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Stimulation transcrânienne à courant continu (STCC) est une technique bien établie pour moduler l'excitabilité corticale 1,2. Il a été utilisé comme un outil d'investigation en neurosciences à cause de ses effets sur la plasticité corticale, une opération facile, et le profil de sécurité. Un domaine qui a été STCC montrant des résultats encourageants est la réduction de la douleur 3-5.
Stimulation transcrânienne à courant continu (STCC) est une technique qui a été intensivement étudiés dans la dernière décennie que cette méthode offre une alternative non invasive et sûre à changer l'excitabilité corticale 2. Les effets d'une session du STCC peut durer plusieurs minutes, et ses effets dépendent de la polarité de stimulation, comme celui de stimulation cathodique induit une diminution de l'excitabilité corticale, et la stimulation anodique induit une augmentation de l'excitabilité corticale qui peut durer au-delà de la durée de la stimulation 6. Ces effets ont été explorées en neurosciences cognitives et aussi sur le plan clinique dans une variété de troubles neuropsychiatriques - surtout lorsqu'il est appliqué sur plusieurs séances consécutives 4. Un domaine qui a été d'attirer l'attention des neuroscientifiques et les cliniciens est l'utilisation de STCC d'une modulation des douleurs liées à des réseaux de neurones 3,5. Modulation de deux principales aires corticales de recherche sur la douleur a été explorée: le cortex moteur primaire et le cortex préfrontal dorsolatéral 7. En raison du rôle essentiel de l'électrode de montage, dans cet article, nous montrons les différentes alternatives pour le placement des électrodes pour des essais cliniques sur la douleur STCC; discuter des avantages et des inconvénients de chaque méthode de stimulation.
1. Matériaux
Dans ce guide, nous illustrons l'STCC plus typique set-up pour gestion de la douleur: en utilisant des électrodes caoutchouc conducteur, des éponges de type poche perforée, tous deux placés sur la tête, sans anesthésique topique.
2. Mesures
3. Préparation de la peau
4. Position des électrodes
5. STCC Démarrer
6. Après la procédure
7. Les résultats représentatifs:
Avec une configuration correcte, l'appareil doit afficher STCC que soit le courant passe pendant la situation STCC actif, ou l'appareil doit afficher en mode imposture lors de l'exécution d'une procédure stimulation placebo (figure 10).
Fait à noter, même avec l'appareil qui indique que le courant circule à travers le système, le courant pourrait effectivement être shunté par la peau. Afin d'éviter cet effet, il est recommandé d'avoir une distance suffisante entre les électrodes. Selon les études de modélisation, nous recommandons que, pour être d'au moins 8cm lors de l'utilisation des électrodes 5x7cm 17.
Par ailleurs, il est recommandé de consulter des modèles de tête ordinateur 14 et les études neurophysiologiques. Ces étapes supplémentaires ferait en sorte qu'une spécifiques montage est associée à des changements significatifs dans l'excitabilité corticale dans la zone qui est à l'étude.
Représentant pour la stimulation anodique est un iUGMENTATION de l'excitabilité du cerveau, alors que la stimulation cathodique conduit à une réduction de l'excitabilité corticale. Preuve tangible de ce qui a été révélé dans les essais ciblant le cortex moteur primaire (figure 6).
La variation de la taille de l'électrode conduit à une variation d'effets focale. Avec une diminution du diamètre de l'électrode, une stimulation plus focale peut être atteint. Ceci peut être prouvé en utilisant TMS sur le cortex moteur. D'un autre côté par la taille de l'électrode augmente, il est possible d'avoir une électrode fonctionnellement inefficace (figure 8).
Avec durée de la session de 20 minutes ou plus et avec des sessions multiples sur plusieurs jours consécutifs, les séquelles du STCC va durer plus longtemps. Exemple en est le traitement des syndromes de douleur.
Un point important est l'emplacement de l'électrode de référence. Si une position extracephalic est choisi, l'enquêteur doit être conscient de la répartition actuelle de l'électrode de référence pourrait déplacer le pic de courant induit et de modifier les effets de la SMTr.
Figure 1. Matériaux
Figure 2: Position de Vertex. Aires corticales marqués selon le système 10/20.
Figure 3: Position nasion et Inion
Figure 4: Position du cortex moteur. Aires corticales marqués selon le système 10/20.
Figure 5: Position DLPFC. DLPFC = cortex préfrontal dorsolatéral. Aires corticales marqués selon le système 10/20.
