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Inactivation corticale

Stimulation Magnétique Transcranienne (TMS)

Depuis les premières démonstrations en 1985 des stimulations magnétiques corticales chez l’Homme, la Stimulation Magnétique Transcranienne (TMS) s’est beaucoup développée, aussi bien dans un but thérapeutique que de recherche en sciences cognitives. En 2008, le CerCo a acquis un appareil de TMS pour l’expérimentation chez l’Homme. Elle est actuellement utilisée dans le cadre de recherches sur les mécanismes oscillatoires de l’activité corticale et pour aborder les fonctions cognitives de haut niveau telles que l’attention visuelle et la mémoire. Le CerCo possède une machine TMS Magstim Rapid2 de 3.5 Tesla, produisant un courant biphasique, ainsi que 2 bobines de stimulation en forme de 8 de 70 mm. La bobine de stimulation appliquée à la surface du crâne des sujets produit un champ magnétique qui va moduler l’activité neurale en altérant les champs électriques locaux. La stimulation générée a une très bonne résolution spatiale (1 à 2 cm) et temporelle (la stimulation dure moins d’1 ms et son effet au niveau neuronal est totalement abolie en 1 s maximum). Lors des expériences réalisées au laboratoire la TMS peut être couplée à une technique d’enregistrement de l’activité corticale : l’ElectroEncéphaloGraphie (EEG). Matlab et EEGLAB sont les logiciels utilisés pour le traitement des résultats comportementaux et électroencéphalographiques.

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Bobine de stimulation en forme de 8
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Appareil de TMS Magstim Rapid2

Cooling

L’inactivation de structures cérébrales par le froid est utilisée pour évaluer l’impact fonctionnel de la région désafférentée et de sa connectivité. Elle peut être facilement couplée à des enregistrements électrophysiologiques et des tâches comportementales. Cette technique a beaucoup d’avantages en comparaison de l’approche plus traditionnelle de la lésion corticale. Elle prévient la plasticité post-lésionnelle, et de ce fait permet d’évaluer directement le rôle de la zone désactivée et non la réorganisation des circuits consécutive à la lésion elle-même. L’inactivation est entièrement réversible en quelques minutes et sa durée et son étendue peuvent être contrôlées par l’expérimentateur. La sonde pouvant être implantée de manière permanente (même dans un sillon cortical), l’animal est donc son propre contrôle. Il est également possible d’examiner plusieurs questions chez un même sujet (grâce à la réversibilité, de nouvelles tâches peuvent être apprises par un animal implanté). Cette technique se conforme donc pleinement avec la règle éthique des 3R. Plusieurs sondes peuvent être utilisées de façon indépendante chez un seul sujet, permettant des études de double dissociation. Finalement, nous visons à utiliser cette technique dans l’IRMf.

Une sonde de refroidissement est un tube hypodermique d’acier inox formant une boucle de quelques millimètres. L’inactivation est effectuée en faisant circuler un fluide froid dans le tube et la température, contrôlée par un thermocouple à la base de la boucle, dépend de la vitesse de la pompe. Pendant le refroidissement, il s’établit un gradient de température dans le cerveau et les effets de l’inactivation sont principalement localisés à 1 ou 2 mm autour de la sonde.

Mise à jour 25/02/2011