Induction et évaluation standardisées de la plasticité corticale à long terme de type potentialisation à l’aide de la stimulation magnétique transcrânienne

Nous étudions la corticoplasticité pour comprendre et mesurer les changements synaptiques dans les troubles de santé et neurologiques. La variabilité de la stimulation, du positionnement des bobines et du timing de mesure rend les études de plasticité reproductibles iTBS difficiles. Pour commencer, expliquez l’objectif de l’évaluation, les principales procédures expérimentales et les facteurs de risque potentiels associés à l’étude.

Demandez un accusé de réception du processus de consentement et obtenez une signature sur le formulaire de consentement éclairé. Utilisez le système de neuronavigation pour identifier le point chaud moteur fonctionnel dans le cortex moteur primaire correspondant au muscle cible controlatéral. Maintenant, générez un modèle de tête en trois dimensions.

À l’aide des IRM individuelles, sélectionnez et enregistrez les repères anatomiques sur les plans axial, sagittal et coronal. Effectuer la segmentation de la surface du cuir chevelu pour compléter la génération du modèle de tête tridimensionnel. Après avoir terminé l’enregistrement du modèle de tête, effectuez la calibration des bobines pour garantir un suivi précis en temps réel au sein du système de neuronavigation.

Dans le logiciel, allez dans Paramètres, cliquez sur la bobine TMS, puis sélectionnez Calibrer les faces de l’outil. Calibrez les points fiduciaux sur la face de la bobine, ainsi que le marqueur de point de contrôle des bobines. Placez la bobine TMS avec des marqueurs réfléchissants sur le bloc de calibration désigné.

Après l’étalonnage initial, suivez l’invite du système pour placer la bobine sur le bloc d’étalonnage et confirmer sa position pour la précision. Ensuite, cliquez sur Neuronavigation pour valider le single coil. N’accepter que les calibrations avec une erreur spatiale inférieure à trois millimètres.

Sinon, répétez le processus de calibration. Demandez au participant de s’asseoir dans un fauteuil confortable avec soutien pour le dossier et les bras afin de minimiser les mouvements de la tête et du corps. Demandez au participant de garder les deux mains complètement détendues et immobiles tout au long de la procédure.

Fixez des marqueurs réfléchissants infrarouges sur le front du participant pour permettre un suivi de la tête en temps réel pendant la séance, et fixez les marqueurs à l’aide de patchs adhésifs. À l’aide d’un pointeur de tract, marquez trois points anatomiques sur le cuir chevelu du participant : le nasion, l’encoche supratragique gauche et l’encoche supratragique droite. Confirmez que les marqueurs sont reconnus par le système de neuronavigation, indiqué par leur apparence verte à l’écran.

En utilisant le même pointeur, collectez environ 200 à 300 points supplémentaires sur le cuir chevelu pour améliorer la précision de l’enregistrement. Permettre au logiciel de neuronavigation de générer automatiquement un modèle individualisé de forme de tête à partir de ces points afin d’optimiser l’alignement entre les scans IRM et le système de coordonnées réel. Ensuite, placez des électrodes de surface espacées de deux centimètres sur le muscle abducteur court du pouce dans un montage ventre-tendon.

Placez l’électrode de référence distalement, près de l’articulation interphalangienne du pouce. Ensuite, administrez une EMT à impulsion unique d’environ cinq centimètres latéral et de zéro à un centimètre à l’avant du sommet, en contrelatéral au muscle cible. Utilisez cela pour déterminer les coordonnées du cortex moteur primaire qui déclenchent l’amplitude maximale du potentiel évoqué par le moteur pour la localisation des points chauds moteurs.

Demandez au participant de garder sa main complètement relâchée afin d’éviter les contractions musculaires volontaires qui pourraient affecter les mesures. Orientez la poignée de la bobine de 45 degrés derrière la ligne médiane pour diriger le courant électromagnétique perpendiculairement au sillon central. Déplacez systématiquement la bobine par pas d’un centimètre autour de la région du cortex moteur dans toutes les directions, antérieure, postérieure, médiale et latérale, à des intervalles de cinq secondes.

Identifiez le point chaud moteur comme le site qui produit la plus grande amplitude potentielle évoquée par le moteur et la latence la plus courte dans le muscle abducteur court du pouce détendu. Permettre au système d’enregistrer automatiquement des paramètres spatiaux clés, y compris la distance entre la bobine et le point cible, la déviation d’inclinaison et la déviation de rotation. Utilisez ces valeurs pour garantir un placement précis et reproductible des bobines lors de la stimulation.

En utilisant la même configuration et paramètres d’électromyographie de surface, mesurez l’amplitude pic à pic du potentiel évoqué par moteur. Définissez le seuil moteur au repos, ou RMT, comme l’intensité minimale du stimulus TMS qui produit des potentiels évoqués par le moteur supérieurs à 50 microvolts dans au moins 5 des 10 essais à impulsion unique. Enregistrer 20 potentiels évoqués moteurs consécutifs à des intervalles de cinq secondes depuis le point chaud moteur comme mesure de référence.

Réglez l’intensité de stimulation à 120 % de la RMT pour évoquer environ un millivolt de potentiels évoqués par le moteur. Délivrez la stimulation à l’aide d’un dispositif TMS. Réglez l’intensité de stimulation à 80 % du RMT.

Appliquez des rafales de trois impulsions à 50 hertz, répétées à cinq hertz. À 5, 10, 15 et 30 minutes après l’iTBS, enregistrez 20 potentiels évoqués moteurs en utilisant la même intensité de stimulation pour évaluer la plasticité. Calculez l’amplitude moyenne de pic à pic des 20 potentiels évoqués moteurs enregistrés au départ et à chaque point temporel post-stimulation pour quantifier l’excitabilité corticale.

Exprimez les amplitudes post-stimulation sous forme de rapports normalisés par rapport aux mesures de base par rapport aux mesures standardisées entre les sessions et les individus. Après la stimulation de l’iTBS, des amplitudes potentielles évoquées par le moteur ont été enregistrées à plusieurs moments pour évaluer l’excitabilité corticale au fil du temps. L’amplitude moyenne du potentiel évoqué par le moteur brut a augmenté après stimulation, atteignant un pic à 15 minutes et diminuant de 30 minutes.

L’amplitude potentielle normalisée évoquée par moteur a montré une tendance similaire, augmentant au-dessus de la ligne de base et diminuant progressivement de 30 minutes. L’amplitude moyenne du potentiel évoqué moteur normalisé sur tous les points de temps post-stimulation dépassait 1,1, classant le participant comme facilité. Nous proposons un protocole iTBS standardisé guidé par neuronavigation pour une évaluation fiable et reproductible de la plasticité.

Notre protocole utilise la neuronavigation, garantissant une livraison précise et fiable de l’iTBS ainsi qu’une plasticité robuste semblable à celle du LTP avec une meilleure régularité. Ils permettent des études reproductibles de plasticité synaptique, soutenant le développement thérapeutique et les stratégies de neuroréhabilitation.