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Medicina

Technique mise à jour pour la stimulation électrique transcrânienne fiable, facile et tolérée comprenant la stimulation directe transcrânienne de courant

Published: January 03, 2020
doi:
10.3791/59204
, , , , ,
1Department of Biomedical Engineering,The City College of New York, CUNY, 2Department of Clinical and Health Psychology,Center for Cognitive Aging and Memory, 3McKnight Brain Institute,University of Florida, 4MJHS Institute for Innovation in Palliative Care, 5Department of Family and Social Medicine,Albert Einstein College of Medicine

Summary

Lors de l’administration de la stimulation transcrânienne à courant direct (TDCS), la préparation et le placement d’électrodes reproductibles sont essentiels pour une séance tolérée et efficace. Le but de cet article est de démontrer les procédures modernes mises à jour d’installation pour l’administration du TDCS et des techniques transcrâniennes connexes de stimulation électrique, telles que la stimulation transcrânienne de courant alternatif (tACS).

Abstract

La stimulation transcrânienne du courant direct (TDCS) est une méthode non invasive de neuromodulation utilisant des courants électriques directs de faible intensité. Cette méthode de stimulation cérébrale présente plusieurs avantages potentiels par rapport à d’autres techniques, car elle est non invasive, rentable, largement déployable et bien tolérée à condition que l’équipement et les protocoles appropriés soient administrés. Même si le tDCS est apparemment simple à exécuter, l’administration correcte de la session tDCS, en particulier le positionnement et la préparation des électrodes, est essentielle pour assurer la reproductibilité et la tolérabilité. Traditionnellement, les étapes de positionnement et de préparation des électrodes sont traditionnellement aussi les plus longues et les plus sujettes aux erreurs. Pour relever ces défis, les techniques modernes de tDCS, utilisant des couvre-chefs à position fixe et des électrodes éponge pré-assemblées, réduisent la complexité et le temps d’configuration tout en veillant à ce que les électrodes soient constamment placées comme prévu. Ces méthodes modernes de TDCS présentent des avantages pour la recherche, la clinique, et les arrangements à distance-supervisés (à la maison). Cet article fournit un guide complet étape par étape pour l’administration d’une session tDCS à l’aide de couvre-chefs à position fixe et d’électrodes éponge pré-assemblées. Ce guide démontre tDCS utilisant des montages couramment appliqués destinés à la stimulation de cortex moteur et de cortex préfrontal dorsolatéral (DLPFC). Tel que décrit, la sélection de la taille de la tête et du couvre-chef spécifique au montage automatise le positionnement de l’électrode. Les électrodes snap présaturées entièrement assemblées sont simplement fixées à la position fixe des connecteurs snap sur le couvre-chef. La méthode tDCS moderne est montrée pour réduire le temps d’configuration et réduire les erreurs pour les opérateurs novices et experts. Les méthodes décrites dans cet article peuvent être adaptées à différentes applications de tDCS aussi bien que d’autres formes de stimulation électrique transcrânienne (tES) telles que la stimulation transcrânienne de courant alternatif (tACS) et la stimulation aléatoire transcrânienne de bruit (tRNS ). Cependant, puisque tES est une application spécifique, le cas échéant, toute recette de méthodes est personnalisée pour tenir compte des caractéristiques spécifiques au sujet, à l’indication, à l’environnement et aux résultats.

Introduction

La stimulation transcrânienne de courant direct (tDCS) est une technique non invasive de stimulation de cerveau capable de moduler l’excitabilité corticale1,2. Pendant le tDCS, un courant constant de faible intensité, généralement 1-2 milliampères (mA), s’écoule d’une électrode d’anode à une électrode cathode générant un champ électrique faible à travers le cortex3,4. Les protocoles tDCS conventionnels sont considérés comme tolérés et sûrs5. Les effets d’une session de tDCS peuvent durer plusieurs minutes après l’achèvement de session6 avec des sessions répétées produisant des changements plus durables dans la fonction de cerveau7,8. Le profil de tolérabilité et le potentiel de produire des changements aigus ou durables font de tDCS un candidat pour une variété d’interventions et de traitements9,10,11. Alors que des questions demeurent sur la dose optimale de tDCS12, y compris le rôle de l’intensité13, polarité7 et focalité3, l’importance de contrôler le placement d’électrodes pour la reproductibilité neuromodulation est acceptée. En outre, la préparation des électrodes sous-tend également la tolérabilité et les préoccupations connexes telles que l’aveuglement-fiabilité14. Bien que le TDCS présente des avantages pratiques par rapport à d’autres méthodes de stimulation cérébrale, en raison de sa rentabilité, de sa portabilité, de sa facilité d’utilisation et de sa tolérabilité; néanmoins, l’apparente simplicité et l’adaptabilité de la technique n’excusent pas une mauvaise technique de préparation et de placement des électrodes14.

