à l’os occipital.

Placez ensuite les électrodes, l’entretoise pour assurer un espacement égal des cathodes autour de l’anode centrale et fixez-les aux positions marquées du cuir chevelu. Utilisez un capuchon EEG de taille optimale sans inserts en plastique pour fixer les électrodes. Connectez le boîtier extérieur au boîtier intérieur du stimulateur CC pour effectuer un contrôle d’impédance.

Pour effectuer le contrôle d’impédance, appuyez sur le bouton correspondant sur l’interface du stimulateur. Déconnectez ensuite le boîtier intérieur du boîtier extérieur et insérez le boîtier extérieur dans le guide d’ondes du scanner. Ensuite, demandez au participant de s’asseoir sur la table d’examen IRM et de reconnecter la boîte intérieure à la boîte extérieure insérée dans le guide d’ondes.

Placez ensuite le participant en décubitus dorsal sur la table d’examen IRM, la tête dans la bobine de tête ouverte. Faites passer les câbles d’électrodes à travers la partie inférieure de la bobine de tête avant de fixer la partie supérieure et de la verrouiller en place. Placez la boîte intérieure à côté du participant sur la table d’examen IRM et déplacez-la dans l’alésage du scanner.

Sortez de la salle des scanners et informez le participant des procédures à venir via l’interface de communication. Sur le panneau PC du scanner, accédez au menu principal, puis à l’examen et à l’enregistrement du patient. Après avoir rempli les champs obligatoires, allez dans le choix du programme et sélectionnez le protocole d’imagerie prévu.

Cliquez sur l’orientation du patient et sélectionnez la position Tête en premier en décubitus dorsal. Dans les menus déroulants de la région d’examen et de la latéralité, choisissez cerveau et cliquez sur examen pour continuer. Informez le participant que deux examens IRMf de 10 minutes seront effectués et demandez-lui de maintenir son regard sur une croix de fixation pendant toute la période de balayage.

Pour démarrer la tDCS, appuyez sur le bouton d’initiation de la stimulation sur le Panel PC. Cliquez sur le bouton Relâcher le déclencheur de démarrage pour commencer la stimulation avec une montée en puissance de 10 secondes avant de commencer les séquences d’imagerie fonctionnelle. Après les scanners fonctionnels et la période de stimulation, obtenez un deuxième PET scan pendant que les électrodes sont toujours attachées à la tête du participant. À la fin de la séance d’IRM, débranchez les câbles d’électrodes de la boîte extérieure et éteignez le stimulateur CC.

Déplacez le participant hors de l’alésage du scanner et retirez le capuchon et les électrodes de la tête du participant. Un écart significatif entre les positions prévues et réelles des électrodes a été constaté avant et après l’IRMf. Le déplacement des électrodes entre les séances pré et post-IRMf était minime avec une dérive moyenne de moins 0,08 millimètre.

Aucune différence significative spécifique à la région dans la précision du placement des électrodes n’a été observée entre le cortex temporal occipital droit, le cortex temporal pariétal gauche et le cortex préfrontal latéral dorsal droit dans les stades de positionnement des électrodes pré-IRMf et post-IRMf.