Figure 6: Modification de l'excitabilité corticale due à la polarité actuels et STCC montage. Tableau: Les effets induits de la stimulation TDC sur la taille du moteur potentiel évoqué (MEP), évalué par stimulation magnétique transcrânienne (TMS). Amplitudes MEP après stimulation sont donnés en pour cent du MEP sans stimulation. Notez que seul le cortex moteur (M1) - controlatéral supra-orbitaire (FP2) la mise en montage conduit à une augmentation significative de la taille des MPE après anodique et une diminution de l'amplitude MEP après stimulation cathodique. Il n'y a pas d'effets significatifs sur l'amplitude MEP montages STCC autres. Figure: Placements électrode 6 (modifié d'après Nitsche, 2000).
Figure 7: Tailles d'électrode
Figure 8: Diminution de la taille de l'électrode conduit à un effet plus focalement du STCC. Muscle potentiel évoqué tailles d'amplitude (MEP) de l'abducteur (ADM) et du muscle premier interosseux dorsal (FDI) au cours STCC anodique ou cathodique. En utilisant la condition d'un 35 cm 2 d'électrode, STCC anodique et cathodique influencer la taille d'amplitude MEP du SMA et de l'IDE dans une mesure similaire. A ce montage, les deux zones musculaires mains de représentation sont situées sous l'électrode de stimulation. Dans le cas d'une petite électrode, qui est seulement placé sur la zone de représentation de l'ADM, les effets des changements d'amplitude MEP de la représentation corticale IDE ne sont pas reproductibles (voir colonne jaune) 18 (modifié par Nitsche 2007).
Figure 9: Tissue-dépendu densité de courant. Densités de courant calculée dans différents tissus. Ampleur de densité de courant dépend de la conductivité des tissus. Notez que 10% environ de la densité de courant atteint le Gray Matter 19 (modifié d'après Wagner, 2007a).
Figure 10: Différentes conditions de stimulation: actif vs imposture. Certains appareils offrent STCC ups fixé pour actifs et de l'état fictif. Habituellement la stimulation applicable est indiqué par un signal lumineux.
Matériau |
Dispositif de TDC |
Pile 9V (2x) |
Deux bandes tête en caoutchouc |
Deux électrodes caoutchouc conducteur |
Deux électrodes éponge |
Câbles |
Une solution de NaCl |
Ruban de mesure |
Tableau 1. Matériaux
Positionnement d'électrode anode | Positionnement des électrodes cathodiques | Observations | Avertissements |
Cortex moteur primaire (M1) | Sus-orbitaires | C'est le plus utilisé montage. Il a été prouvé que l'excitabilité corticale peut être changé jusqu'à 40% 6 (figure 6). Résultats de la stimulation de la dépolarisation neuronale Anodal et l'augmentation de l'excitabilité neuronale tandis que la stimulation cathodique a des résultats opposés 6. | Seul un cortex moteur est stimulé - pourrait être un problème pour les syndromes de douleur bilatérale. Aussi l'effet de confusion de l'électrode de supra-orbitaire doit être envisagée. |
Cortex moteur primaire (M1) | Cortex moteur primaire | - Approche intéressante lorsqu'il ya un déséquilibre entre les bi-hémisphériques cortex moteur (comme les accidents vasculaires cérébraux) - Peut être utilisé avec deux électrodes de stimulation anodique (voir sixième ligne), où l'électrode cathodique est placé dans la zone sourcilière par exemple. | Les électrodes peuvent être trop proches les uns des autres questions de manœuvre. Une diminution de la surface des électrodes va augmenter le degré de dérivation le long de la peau 19 Par conséquent manœuvre pourrait être liée non seulement à positionner l'électrode, mais aussi à la taille de l'électrode. La relative résistance des tissus dépend de la position de l'électrode et la taille de la résistance globale sur laquelle le courant dépend de la 19 propriétés de l'électrode. |
Cortex préfrontal dorsolatéral (DLPFC) | Sus-orbitaires | La plupart utilisées pour la stimulation DLPFC - des résultats positifs pour le traitement de la dépression 20 et aussi la douleur chronique 3. | Seule la situation de stimulation unilatérale DLPFC est possible avec ce montage. |
Cortex préfrontal dorsolatéral | Cortex préfrontal dorsolatéral | - Approche intéressante lorsqu'il ya un déséquilibre bi-hémisphérique. - Peut être utilisé pour une situation deux stimulation anodique (voir sixième ligne), où l'électrode cathodique est placé dans la zone sourcilière par exemple. | Les électrodes peuvent être trop proches les uns des autres questions de manoeuvre 19. (S'il vous plaît voir la deuxième rangée, quatrième colonne). |
Occipital | Sommet | Intéressant pour les essais de contrôle actif de douleur chronique ou d'une modulation du cortex visuel. | Lorsqu'il est utilisé comme contrôle actif, électrodes de référence sont placés dans différents endroits à problèmes de comparabilité entre les approches intra-et inter-expérimentales. |
Deux électrodes anodique, par exemple, les deux corticales moteur | Sus-orbitaires | Changement simultané de l'excitabilité corticale | L'inhibition transcalleuse pourrait ajouter un facteur de confusion 21 |
Une électrode sur une cible corticale, par exemple, le cortex moteur primaire (M1) | Extra-crânienne | Eviter l'effet de confusion des deux électrodes avec des polarités opposées dans le cerveau 7. | Selon cible, la répartition actuelle pourrait ne pas être optimale et donc induire une stimulation inefficace 22 |
Positionnement Tableau 2 électrodes 7.