En effet, l’apparente simplicité de la TDCS a, dans certains cas, encouragé une attention insuffisante à l’équipement, aux fournitures et à la formation des opérateurs14. Tout d’abord, un placement fiable des électrodes est nécessaire pour la reproductibilité. Le positionnement des électrodes tDCS sur le cuir chevelu suit généralement le système 10-20, qui est une méthode utilisée pour le placement et l’application des électrodes d’électroencéphalographie (EEG). Dans la méthode tDCS conventionnelle, cela implique la mesure du ruban adhésif pour établir l’emplacement des électrodes, avec plusieurs mesures à chaque session15,16,17. Un marqueur est utilisé pour étiqueter les positions du cuir chevelu. Il est possible que ce processus entraîne une variabilité du placement des électrodes (p. ex., la façon dont les différents opérateurs positionnent la bande de mesure de façon fiable), en particulier dans des conditions de débit élevé, bien qu’une formation et une certification rigoureuses de l’opérateur puissent atténuer la variabilité. Dans la méthode tDCS conventionnelle, les électrodes sont ensuite pressées manuellement sur la coordonnées mesurées et les courroies en caoutchouc appliquées d’une manière ad hoc18 (p. ex., l’étanchéité des bandes peut ne pas être uniforme entre les opérateurs affectant l’éjection du liquide des éponges, la tolérabilité du sujet, et même la dérive en position d’électrode19,20). Comme pour la position des électrodes, cette variabilité peut être atténuée par des protocoles explicites et de la formation, bien que ces détails ne soient souvent pas décrits dans les rapports publiés. Dans des circonstances particulières lorsque l’électrode de garniture est séparée du cuir chevelu par la crème/gel sans l’utilisation de l’éponge21,la prudence est exigée pour empêcher le contact direct d’électrode-peau menant invariablement à une brûlure14. Une autre méthode moins courante pour le TDCS utilise un bouchon élastique22,23, qui dépend de la déformation spécifique de la tête du sujet ne déformant pas la position de l’électrode, et les risques de propagation saline et de pontage sous le bouchon (non visible à l’opérateur). Par rapport aux techniques conventionnelles à base d’élastiques, la technique tDCS moderne présentée ici rend les étapes critiques de préparation et de positionnement des électrodes plus robustes et fiables.

Une autre procédure clé dans tDCS est l’assemblage des électrodes. Les électrodes tDCS conventionnelles sont en plusieurs parties. Ces pièces séparées, qui doivent être assemblées avec soin par l’opérateur, se composent d’électrodes métalliques ou conductrices en caoutchouc, que l’opérateur enferme dans une poche d’éponge perforée et sature avec une solution saline15. Bien qu’il ne soit pas complexe, le processus d’assemblage des électrodes nécessite une formation et une vigilance à chaque séance, car une petite erreur comme le métal/caoutchouc dépassant de l’éponge et le contact avec le sujet ou le volume de liquide salin peut entraîner des lésions cutanées14. La technique tDCS moderne surmonte ces préoccupations en faisant appel à des électrodes/éponges présaturées pré-assemblées qui comprennent en outre un connecteur snap fiable au casque. Les électrodes pré-assemblées et présaturées sont une seule utilisation, atténuant les problèmes de reproductibilité et les risques de contamination par des éponges réutilisées14,20.

Le but de cet article est de démontrer les procédures modernes d’installation pour l’administration du TDCS et des techniques transcrâniennes connexes de stimulation électrique, telles que la stimulation transcrânienne de courant alternatif (tACS), la stimulation transcrânienne de bruit de rançon (tRNS)24, et la stimulation pulsée transcrânienne de courant (tPCS) et ses variantes25. Ce guide démontre tDCS utilisant des montages couramment appliqués destinés au cortex moteur26 et à la stimulation préfrontale dorsolatérale de cortex préfrontal (DLPFC)27. La technique tDCS moderne expliquée ici évite la mesure de bande pour déterminer le placement d’électrode, l’insertion encombrante d’électrode de carbone-caoutchouc, la procédure fastidieuse des éponges d’électrode de mouillage, et l’utilisation des bandes en caoutchouc ou des chapeaux élastiques comme couvre-chef. Ce processus est optimisé à l’aide d’un casque spécialisé à position fixe et d’une électrode de connecteur snap présaturée. Le couvre-chef à position fixe se compose de sangles daignées pour placer automatiquement des électrodes tDCS à la norme 10-10 EEG19. L’emplacement prédéterminé des électrodes fourni par ces sangles élimine la nécessité d’une mesure et d’un calcul approfondis, augmentant ainsi la reproductibilité, l’efficacité du temps et la manipulation du sujet. Seule une mesure d’ajustement unique est nécessaire (utilisée pour déterminer la taille correcte de la sangle à utiliser) lors de la première visite. Les électrodes épongepréassemblées à usage unique sont fournies pré-trempées dans le volume optimisé de saline et avec l’électrode en caoutchouc insérée et fixe, minimisant le risque de contact direct entre le caoutchouc/métal et la peau, ainsi que sur/sous-trempage. L’utilisation de couvre-chefs à position fixe et d’électrodes épongeprés(figure 1) réduit non seulement considérablement la possibilité d’un mauvais placement des électrodes en raison d’une erreur de mesure, mais facilite également l’administration du SDCT et rend l’application plus facile et plus efficace dans le temps. Pour chaque montage, il y a un couvre-chef spécifique. Cet article utilisera deux montages comme exemples. Le premier montage est le M1-SO dans lequel l’anode est placée au-dessus de la région correspondant au cortex moteur primaire (M1) et la cathode est placée au-dessus de la région supraorbitale contralatérale (SO) (figure 2A). Le deuxième montage est le montage bifrontal, dans lequel l’anode est placée sur la droite et la cathode est placée sur le DLPFC gauche (F3/F4, Figure 2C). Les méthodes décrites ici ne se limitent pas aux montages susmentionnés, et peuvent être adaptées aux autres configurations, réduisant considérablement la possibilité d’un mauvais placement des électrodes en raison d’une erreur de mesure, tout en rendant l’application du TDCS et des techniques tES connexes plus efficace. Les couvre-chefs modernes décrits ici sont spécifiques au montage d’électrodes (p. ex. M1-SO, F3/F4) et différents couvre-chefs seraient utilisés pour des montages d’électrodes distincts. Même si la technique moderne réduit le nombre d’étapes et rend l’administration de la technique tES efficace, la nouvelle approche nécessite toujours une formation pour faire fonctionner le stimulateur.

