Modulation de la douleur à l'aide de la stimulation alternative transcrânienne (tACS) chez des sujets humains en bonne santé
2 juin 2020 mis à jour par: Markus Ploner, Technical University of Munich
La douleur est un phénomène extrêmement complexe et subjectif qui résulte de l'intégration dynamique de facteurs sensoriels et contextuels (c'est-à-dire
processus cognitifs, émotionnels et motivationnels).
Des preuves récentes suggèrent que les oscillations neuronales et leur synchronisation entre différentes zones du cerveau pourraient constituer la base de ces fonctions d'intégration.
Lorsque l'on étudie la douleur expérimentale tonique durant plusieurs minutes, par exemple, l'intensité objective du stimulus est inversement proportionnelle aux oscillations alpha (8-13 Hz) et bêta (13-30 Hz) dans les zones somatosensorielles précoces, tandis que l'intensité subjective de la douleur est positivement associée au gamma (30-100 Hz) oscillations dans le cortex préfrontal.
Pourtant, à quelques exceptions près, les liens rapportés entre l'activité cérébrale oscillatoire et la douleur ont pour la plupart été établis par des approches corrélatives qui ne permettent pas d'inférer de causalité.
Le projet actuel vise à étudier de manière approfondie le rôle causal des oscillations neurales pour la douleur expérimentale tonique chez des sujets humains sains.
À cette fin, la stimulation transcrânienne par courant alternatif (tACS) sera utilisée pour moduler l'activité cérébrale oscillatoire dans les bandes de fréquences alpha et gamma et étudier les effets de cette manipulation sur la perception de la douleur et les réponses autonomes liées à la douleur.
À l'aide d'un protocole établi de stimulation de la douleur tonique et d'une conception à double insu contrôlée par simulation, les effets des tACS des zones cérébrales somatosensorielles et préfrontales seront étudiés.
Les résultats promettent d'élucider les mécanismes neuronaux sous-jacents à la douleur expérimentale tonique en testant le rôle mécaniste des oscillations neuronales dans différents aspects du traitement de la douleur.
En outre, ils pourraient contribuer au développement de nouvelles approches de traitement urgentes de la douleur chronique utilisant des méthodes neuromodulatrices.
Aperçu de l'étude
Statut
Complété
Les conditions
Intervention / Traitement
- Dispositif: TACS 10 Hz du cortex somatosensoriel bilatéral
- Dispositif: TACS 10 Hz du cortex préfrontal
- Dispositif: TAC 80 Hz du cortex somatosensoriel bilatéral
- Dispositif: TAC 80 Hz du cortex préfrontal
- Dispositif: Stimulation factice du cortex somatosensoriel bilatéral
- Dispositif: Stimulation factice du cortex préfrontal
Type d'étude
Interventionnel
Inscription (Réel)
39
Phase
- N'est pas applicable
Contacts et emplacements
Cette section fournit les coordonnées de ceux qui mènent l'étude et des informations sur le lieu où cette étude est menée.
Lieux d'étude
-
-
Bavaria
-
Munich, Bavaria, Allemagne, 81675
- Department of Neurology, Klinikum rechts der Isar, Technische Universität München
-
-
Critères de participation
Les chercheurs recherchent des personnes qui correspondent à une certaine description, appelée critères d'éligibilité. Certains exemples de ces critères sont l'état de santé général d'une personne ou des traitements antérieurs.
Critère d'éligibilité
Âges éligibles pour étudier
18 ans à 65 ans (Adulte, Adulte plus âgé)
Accepte les volontaires sains
Non
Sexes éligibles pour l'étude
Tout
La description
Critère d'intégration:
- 18-65 ans
- Droitier
- Consentement éclairé écrit
Critère d'exclusion:
- Grossesse
- Maladies neurologiques ou psychiatriques (par ex. épilepsie, accident vasculaire cérébral, dépression, troubles anxieux)
- Maladies générales graves (par ex. tumeurs, diabète)
- Maladies de la peau (par ex. dermatite, psoriasis ou eczéma)
- Douleur actuelle ou récurrente
- Prise régulière de médicaments
- Procédures chirurgicales impliquant la tête ou la moelle épinière
- Traumatisme crânien suivi d'une altération de la conscience
- Évanouissements passés ou syncopes
- Implants métalliques (sauf titane) ou électroniques
- Effets secondaires suite à une stimulation électrique ou magnétique antérieure
- Effets secondaires suite à une stimulation thermique antérieure
Plan d'étude
Cette section fournit des détails sur le plan d'étude, y compris la façon dont l'étude est conçue et ce que l'étude mesure.