Note: Il est possible que les différences entre les positions d'électrodes différentes pourrait être l'activation de différentes populations neuronales à cause de différentes orientations du champ électrique.
Étapes critiques:
Les aspects à être contrôlée avant la procédure de départ:
Pendant les deux-active ou factice STCC toujours se demander si l'objet se sent toujours à l'aise et est capable de continuer la procédure.
Modifications possibles:
Justification de l'aide STCC dans la douleur chronique:
Le fait que plusieurs thérapeutiques pharmacologiques modalités n'apportent qu'un soulagement modeste pour la douleur chronique des patients soulève la possibilité que la cause de la persistance de cette maladie débilitante peut se situer dans les changements de plastique dans la douleur liée réseaux de neurones. Fait intéressant, la modulation de l'activité corticale peut être réalisé de façon non invasive par STCC, comme décrit précédemment, ce qui a été rapporté pour produire durablement des effets thérapeutiques de la douleur chronique due à des changements dans la plasticité corticale.
Effet clinique de la douleur chronique STCC:
Il a été démontré que STCC appliquée au cortex moteur des changements de l'excitabilité corticale locale (figure 6) 6. Plus précisément, les résultats de stimulation anodique à une augmentation de l'excitabilité neuronale, alors que la stimulation cathodique a des résultats opposés 6. En effet, l'application anodique STCC plus M1 conduit à une plus grande amélioration de l'échelle visuelle analogique (EVA) notes de douleur que STCC imposture. Cet effet thérapeutique sur la douleur suite à une stimulation M1, bien que transitoire, a été reproduite dans plusieurs groupes de patients atteints de syndromes de douleur neuropathique, comme la névralgie du trijumeau, le syndrome de la douleur poststroke 31, les maux de dos et la fibromyalgie 32. Fait intéressant, les essais cliniques dans la douleur neuropathique, en raison de blessures à la moelle épinière, la stimulation du cortex moteur par STCC a montré une amélioration des douleurs et cumulatifs effet analgésique qui a duré deux semaines après la stimulation. Il ya aussi des preuves de son effet analgésique chez les patients fibromyalgiques 33 qui est toujours significative après trois semaines de suivi pour STCC anodique de la M1 par rapport à une stimulation factice, et ainsi que la stimulation du 33 DLPFC. Bien que les effets de la STCC anodique plus DLFPC pour l'amélioration des douleurs n'ont pas été explorées intensivement, il a été démontré qu'il peut être utilisé pour moduler les seuils de douleur chez des sujets sains 34. Néanmoins, la stimulation de cette zone du cerveau est une technique fiable pour améliorer la mémoire de travail 10, en augmentant les performances sur des tâches de mémoire dans la maladie d'Alzheimer et la réduction de 9 cue-provoqué soif de fumer de façon significative 35 par exemple; par conséquent, il est également concevable que cela pourrait être une stratégie utile pour moduler affectivo-émotionnelles réseaux cognitifs associés au traitement des douleurs chez les patients souffrant de douleurs chroniques.
DaSilva AF a reçu le soutien financier du CSTC high-tech subvention, l'Université du Michigan pour effectuer cet examen. Volz MS est financé par une bourse subvention de Stiftung Charité.
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