Protocol

Le City College of New York, CUNY Institutional Review Board (IRB) a approuvé ce protocole. 1. Matériaux Avant la séance du TDCS, assurez-vous que tous les documents nécessaires sont disponibles. Bien que certains documents dépendent du protocole spécifique de l’étude/traitement, il y a des éléments de base qui sont généraux à travers l’application moderne de tDCS comme indiqué ici (tableau 1, figure 3). Préparer un appareil tDCS : un appareil tDCS à piles qui fonctionne comme un stimulateur de courant constant avec une sortie maximale dans la plage milliamhumide. Un dispositif tES avec un paramètre tDCS peut être utilisé (par exemple, Soterix Medical 1×1 tES dispositif). Préparer des électrodes à éponge à usage unique (p. ex., des électrodes à claquement de 5 x 5 cm de Soterix Medical). Préparer la solution saline et l’applicateur, à utiliser si l’électrode se déshydrate pendant la séance. Étant donné que les électrodes préassemblées sont déjà imbibées d’un volume de solution saline prédéterminée pour être suffisante, une quantité minimale de solution saline, le cas échéant, pourrait être ajoutée. Veillez à ne pas trop tremper l’éponge et éviter les fuites et les gouttes en ajoutant progressivement et soigneusement saline seulement si nécessaire. Préparer un couvre-chef à position fixe. Ici, deux modèles de snap-headgear sont utilisés (M1-SO et bifrontal). Préparer les câbles de connexion. Le snap-headgear comprend déjà les câbles nécessaires, qu’une extrémité configurée pour se connecter à la stimulation (banane mâle) et l’autre extrémité configuré pour accepter le snap pad (snap femelle). Cela peut différer selon le couvre-chef à position fixe choisi. Préparer les formulaires pertinents (p. ex. formulaire de consentement, formulaires avant et après les questionnaires, formulaires de présélection, formulaires de collecte de données) et d’autres documents spécifiques à l’intervention, le cas échéant. 2. Formulaires pertinents Lorsque le sujet arrive, d’abord saluer le sujet, puis lui faire asseoir confortablement dans une position verticale dans une chaise. Pour les essais de recherche, avant l’étude, demandez au sujet de donner son consentement pour participer à l’étude. Le formulaire de consentement comprend des détails sur le protocole de recherche, les risques et les avantages de l’étude. Ce formulaire vise à divulguer des renseignements appropriés aux sujets afin qu’ils puissent faire un choix volontaire d’accepter ou de refuser un traitement. Elle provient de droits juridiques et éthiques. Un sujet doit être conscient de ce qui arrive à son corps et des responsabilités éthiques d’un chercheur pour impliquer le participant dans son bien-être physique et mental. Pour les essais de recherche, recueillir un consentement écrit des participants avant toute procédure d’étude. Montrez le formulaire de consentement au sujet. Une expérience ne peut se poursuivre que si le sujet choisit de signer le formulaire de consentement. Examiner le sujet selon les critères d’inclusion et d’exclusion décrits dans le protocole de l’étude. Si aucune contre-indication n’est présente et que le sujet accepte toujours de participer, demandez au sujet de remplir tout autre formulaire nécessaire (c.-à-d. formulaire démographique, pré-questionnaires pertinents, etc.) Si le sujet comprend parfaitement et consent à la procédure à suivre et a rempli les formulaires nécessaires, passez à l’étape suivante. 3. Mesures Commencer la configuration en mesurant d’abord la circonférence de la tête du sujet pour déterminer la taille appropriée du couvre-chef à utiliser. Pour mesurer la circonférence de la tête du sujet, commencez par la partie la plus proéminente du front autour de la partie la plus large de l’arrière de la tête, en passant au-dessus des cheveux et au-dessus des oreilles. Les bandes de tête à position fixe nécessitent beaucoup moins de mesures que les méthodes conventionnelles de placement des électrodes pour le tDCS15 et ne nécessitent en outre que des mesures lors de la première visite lorsque le train de tête est sélectionné.REMARQUE : Différents couvre-chefs peuvent varier dans la gamme de tailles offertes ainsi que dans les mesures de circonférence correspondant à chaque taille. Pour les couvre-chefs utilisés dans cette démonstration, les tailles disponibles sont petites (52-55,5 cm), moyennes (55,5 à 58,5 cm), grandes (58,5 à 62 cm) et extra-larges (62 à 65 cm). Avec le sujet assis confortablement dans une chaise, procéder à mesurer la circonférence de la tête pour déterminer la taille appropriée du couvre-chef. Consultez le manuel spécifique du couvre-chef pour sélectionner la taille appropriée du couvre-chef (p. ex., petit, moyen, grand) en fonction du montage d’électrode désiré et de la circonférence de la tête du sujet. Pour la plupart des montages d’électrode, il peut y avoir différentes tailles de couvre-chef selon la taille de la tête du sujet. 4. Préparation de la peau Inspectez la peau où l’électrode devrait être placée. Dans ce protocole, placez les électrodes suivant soit le M1-SO, soit le montage bifrontal. Si des lésions sont observées, n’administrez pas le TDCS. Assurez-vous que la zone est exempte de signes de lotion, de saleté, etc. Dans les approches traditionnelles où des électrodes réutilisables sont utilisées, inspectez les inserts en caoutchouc et les éponges pour les porter à chaque séance. Ici, dans l’approche moderne avec des électrodes à usage unique, cette étape n’est pas strictement nécessaire. Néanmoins, inspectez de nouvelles électrodes pour l’intégrité et la saturation. 