TDCS conventionnel ou haute définition pour améliorer l'apprentissage implicite des séquences motrices chez les jeunes adultes en bonne santé ?

ÉTUDIER LE DESIGN

Les enquêteurs mèneront une étude en simple aveugle, contrôlée et contrebalancée. Pour l'aspect spécifique à la séquence de l'IMSL (résultat principal), une ANOVA factorielle mixte à mesures répétées sera réalisée avec "dispositif" (2 niveaux : tDCS conventionnel, tDCS HD) comme facteur inter-sujets et "stimulation" (2 niveaux : anodal, simulacre), "blocs" (2 niveaux : bloc aléatoire, moyenne des blocs adjacents) et "temps" (3 niveaux : pendant, après 5 min, après 1 semaine) comme facteurs intra-sujets. De même, pour l'apprentissage général (résultat secondaire), une ANOVA factorielle mixte à mesures répétées sera exécutée avec "dispositif" (2 niveaux : tDCS conventionnel, tDCS HD) comme facteur inter-sujets et "stimulation" (2 niveaux : anodal, fictif) , "blocs" (7 niveaux : blocs 1 à 6, bloc 8) et "temps" (3 niveaux : pendant, après 5 min, après 1 semaine) comme facteurs intra-sujets. Les participants sont assignés au hasard au groupe tDCS conventionnel ou au groupe tDCS HD par randomisation en bloc. Tous les participants recevront à la fois un tDCS anodal (réel) et factice (placebo) dans un ordre aléatoire. Le contrepoids sera effectué par un enquêteur indépendant à l'aide de Microsoft Excel®.

STRATÉGIE DE RECRUTEMENT

De jeunes adultes en bonne santé seront recrutés à la Vrije Universiteit Brussel. Il n'y a pas de restrictions ou d'interdictions pour les sujets.

MATÉRIAUX

Pour le tDCS conventionnel, un stimulateur à courant continu à faible intensité 1x1 (Soterix Medical Inc, New York, États-Unis) sera utilisé pour générer et délivrer le tDCS à travers une paire d'électrodes en caoutchouc carrées identiques (taille 35 cm2), placées dans une solution saline rectangulaire imbibée éponges. Pour la stimulation de M1, les électrodes seront placées sur C3 ou C4 selon le système international d'électroencéphalogramme 10-20, correspondant à la M1 controlatérale à la main exécutante. L'électrode de référence sera positionnée sur F1 ou F2, ipsilatérale à la main exécutante.

La stimulation de courant augmentera lentement de 0 milliampère (mA) à 2 mA en une minute. Pour la condition tDCS anodique, cette intensité sera maintenue pendant toute la durée de la tâche SRT (environ 20 minutes), ce qui est bien dans les normes de sécurité fondées sur des preuves pour le tDCS. Cela se traduira par une densité de courant de 0,057 mA/cm2. Pour la condition tDCS factice - à l'insu du sujet - la stimulation sera progressivement diminuée vers 0 mA immédiatement après la montée en puissance d'une minute. Au cours du dernier bloc de la tâche SRT, cette montée et descente progressive de la stimulation actuelle sera répétée pour optimiser le processus d'aveuglement des participants. Pour contrôler l'aveuglement des sujets, après la dernière session, il sera demandé aux sujets s'ils étaient conscients de la condition de stimulation ou non. Les effets secondaires transitoires seront inventoriés par l'expérimentateur pendant et deux semaines après le protocole tDCS, et peuvent inclure une légère sensation de démangeaison sous l'électrode, une rougeur de la peau sous l'électrode, des maux de tête, des nausées, de la fatigue ou de l'insomnie.

Pour le tDCS haute définition, un adaptateur de stimulation multicanal 4x1 (Soterix Medical Inc, New York, États-Unis) sera utilisé pour fournir le tDCS HD sur M1. En connectant le dispositif tDCS conventionnel (décrit ci-dessus) à cet adaptateur de stimulation multicanal, le courant continu est délivré le long de la configuration tDCS HD 4x1, permettant une neuromodulation limitée à la zone souhaitée. Contrairement aux électrodes éponge relativement grandes utilisées dans les montages tDCS conventionnels (Figure 1A), la stimulation via HD tDCS est délivrée au moyen d'une électrode centrale en gel et de quatre électrodes de retour placées dans des boîtiers en plastique intégrés dans un bouchon EEG (Figure 1B ). La configuration de l'appareil se fera selon le protocole expérimental détaillé fourni par Villamar et ses collègues (2013). Pour la stimulation du M1 gauche, controlatéral à la main droite performante, la stimulation anodique sera délivrée via l'électrode centrale correspondant à C3 et maintenue en place à l'aide du capuchon synthétique spécialement conçu pour maintenir les électrodes HD-tDCS sur la tête. Les électrodes de retour sont positionnées à Cz, F3, T7 et P3 (système international d'électroencéphalogramme 10-20), voir Figure 2. Pour la droite M1, controlatérale à la main gauche exécutante, l'électrode centrale sera positionnée en C4 avec les électrodes de retour en Cz, F4, T8 et P4. Le courant continu de stimulation (anodale) sera augmenté pendant 60 secondes à une intensité de 2 mA et maintenu pendant la durée de la tâche SRT (environ 20 minutes).