Comment l'étude est-elle conçue ?
Détails de conception
- Objectif principal: Science basique
- Répartition: N / A
- Modèle interventionnel: Affectation à un seul groupe
- Masquage: Aucun (étiquette ouverte)
Armes et Interventions
Groupe de participants / Bras |
Intervention / Traitement |
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Expérimental: Stimulation transcrânienne par courant alternatif (tACS)
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10 Hz tACS à 1 mA seront appliqués sur le cortex somatosensoriel bilatéral pendant 10 minutes à l'aide d'un stimulateur Neuroconn (DC-Stimulator MR ; Neuroconn, Ilmenau, Allemagne) et de 2 électrodes en caoutchouc de 5*5 cm placées aux positions des électrodes CP3 et CP4 selon le système international 10-20.
10 Hz tACS à 1 mA seront appliqués sur le cortex préfrontal pendant 10 minutes à l'aide d'un stimulateur Neuroconn (DC-Stimulator MR ; Neuroconn, Ilmenau, Allemagne) et de 2 électrodes en caoutchouc de 5*5 cm placées aux positions des électrodes F3 et F4 selon le système international 10-20.
80 Hz tACS à 1 mA seront appliqués sur le cortex somatosensoriel bilatéral pendant 10 minutes à l'aide d'un stimulateur Neuroconn (DC-Stimulator MR ; Neuroconn, Ilmenau, Allemagne) et de 2 électrodes en caoutchouc de 5*5 cm placées aux positions des électrodes CP3 et CP4 selon le système international 10-20.
80 Hz tACS à 1 mA seront appliqués sur le cortex préfrontal pendant 10 minutes à l'aide d'un stimulateur Neuroconn (DC-Stimulator MR ; Neuroconn, Ilmenau, Allemagne) et de 2 électrodes en caoutchouc de 5*5 cm placées aux positions des électrodes F3 et F4 selon le système international 10-20.
10 Hz tACS à 1 mA seront appliqués sur le cortex somatosensoriel bilatéral pendant 10 secondes au début de la session expérimentale à l'aide d'un stimulateur Neuroconn (DC-Stimulator MR ; Neuroconn, Ilmenau, Allemagne) et de 2 électrodes en caoutchouc de 5*5 cm placées à les positions des électrodes CP3 et CP4 selon le système international 10-20.
10 Hz tACS à 1 mA seront appliqués sur le cortex préfrontal pendant 10 secondes au début de la session expérimentale à l'aide d'un stimulateur Neuroconn (DC-Stimulator MR ; Neuroconn, Ilmenau, Allemagne) et de 2 caoutchoucs de 5*5 cm placés aux positions des électrodes F3 et F4 selon le système international 10-20.
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Que mesure l'étude ?
Principaux critères de jugement
Mesure des résultats |
Description de la mesure |
Délai |
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Modifications de l'évaluation de la douleur sur l'échelle visuelle analogique (EVA ; 0 :
Délai: Pendant 10 min de stimulation thermique dans chacune des six interventions (10 Hz tACS/80 Hz tACS/simulation de stimulation du cortex somatosensoriel/préfrontal), qui sont séparées d'au moins 24 heures.
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Pendant la stimulation thermique, les participants seront invités à évaluer en continu l'intensité de la douleur actuellement perçue à l'aide d'un appareil à portée de doigt.
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Pendant 10 min de stimulation thermique dans chacune des six interventions (10 Hz tACS/80 Hz tACS/simulation de stimulation du cortex somatosensoriel/préfrontal), qui sont séparées d'au moins 24 heures.
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Changements dans les réponses de conductance cutanée (µS) entre les sessions
Délai: Pendant 10 min de stimulation thermique dans chacune des six interventions (10 Hz tACS/80 Hz tACS/simulation de stimulation du cortex somatosensoriel/préfrontal), qui sont séparées d'au moins 24 heures.
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Les réponses de conductance cutanée seront enregistrées à l'aide de deux électrodes fixées à l'index et au majeur de la main gauche.
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Pendant 10 min de stimulation thermique dans chacune des six interventions (10 Hz tACS/80 Hz tACS/simulation de stimulation du cortex somatosensoriel/préfrontal), qui sont séparées d'au moins 24 heures.