5. Placement d’électrode Retirer de leurs sachets deux électrodes présaturées de 5 cm x 5 cm. Enclencher les électrodes à usage unique sur le snap-headgear en fonction des emplacements fixes sur le couvre-chef. Ces emplacements sont spécifiques au montage et basés sur le couvre-chef sélectionné. Le montage utilisé est spécifique à l’étude. Optionnellement, exposer doucement le cuir chevelu en séparant les cheveux du sujet avec les doigts pour s’assurer que la saline s’infiltre à travers les cheveux dans le cuir chevelu, améliorant la qualité de contact entre l’électrode et le cuir chevelu. S’assurer que l’éponge est fixée à la sangle, placez le couvre-chef sur la tête du sujet. Dans le montage Dem1SO avec stimulation « anodale » de M1, placez l’anode près du cortex moteur et la cathode au-dessus de la zone supraorbitale. Pour positionner avec précision les électrodes sur leurs positions désignées du cuir chevelu, placez d’abord l’anneau de la sangle, situé à la partie inférieure de la sangle, au-dessus de la nasion. La nasion est le point antérieur au cerveau, situé entre le front et le nez. Ajustez la partie supérieure de la sangle de sorte qu’elle soit perpendiculaire à la partie inférieure de la sangle. La partie supérieure de la sangle est destinée à s’asseoir approximativement au-dessus de l’oreille, symétriquement positionnée des deux côtés de la tête. Ensuite, placez la partie élastique postérieure de la sangle au-dessus de l’inion. La polarité anode/cathode peut être inversée en fonction de l’application. Dans le montage bifrontal (F3/F4) de snap-headgear avec la stimulation « anodale » du DLPFC gauche, positionnez l’anode près du cortex préfrontal latéral dorsal gauche et de la cathode près du cortex préfrontal latéral latéral latéral droit. La polarité anode/cathode peut être inversée en fonction de l’application. Dans certains sujets avec les cheveux longs, demandez au sujet de attacher leurs cheveux en arrière ou fixer les cheveux étroitement pendant que le couvre-chef est placé. Cela permettra une configuration d’électrode plus cohérente et de diminuer le risque d’inconfort causé par le tirage accidentel des cheveux du sujet.REMARQUE : Les cheveux longs peuvent également présenter une barrière pour le fluide de l’électrode pour saturer au cuir chevelu, et peuvent être doucement séparés sous l’électrode. Assurez-vous que le couvre-chef est bien ajusté, mais pas mal à l’aise. Sélectionnez la bonne taille du couvre-chef qui ne cause pas d’inconfort au sujet tout en veillant à ce que les électrodes éponges soient maintenues de façon fiable sur le cuir chevelu. Connectez le câble noir (cathode) et le câble rouge (anode) à l’appareil tES. Consultez le manuel d’exploitation du stimulateur afin d’établir si le stimulateur est allumé avant ou après la connexion des électrodes positionnée au stimulateur. Pendant que le stimulateur est actif, assurez-vous que les électrodes sont connectées lorsque le flux de courant a été amorcé. Pour le snap-headgear, connectez le câble cathodique noir au conducteur noir d’entrée correspondant de l’appareil tDCS et répétez ceci pour le câble d’anode rouge pour son emplacement respectif sur l’appareil tDCS. Assurez-vous que la polarité de connexion est correcte car les effets du TDCS sont spécifiques à la polarité.REMARQUE : Lors de l’utilisation d’un dispositif tDCS, l’électrode d’anode est le terminal positif où le courant positif pénètre dans le corps, et l’électrode cathodique est terminal négatif où le courant positif sort du corps. Lors de l’utilisation d’un dispositif tACS, l’anode et la cathode ne sont pas considérés comme positifs ou négatifs, que les deux terminaux agiront anode et cathode alternativement. Traditionnellement, le rouge indique l’électrode d’anode, et le noir ou le bleu indique l’électrode cathode (s’assurer que la même chose s’applique pour l’appareil utilisé). 6. Démarrer tDCS Avant d’entamer la session tDCS, assurez-vous que le sujet est confortable et éveillé. Confirmez que l’appareil est allumé, que les câbles sont correctement connectés et que le couvre-chef et l’électrode sont bien situés. Le compteur d’impédance est une méthode secondaire pour assurer un bon contact, mais il ne remplace pas la nécessité de s’assurer que toutes les étapes du protocole sont respectées. Vérifiez la qualité du compteur d’impédance. L’appareil utilisé dans cette démonstration affiche des informations d’impédance en temps réel. Cela peut être spécifique à l’appareil, alors familiarisez-vous avec le compteur d’impédance sur l’appareil utilisé. Si la qualité globale du contact du sujet est anormalement faible, cela peut indiquer une mauvaise configuration d’électrode, ce qui entraîne une forte impédance. Si la qualité de contact continue d’être faible après ajustement du couvre-chef et/ou complétant judicieusement saline, appuyez sur « chatouillement pré-stim » (si disponible sur l’appareil utilisé) pour obtenir une meilleure qualité de contact. Vérifiez si l’appareil a assez de batterie. Les appareils conçus pour les essais tDCS ont un avertissement de faible batterie facilement visible – pour l’appareil utilisé ici directement au-dessus de l’interrupteur d’allumage/arrêt, il y a un indicateur d’alerte à faible batterie. Programmez la durée de la session tDCS, l’intensité ou (s’il s’applique à l’appareil utilisé) le réglage de l’état de faux (pour les études avec l’aveuglement de l’opérateur concernant l’état de faux vs tDCS réel, le réglage sera programmé par du personnel indépendant ou pré-codé dans l’appareil28). Notez que certains stimulateurs sont recommandés pour être allumé avant le contact entre les électrodes et la peau est faite. Si la