La tâche de temps de réaction en série (tâche SRT) sera utilisée pour déterminer l'IMSL. La tâche SRT sera effectuée sur un ordinateur portable à l'aide du logiciel E-Prime® (Psychology Software Tools, Inc., Pittsburgh, Pennsylvanie, États-Unis). Les participants seront invités à appuyer sur les touches de réponse alignées horizontalement C, V, B, N d'un clavier azerty standard pour une cible la plus à gauche, à gauche, à droite et à droite, respectivement. Les réponses seront données avec l'index de la main la moins atteinte dans le cas des personnes atteintes de MP et avec la main dominante dans le cas des témoins sains. Si les deux mains sont également affectées chez les personnes atteintes de MP, la main dominante sera également utilisée. Les touches de réponse C, V, B et N seront les seules touches visibles, toutes les autres touches seront couvertes.

PROCÉDURE

L'expérience aura lieu dans un laboratoire de la Vrije Universiteit Brussel (VUB) ou dans une salle silencieuse au domicile du participant, sous la supervision de l'investigateur.

Suite à une séance de dépistage (T0), au cours de laquelle les caractéristiques démographiques de base (sexe, âge, main dominante) seront recueillies. Les participants seront affectés au groupe tDCS conventionnel ou au groupe tDCS HD et seront vus quatre fois (T1-T4) au cours d'un minimum de cinq à un maximum de onze semaines. Les quatre sessions commenceront par une tâche SRT pratique d'un bloc aléatoire de 25 essais, suivie de la tâche SRT expérimentale réelle de huit blocs de 72 essais avec une pause de trente secondes entre les blocs consécutifs. Dans les blocs 1 à 6 et le bloc 8, l'ordre de la cible (c'est-à-dire point noir) les emplacements suivront une séquence répétitive. Ceci est à l'insu du participant. La justification est que les temps de réaction diminueront avec la répétition de la séquence tout au long des blocs 1 à 6 et 8, indiquant un effet d'entraînement général (mesure de résultat secondaire). Lorsque la séquence répétitive se transforme soudainement en une séquence aléatoire dans le bloc 7, le temps de réaction augmente dans le bloc 7 et diminue une fois de plus dans le bloc 8 séquencé régulièrement, indiquant un effet d'apprentissage spécifique à la séquence (mesure de résultat primaire). Pour contrôler les éventuels effets de report, la tâche SRT suivra une séquence différente dans chaque condition de stimulation (par ex. 132342134142 en T1-T2 et 243413241213 en T3-T4). Pour s'assurer que l'IMSL est indépendante d'une séquence spécifique, six séquences différentes, structurellement identiques, de 12 éléments de long seront contrebalancées entre les participants.

La première session interventionnelle (T1) sera planifiée au moins 1 semaine après la session de dépistage (T0) et consistera en une tDCS active (anodale) ou une tDCS factice (placebo) administrée pendant la tâche SRT. Cinq minutes après le tDCS, les sujets seront invités à effectuer une version courte en trois blocs de la tâche SRT sans application du tDCS pour étudier les effets potentiels de consolidation à court terme : les blocs 1 et 3 suivent la même séquence régulière que précédemment ; Bloc 2 suivant une séquence aléatoire.

La deuxième session (T2) sera planifiée une semaine plus tard. Au cours de cette session post-tDCS d'une semaine, la même version complète de la tâche SRT d'une semaine plus tôt sera effectuée, cette fois sans l'application de tDCS, afin de déterminer les effets potentiels de consolidation à long terme. Après T2, une période de sevrage d'au moins trois semaines sera prévue pour contrôler les effets de report entre les deux conditions de stimulation (tDCS actif/simulé). Un cross-over aura lieu et la même procédure avec la condition de stimulation opposée sera répétée lors de la troisième (T3) interventionnelle et de la quatrième (T4) séance de suivi. La moitié des participants de chaque groupe aura reçu une tDCS active pendant T1 et une tDCS factice pendant T3, tandis que l'autre moitié des participants aura reçu ces conditions dans un ordre inversé et randomisé.

La stimulation de courant augmentera lentement de 0 mA à 2 mA en une minute. Pour la condition tDCS anodique, cette intensité sera maintenue pendant toute la durée de la tâche SRT (environ 20 minutes). Pour la condition tDCS factice - à l'insu du sujet - la stimulation sera progressivement réduite vers 0 mA immédiatement après la minute. montée en puissance.

Un questionnaire post-SRT-tâche sera rempli après la dernière session (T4) pour déterminer si les participants ont pris conscience de la nature séquentielle de la tâche. Si les participants indiquent qu'ils croient qu'une séquence spécifique est apparue, ils devront reproduire la séquence de la dernière session aussi correcte que possible.