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Changements de fréquence cardiaque (BPM, battements par minute) entre les sessions
Délai: Pendant 10 min de stimulation thermique dans chacune des six interventions (10 Hz tACS/80 Hz tACS/simulation de stimulation du cortex somatosensoriel/préfrontal), qui sont séparées d'au moins 24 heures.
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L'électrocardiogramme (ECG) sera enregistré à l'aide de deux électrodes placées respectivement sous la clavicule droite et sous le sternum.
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Pendant 10 min de stimulation thermique dans chacune des six interventions (10 Hz tACS/80 Hz tACS/simulation de stimulation du cortex somatosensoriel/préfrontal), qui sont séparées d'au moins 24 heures.
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Changements dans l'activité cérébrale oscillatoire avant et après l'application de tACS au cours de chaque session
Délai: Mesuré immédiatement avant et après le protocole tACS dans chacune des six interventions (10 Hz tACS/80 Hz tACS/simulation de stimulation du cortex somatosensoriel/préfrontal), qui sont séparées d'au moins 24 heures.
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Un électroencéphalogramme (EEG) à l'état de repos de 5 minutes sera enregistré avec deux électrodes placées aux mêmes positions d'électrodes utilisées pour le protocole tACS respectif.
La puissance de l'activité cérébrale oscillatoire sera quantifiée dans les bandes alpha (8-12 Hz) et gamma (30-100 Hz).
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Mesuré immédiatement avant et après le protocole tACS dans chacune des six interventions (10 Hz tACS/80 Hz tACS/simulation de stimulation du cortex somatosensoriel/préfrontal), qui sont séparées d'au moins 24 heures.
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Mesures de résultats secondaires
Mesure des résultats |
Description de la mesure |
Délai |
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Perception des Sensations visuelles et cutanées induites par TACS mesurées par échelle de notation numérique (NRS; 0: «Aucune sensation» à 10: «Sensation très forte»)
Délai: Mesuré immédiatement après la mesure EEG après chacune des six interventions (10 Hz tACS/80 Hz tACS/simulation de stimulation du cortex somatosensoriel/préfrontal), qui sont séparées d'au moins 24 heures.
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La perception des sensations visuelles et cutanées induites par les protocoles tACS sera évaluée à l'aide d'un questionnaire personnalisé.
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Mesuré immédiatement après la mesure EEG après chacune des six interventions (10 Hz tACS/80 Hz tACS/simulation de stimulation du cortex somatosensoriel/préfrontal), qui sont séparées d'au moins 24 heures.
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Collaborateurs et enquêteurs
C'est ici que vous trouverez les personnes et les organisations impliquées dans cette étude.
Parrainer
Collaborateurs
Les enquêteurs
- Chercheur principal: Markus Ploner, Prof. Dr. med., Department of Neurology, Klinikum rechts der Isar, Technische Universität München
Publications et liens utiles
La personne responsable de la saisie des informations sur l'étude fournit volontairement ces publications. Il peut s'agir de tout ce qui concerne l'étude.
Publications générales
- Ahn S, Prim JH, Alexander ML, McCulloch KL, Frohlich F. Identifying and Engaging Neuronal Oscillations by Transcranial Alternating Current Stimulation in Patients With Chronic Low Back Pain: A Randomized, Crossover, Double-Blind, Sham-Controlled Pilot Study. J Pain. 2019 Mar;20(3):277.e1-277.e11. doi: 10.1016/j.jpain.2018.09.004. Epub 2018 Sep 27.
- Ploner M, Sorg C, Gross J. Brain Rhythms of Pain. Trends Cogn Sci. 2017 Feb;21(2):100-110. doi: 10.1016/j.tics.2016.12.001. Epub 2016 Dec 23.
- Herrmann CS, Rach S, Neuling T, Struber D. Transcranial alternating current stimulation: a review of the underlying mechanisms and modulation of cognitive processes. Front Hum Neurosci. 2013 Jun 14;7:279. doi: 10.3389/fnhum.2013.00279. eCollection 2013.
- Vosskuhl J, Struber D, Herrmann CS. Non-invasive Brain Stimulation: A Paradigm Shift in Understanding Brain Oscillations. Front Hum Neurosci. 2018 May 25;12:211. doi: 10.3389/fnhum.2018.00211. eCollection 2018.