session tDCS est administrée à l’aide d’un dispositif tES, sélectionnez le paramètre de forme d’onde tDCS. Lors de l’application d’une forme d’onde tES autre que tDCS, comme tACS ou tPCS, assurez-vous que l’appareil est correctement programmé, y compris la forme d’onde et la fréquence. Lancez le tDCS en appuyant sur le bouton Démarrer. Afin de réduire les effets indésirables, les dispositifs comprennent la montée en puissance automatique au moment de l’initiation de la stimulation, ainsi qu’une rampe automatique vers le bas à la fin. Au début de la stimulation, les sujets perçoivent souvent une sensation de démangeaisons et/ou de picotements sous les électrodes, qui s’estompe alors dans la plupart des cas. Comme certains sujets peuvent éprouver de l’inconfort pendant les premières minutes de tDCS, diminuer modérément le courant en utilisant le bouton Relax temporairement que le sujet s’ajuste. Ensuite, augmentez graduellement le courant jusqu’au niveau souhaité. Cette fonctionnalité peut dépendre de l’appareil utilisé et du protocole. Assurez-vous que le sujet ne touche pas l’appareil, le couvre-chef et/ou les électrodes pendant la séance de stimulation. Assurez-vous que tous les ajustements requis à ces derniers sont manipulés par l’opérateur seulement. Pour certains sujets, des changements soudains de l’intensité actuelle peuvent produire des étourdissements ou des vertiges ainsi que des phosphines rétiniennes si le courant est soudainement augmenté ou diminué. Pour éviter ces sensations indésirables, assurez-vous de prévoir un temps de montée en puissance et de montée en puissance pour la stimulation. Comme mentionné précédemment, les appareils tDCS offrent une période de montée en puissance/down automatique. Vérifiez l’appareil pour plus de détails spécifiques. Assurez-vous que le sujet reste confortable et évite les mouvements inutiles. Si les électrodes se déshydratent, comme l’indique une diminution de la qualité du contact, utilisez une seringue pour ajouter progressivement une quantité mesurée de saline aux électrodes. Il peut y avoir des plans expérimentaux où les électrodes tDCS sont positionnés sur la tête bien avant la stimulation de sorte que lorsque la stimulation est prévue pour commencer les électrodes ont été sur la tête pendant un certain temps et peut devenir déshydraté.REMARQUE : Des électrodes conçues pour les tDCS, comme les électrodes snap, ont été développées par le fabricant pour maintenir la saturation au cours d’une séance tDCS (p. ex., des dizaines de minutes). Cependant, certains environnements (comme l’atmosphère exceptionnellement sèche de la climatisation) peuvent accélérer la déshydratation des électrodes. Les électrodes Snap sont pré-saturées, de sorte que le besoin de saline supplémentaire est réduit au minimum. Pour éviter l’égouttement salin dû à la gravité, assurez-vous d’une application graduée sur le bord supérieur des éponges. Pour minimiser la déshydratation, éviter un long temps long entre la configuration tDCS et le début de tDCS ou si inévitable (une longue tâche qui doit être effectuée après l’application du couvre-chef, mais avant l’application tDCS), ajouter des contrôles pour confirmer la saturation de l’éponge et l’impédance. Évitez de toucher les électrodes pendant la stimulation. Si l’ajout de saline n’améliore pas la qualité du contact, confirmer la sensation de la peau du sujet. Chaque essai et appareil aura des critères explicitement spécifiques pour tout casque ou étape d’ajustement d’électrode avant ou pendant tDCS, y compris lorsque la stimulation est interrompue en fonction de l’impédance et / ou la sensation du sujet. À la fin de la séance de stimulation, l’appareil descenddera de l’intensité du traitement à 0 mA. Ne laissez pas le sujet enlever lui-même le couvre-chef. Ne retirez pas le couvre-chef avant que l’appareil indique que la stimulation est complète avec un courant de zéro. Au fur et à mesure que les rampes actuelles s’abaissent, certains sujets peuvent signaler des sensations accrues telles que des picotements. Ces sensations mineures s’arrêtent après le retour à zéro de l’intensité actuelle. Lorsque l’appareil a terminé sa montée en puissance et que le courant est nul, éteignez l’appareil. 7. Après la procédure Retirez les couvre-chefs chargés avec les électrodes du cuir chevelu du sujet. Débranchez les électrodes de la sangle. Disposer des électrodes snap (car elles sont à usage unique). Inspecter la peau sous les électrodes. Rougeur légère à modérée est attendue pendant tDCS5,11,29, la plupart de celui-ci tout simplement à partir de la pression30. Administrer un questionnaire d’événements indésirables pour évaluer les effets secondaires possibles. Les questionnaires sur les événements indésirables peuvent inclure tous les effets indésirables généralement associés au TDCS, tels que des picotements, des démangeaisons et des sensations de brûlure, des maux de tête et de l’inconfort. Des exemples pour un tel questionnaire peuvent être trouvés dans Brunoni et al. (2011)31. Bien que le TDCS soit considéré comme sûr en suivant les protocoles standard5,effectuez une procédure de surveillance des événements indésirables au cours de l’élaboration du protocole de toute étude. Particulièrement dans quelques populations patientes, l’événement défavorable sérieux peut se produire sans rapport avec tDCS. Les procédures de surveillance des événements indésirables comprennent un plan d’action à suivre si le sujet signale des effets secondaires inattendus ou graves pendant ou après la séance. Suivez attentivement et soigneusement les procédures de surveillance des événements indésirables.