ANALYSES STATISTIQUES

Toutes les analyses statistiques seront effectuées à l'aide de l'International Business Machines (IBM) Statistical Package for the Social Sciences (SPSS) Statistics version 26. Le niveau de signification sera fixé à α = 0,05. Une tendance vers la significativité sera définie comme 0,05 ≤ α < 0,10. Les corrections appropriées pour les comparaisons multiples seront apportées si nécessaire. Les tailles d'effet f de Cohen seront rapportées, avec des valeurs de 0,10, .25 et .40 représentant respectivement des tailles d'effet petites, moyennes et grandes.

En cas d'effets nuls, les enquêteurs concluront qu'il n'y a aucune preuve d'une différence entre les conditions. Cependant, les enquêteurs calculeront également les facteurs de Bayes post-hoc pour chaque groupe (tDCS conventionnel, tDCS HD) pour évaluer si un manque de différence dans l'apprentissage de la séquence entre les conditions de stimulation anodale et fictive pourrait être interprété comme une preuve de l'absence d'un effet. du tDCS sur l'apprentissage de séquences.

Des analyses de corrélation, corrigées de Bonferroni pour des comparaisons multiples, seront effectuées pour déterminer si la quantité d'IMSL est en corrélation avec des variables démographiques (y compris les sous-types cliniques de MP). Si les hypothèses des tests paramétriques ne sont pas respectées, l'alternative non paramétrique Spearman's Rho sera calculée.

Les résultats des tâches SRT pendant, à 5 minutes après et une semaine après le tDCS factice serviront de mesures de base à comparer avec les résultats après le tDCS anodique réel.

Les analyses de la performance de la tâche SRT seront basées sur le temps de réaction médian (RT) par bloc au lieu du RT moyen pour minimiser les effets aberrants potentiels. Les essais pratiques, la première réponse après chaque pause, les réponses erronées et les réponses suite à une erreur seront exclus des analyses. Les RT médians par bloc seront analysés pour déterminer (1) un effet d'apprentissage général (mesure de résultat secondaire) et (2) un effet d'apprentissage spécifique à la séquence (mesure de résultat primaire).

Les effets d'apprentissage généraux pendant et une semaine après la tDCS seront dérivés d'une baisse des RT médianes au cours des sept blocs séquencés régulièrement (c'est-à-dire blocs 1 à 6 et bloc 8). Cela ne s'appliquera pas à la tâche SRT post-tDCS de 5 minutes car il s'agit d'une version courte avec seulement trois blocs. Une ANOVA de mesures répétées 2x2x2x7 sera effectuée avec un appareil (tDCS conventionnel, tDCS HD) comme facteur inter-sujets et stimulation (active, fictive), temps (pendant, après 1 semaine) et bloc (Blocs 1-6, Bloc 8) comme dans -sujets facteurs.

Les effets d'apprentissage spécifiques à la séquence pendant 5 minutes et 1 semaine après la tDCS seront analysés en soustrayant la moyenne des TR médians des blocs séquencés adjacents (blocs 6 et 8 pendant la stimulation et une semaine après la tDCS ; blocs 1 et 3 à 5 minutes post-tDCS) à partir de la RT médiane du bloc aléatoire (bloc 7 pendant la stimulation et à 1 semaine post-tDCS ; bloc 2 à 5 minutes post-tDCS). Une ANOVA 2x2x2x3 mesures répétées (ou tests de rangs signés de Friedman et Wilcoxon comme alternatives non paramétriques) sera réalisée avec un dispositif (tDCS conventionnel, HD tDCS) comme facteur inter-sujets et stimulation (active, fictive), séquence (bloc aléatoire, moyenne des blocs séquencés adjacents) et le temps (pendant, après 5 minutes, après 1 semaine) comme facteurs intra-sujets.

Dans le cas où les hypothèses de sphéricité sont violées, les corrections de Greenhouse-Geisser ou de Huynh-Feldt seront rapportées. Des tests t corrigés de Bonferroni seront mis en œuvre pour analyser plus en détail les effets principaux et d'interaction significatifs.

Les pourcentages d'erreur dans la tâche SRT sont généralement faibles et donc, en raison d'un nombre limité d'observations, moins sensibles à l'IMSL. Le pourcentage de réactions erronées par bloc sera calculé pour les deux conditions de stimulation (anodale, fictive) et pour les trois mesures dans le temps (simultanée, post5minutes, post1semaine). Le test de Shapiro-Wilk des résidus sera effectué pour évaluer la normalité de la distribution.

Le score séquentiel, en tant que mesure de résultat pour les connaissances explicites, sera repris comme covariable dans les analyses. Un test t d'échantillons indépendants (ou un test U alternatif non paramétrique de Mann-Whitney) sera effectué pour déterminer si les scores séquentiels (x/12) du groupe tDCS conventionnel sont différents du groupe tDCS HD.