- Arendsen LJ, Hugh-Jones S, Lloyd DM. Transcranial Alternating Current Stimulation at Alpha Frequency Reduces Pain When the Intensity of Pain is Uncertain. J Pain. 2018 Jul;19(7):807-818. doi: 10.1016/j.jpain.2018.02.014. Epub 2018 Mar 15.
- Jensen MP, Day MA, Miro J. Neuromodulatory treatments for chronic pain: efficacy and mechanisms. Nat Rev Neurol. 2014 Mar;10(3):167-78. doi: 10.1038/nrneurol.2014.12. Epub 2014 Feb 18.
- Nickel MM, May ES, Tiemann L, Postorino M, Ta Dinh S, Ploner M. Autonomic responses to tonic pain are more closely related to stimulus intensity than to pain intensity. Pain. 2017 Nov;158(11):2129-2136. doi: 10.1097/j.pain.0000000000001010.
- Nickel MM, May ES, Tiemann L, Schmidt P, Postorino M, Ta Dinh S, Gross J, Ploner M. Brain oscillations differentially encode noxious stimulus intensity and pain intensity. Neuroimage. 2017 Mar 1;148:141-147. doi: 10.1016/j.neuroimage.2017.01.011. Epub 2017 Jan 7.
- Polania R, Nitsche MA, Ruff CC. Studying and modifying brain function with non-invasive brain stimulation. Nat Neurosci. 2018 Feb;21(2):174-187. doi: 10.1038/s41593-017-0054-4. Epub 2018 Jan 8.
- Schulz E, May ES, Postorino M, Tiemann L, Nickel MM, Witkovsky V, Schmidt P, Gross J, Ploner M. Prefrontal Gamma Oscillations Encode Tonic Pain in Humans. Cereb Cortex. 2015 Nov;25(11):4407-14. doi: 10.1093/cercor/bhv043. Epub 2015 Mar 8.
- Sitaram R, Ros T, Stoeckel L, Haller S, Scharnowski F, Lewis-Peacock J, Weiskopf N, Blefari ML, Rana M, Oblak E, Birbaumer N, Sulzer J. Closed-loop brain training: the science of neurofeedback. Nat Rev Neurosci. 2017 Feb;18(2):86-100. doi: 10.1038/nrn.2016.164. Epub 2016 Dec 22. Erratum In: Nat Rev Neurosci. 2019 May;20(5):314.
- May ES, Hohn VD, Nickel MM, Tiemann L, Gil Avila C, Heitmann H, Sauseng P, Ploner M. Modulating Brain Rhythms of Pain Using Transcranial Alternating Current Stimulation (tACS) - A Sham-Controlled Study in Healthy Human Participants. J Pain. 2021 Oct;22(10):1256-1272. doi: 10.1016/j.jpain.2021.03.150. Epub 2021 Jun 12.
Dates d'enregistrement des études
Ces dates suivent la progression des dossiers d'étude et des soumissions de résultats sommaires à ClinicalTrials.gov. Les dossiers d'étude et les résultats rapportés sont examinés par la Bibliothèque nationale de médecine (NLM) pour s'assurer qu'ils répondent à des normes de contrôle de qualité spécifiques avant d'être publiés sur le site Web public.
Dates principales de l'étude
Début de l'étude (Réel)
15 avril 2019
Achèvement primaire (Réel)
23 octobre 2019
Achèvement de l'étude (Réel)
23 octobre 2019
Dates d'inscription aux études
Première soumission
10 janvier 2019
Première soumission répondant aux critères de contrôle qualité
15 janvier 2019
Première publication (Réel)
16 janvier 2019
Mises à jour des dossiers d'étude
Dernière mise à jour publiée (Réel)
4 juin 2020
Dernière mise à jour soumise répondant aux critères de contrôle qualité
2 juin 2020
Dernière vérification
1 juin 2020
Plus d'information
Termes liés à cette étude
Mots clés
Autres numéros d'identification d'étude
- 01/2019
Plan pour les données individuelles des participants (IPD)
Prévoyez-vous de partager les données individuelles des participants (DPI) ?
Oui
Description du régime IPD
Des ensembles de données pseudonymisées sur les participants individuels seront mis à disposition sur le référentiel en ligne de l'OSF [https://osf.io/]
dès publication.
Informations sur les médicaments et les dispositifs, documents d'étude
Étudie un produit pharmaceutique réglementé par la FDA américaine
Non
Étudie un produit d'appareil réglementé par la FDA américaine
Non
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