Representative Results

Les méthodes modernes de tDCS décrites dans le guide devraient simplifier la configuration de tDCS et ainsi réduire le temps de préparation tout en augmentant la fiabilité. Les temps d’configuration ont été mesurés à l’aide des méthodes traditionnelles et modernes de tDCS. Une considération distincte a été accordée aux experts par rapport aux novices pour chaque méthode (n-8). Chaque opérateur novice ou expert a effectué la configuration cinq fois. Pour la méthode traditionnelle tDCS, les experts et les novices ont examiné les instructions de préparation15, ainsi que des instructions supplémentaires avant les premiers essais de configuration. Pour la méthode tDCS moderne, les experts et les novices ont passé en revue une version antérieure de ce guide. Dans tous les cas, les opérateurs ont été autorisés à poser aux observateurs des questions et des instructions au besoin, qui seraient prises en compte dans le temps d’configuration. Les observateurs n’ont pas fourni de rétroaction autrement. La fiabilité a été notée par l’observateur après chaque essai sur une échelle de 1-3 comme : (1) Mauvaise configuration avec une erreur substantielle dans le placement d’électrodes (-gt;5 cm) et/ou un contact inégal significatif d’électrode avec la peau (-50% de la surface d’éponge ne contactant pas la peau), et/ou d’autres erreurs significatives ; (2) Erreur modérée ou faible dans le placement des électrodes (3-5 cm) et/ou contact d’électrode modéré ment inégal avec la peau (30-50% de la surface de l’éponge ne contactant pas la peau), et/ou d’autres erreurs mineures; (3) Aucune erreur évidente dans le placement d’électrode ou le contact inégal significatif d’électrode avec la peau, et aucune autre erreur significative. Méthode traditionnelleLa méthode traditionnelle nécessite des mesures pour la position M1-SO avant chaque application en utilisant le protocole de mesure basé sur le système 10-20 EEG. Les éponges devaient être assemblées et saturées. Les opérateurs novices ont reçu un manuel d’instructions avec des instructions pour la mesure du système 10-20 EEG, qu’ils pouvaient lire avant l’essai. Ce manuel d’instructions a été conservé pendant les essais pour référence. L’expert et le novice ont effectué 5 essais d’configuration, y compris les mesures de tête requises à chaque essai. Les temps individuels pris pour chaque essai d’configuration ont été enregistrés (figure 4). Le temps moyen d’configuration pris par l’expert était de 7,93 minutes (2,30). Le temps moyen d’configuration pris par le novice était de 10,47 minutes (3,36). Les novices étaient généralement incapables d’obtenir une configuration sans erreur, même à la 5e session. Les experts ont fait des erreurs de configuration peu fréquentes. Méthode moderneLes méthodes modernes exigent que la circonférence de la tête de chaque sujet soit mesurée une fois afin de déterminer la taille appropriée du couvre-chef à utiliser (S : 52 à 55,5 cm, M : 55,5 à 58,5 cm, L : 58,5 à 62 cm, XL : 62 à 65 cm). Les éponges étaient pré-assemblées et présaturées. Les temps individuels pris pour chaque essai d’configuration ont été enregistrés (figure 4). Le temps moyen d’configuration pris par l’expert était de 1,23 minutes (0,37). Le temps moyen d’configuration pris par le novice était de 2,53 minutes (0,48). Les novices ont généralement obtenu une configuration sans erreur par les 5èmes sessions et toutes les erreurs étaient mineures. Les experts n’ont commis aucune erreur d’configuration. L’approche tDCS moderne augmente ici la fiabilité de configuration tout en diminuant le temps de configuration de stimulation. Erreur de positionLa méthode tDCS moderne permet le placement d’électrodes avec une précision comparable à celle d’un opérateur expert mesurant la position traditionnelle de l’EEG 10-10. Par exemple, pour le M1-S0 utilisant une sangle bien conçue, l’erreur de position moyenne est de 1,5 mm, ce qui est significativement inférieur à la taille de l’électrode (5 cm x 5 cm) et non pas une erreur pertinente pour sous-en-foutre le flux de courant cérébral19. Pour l’opérateur ou l’auto-application, la méthode tDCS moderne est très fiable. DéployabilitéLa méthode moderne de TDCS peut être dans le cadre d’un programme de télé-santé pour les patients atteints de maladies chroniques présentant de multiples symptômes, y compris les soins palliatifs. Pour le montage M1-SO, le placement d’électrodes reproductibles a été réalisé. Il n’y avait aucune difficulté avec la formation des patients, l’adhérence de protocole, ou la tolérabilité26. Pour le montage bifrontal la stimulation reproductible et tolérable a été réalisée dans les deux patients présentant la sclérose en plaques et la maladie de Parkinson32,confirmant le placement fiable a été réalisé même pour l’auto-application dans le sujet avec des déficits moteurs. Toute contre-indication absolue ou relative resterait la même selon les méthodes traditionnelles et modernes. Les protocoles trouvés efficaces avec la méthode traditionnelle s’appliqueraient au moderne, bien que la méthode moderne augmenterait la robustesse et la reproductibilité particulièrement dans l utilisation à la maison ou à haut débit. Figure 1 : Casque à position fixe et électrodes éponge pré-assemblées. (A) Certains couvre-chefs à position fixe comprennent déjà les câbles nécessaires, avec des éponges pré-assemblées conçues pour s’enclencher. (B) Cette figure indique le processus de configuration du couvre-chef en claquant les électrodes fermement en place sur la sangle de la tête. (C) Les électrodes préassemblées sont déjà trempées dans une solution saline. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre. Figure 2 : montage M1-SO et montage bifrontal. (A, B) Dans la configuration de montage M1-SO, l’anode est placée au-dessus de la région correspondant au cortex moteur primaire (M1) et la cathode est placée au-dessus de la région supraorbitale contralatérale (SO). (A) est la vue de côté et (B) est la vue avant. (C, D) Dans la configuration de montage bifrontal, l’électrode anodale est placée au-dessus de la droite et l’électrode cathodale est placée au-dessus du cortex préfrontal dorsolatéral gauche. (C) est la vue de côté et (D) est la vue avant. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre. Figure 3 : Articles qui sont généralement présents à chaque session du SDCT. Bien que certains documents dépendent de la cible de l’étude/traitement, les éléments énumérés ci-dessous sont essentiels pour la séance du SDCT décrite dans le présent guide. Ces éléments comprennent : 1) un dispositif tDCS, 2) des électrodes à éponge à usage unique, 3) une solution saline, 4) un couvre-chef à position fixe (celui ci-dessous comprend les câbles de raccordement nécessaires) et 5) une seringue pour l’application saline si nécessaire. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre. Figure 4 : Temps d’configuration et scores de performance pour les novices et les experts appliquant la méthode tDCS moderne et traditionnelle. Les opérateurs experts et novices ont effectué la configuration de montage M1-SO cinq fois en utilisant la méthode traditionnelle de configuration tDCS et la méthode de configuration moderne. La méthode d’configuration traditionnelle consiste à prendre des mesures pour la position M1-S0 à l’aide du système 10-20 EEG, puis à placer les électrodes à l’emplacement cible. Pour la méthode traditionnelle et moderne du TDCS, les experts et les novices ont examiné les instructions de préparation, ainsi que des instructions supplémentaires avant les premiers essais de configuration. La méthode de configuration tDCS moderne réduit le temps d’configuration et améliore les performances des sujets experts et novices, car elle supprime l’étape fastidieuse des mesures EEG 10-20 pour le montage M1-S0. Lors de l’utilisation de la méthode tDCS moderne (Panel B2 et D2),le temps moyen de configuration pris par les experts et les novices était de 1,23 minutes (0,37) et 2,53 minutes (0,48) respectivement. Lors de l’utilisation de la méthode tDCS traditionnelle (Panel B1 et D1),le temps moyen d’configuration pris par les experts et les novices était de 7,93 minutes (2,30) et 10,47 minutes (3,36) respectivement. Après chaque essai de configuration d’électrodes, les performances ont été mesurées sur une échelle de 1-3 avec 3 marqués comme configuration sans erreur et 1 marqué comme mauvaise configuration. Les performances étaient plus élevées pour la méthode tDCS moderne pour les experts et les novices. Pour la méthode tDCS traditionnelle, la performance moyenne des experts et des novices était de 2,75 (0,25) et 1,5 (0,25) respectivement (Panel A1 et C1). Pour la méthode tDCS moderne, la performance moyenne des experts et des novices était de 3 (0) et 2,75 (0,3) respectivement (Panel A2 et C2). Les barres d’erreur montrent l’écart standard. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre. Méthode classique Méthode mise à jour Avantage de la méthode mise à jour Mesure de positionnement d’électrode Plusieurs mesures de bande à chaque session. Mesure de bande unique seulement à la première session. Diminution du temps et fiabilité accrue dans le positionnement des électrodes. Préparation à l’électrode Étapes multiples, y compris l’assemblage et la saturation. Aucune préparation (pré-saturée). Inclut le connecteur snap. Diminution du temps et fiabilité accrue dans la préparation des électrodes. Engrenages de tête Bandes de caoutchouc avec plusieurs connexions. Engrenage salit rectiaux avec position fixe de connecteur snap. Diminution du temps et fiabilité accrue dans le positionnement des électrodes. Tableau 1 : Comparaison sommaire de la méthode classique tDCS et de la méthode tDCS moderne. En ce qui concerne la position des électrodes, la préparation des électrodes et l’utilisation des couvre-chefs, les techniques modernes de tDCS offrent des progrès dans la réduction du temps et l’augmentation de la fiabilité.

Discussion

Depuis 2000, il y a eu une augmentation exponentielle du taux (nombre d’essais publiés) et de l’étendue (gamme d’applications et d’indications) pour tDCS5,11,33. Les protocoles modernes du TDCS illustrés ici appuient potentiellement davantage l’adoption dans les essais sur l’homme, en particulier l’augmentation de la taille et des sites (p. ex., les essais pivots) et, en fin de compte, dans le traitement9, car ces techniques modernes de SDCT sont simples et normalisent les étapes critiques de la configuration. Étant donné que la préparation et la position des électrodes déterminent la dose12du TDCS, les méthodes visant à assurer une configuration reproductible sous-tendent les essais reproductibles. La technique moderne décrite ici devrait être avantageuse à travers le critère d’inclusion, mais peut fournir un avantage spécial dans le groupe où les techniques conventionnelles s’avèrent difficiles en raison des conditions de cuir chevelu / cheveux, le comportement, ou dans les essais multi-centres et les paramètres à distance34,35. La technique moderne, en fournissant une fixation plus sûre des électrodes (par exemple par rapport aux sangles élastiques ad hoc dans la technique conventionnelle) améliorerait la combinaison avec les thérapies comportementales auxiliaires telles que la thérapie de miroir36,37,38, l’imagerie visuelle et la réalité virtuelle39,40,41, ou la physiothérapie34,42,43, 44,45.

tDCS est considéré comme une forme sûre et pratique de stimulation cérébrale non invasive5,11. Néanmoins, il est toujours important de s’assurer que la stimulation est effectuée selon les meilleures pratiques14. Tous les opérateurs tDCS sont formés et certifiés. Un protocole spécifique à l’étude est créé décrivant tous les matériaux supplémentaires nécessaires, le montage d’électrode utilisé, toutes les tâches le cas échéant, une procédure de sécurité importante à suivre avant, pendant et après la stimulation, ainsi que des critères d’inclusion et d’exclusion spécifiques à l’étude. Certains critères d’exclusion peuvent inclure des tatouages métalliques de tête et/ou de cou, des implants métalliques dans la tête et/ou le cou, entre autres, mais ceux-ci ne sont pas absolus (par exemple tES chez les sujets présentant une épilepsie, un implant et des malformations graves du crâne)4. De nombreux aspects d’une étude tDCS protocoles, tels que certains matériaux, le placement d’électrodes, la durée, entre autres procédures, sont spécifiques à la conception de l’étude. Lorsque vous modifiez le protocole pour répondre aux besoins spécifiques à l’étude, assurez-vous que ces modifications sont acceptables tant pour le sujet que pour le chercheur5,11.

Une méthode tDCS moderne est décrite dans ce guide. Cette technique d’application tDCS contemporaine est significativement plus simple que la méthode conventionnelle, et est donc à la fois plus rapide et moins sujette à l’erreur.

Divulgaciones

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Ce travail a été soutenu par les NIH (subventions 1R01NS101362-01, 1R01MH11896-01, 1R01NS095123-01, 1R01MH109289-01, 1K01AG050707).

Materials

1×1 transcranial electrical stimulation Soterix Medical Inc. 2001tE The tDCS setting was used on the tES device
Dlpfc-1 headgear with cables Soterix Medical Inc. SNAPstrap 1300-ESOLE-S-M Dlpfc-1 (size: adult – medium)
M1-SO headgear with cables Soterix Medical Inc. SNAPstrap 1300-ESM-S-M M1-SO (size: adult – medium)
Saline solution Soterix Medical Inc. 1300S_5
Snap sponge electrodes 5×5 cm Soterix Medical Inc. SNAPpad 1300-5x5S Single-use only
Syringe Soterix Medical Inc. 1300SR_5 Syringe for saline application
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Borges, H., Dufau, A., Paneri, B., Woods, A. J., Knotkova, H., Bikson, M. Updated Technique for Reliable, Easy, and Tolerated Transcranial Electrical Stimulation Including Transcranial Direct Current Stimulation. J. Vis. Exp. (155), e59204, doi:10.3791/59204 (2020).
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