Neuromodulation ultrasonique transcrânienne du cortex visuel primaire et du cortex auditif primaire chez l'humain

Cette étude évaluera les effets des ultrasons cérébraux focalisés de faible intensité (tFUS) sur l'activité cérébrale chez des volontaires adultes en bonne santé. L'ultrasonographie transcrânienne est une technique non invasive qui délivre de l'énergie acoustique à travers le crâne vers une petite région ciblée du cerveau. Contrairement à d'autres formes de stimulation cérébrale non invasive, les ultrasons peuvent atteindre les structures cérébrales profondes et superficielles avec une précision à l'échelle du millimètre.

L'ultrasonographie transcrânienne est actuellement explorée comme traitement potentiel pour les affections neurologiques et psychiatriques, notamment la douleur chronique, la dépendance et la dépression. Cependant, les paramètres de stimulation optimaux pour augmenter ou diminuer l'activité cérébrale chez l'homme ne sont pas encore bien établis. L'objectif de cette étude est de déterminer quels paramètres d'impulsions ultrasonores produisent une excitation ou une suppression mesurable de l'activité cérébrale dans le cortex humain.

L'étude se concentrera sur deux régions cérébrales : le cortex visuel primaire et le cortex auditif primaire. Ces régions ont été sélectionnées car leur stimulation peut produire des expériences perceptives, comme voir des éclairs lumineux ou entendre des tonalités. Ces rapports perceptifs, associés aux enregistrements cérébraux, permettent aux chercheurs d'évaluer directement comment les ultrasons affectent l'activité neuronale.

Les participants effectueront trois visites.

Lors de la visite 1, les participants subiront un consentement éclairé, des tests de base de la fonction visuelle ou auditive, et une imagerie par résonance magnétique (IRM). Les scans IRM seront utilisés pour identifier l'anatomie cérébrale individuelle de chaque participant et localiser précisément la cible de stimulation.

Lors de la visite 2, les participants subiront une stimulation par ultrasons pendant que l'activité cérébrale est enregistrée par électroencéphalographie (EEG). L'EEG est une méthode non invasive qui mesure les signaux électriques depuis le cuir chevelu. Les réponses cérébrales de base aux stimuli visuels ou auditifs seront enregistrées avant la stimulation. Les ultrasons seront ensuite délivrés par brèves impulsions tandis que l'EEG continue d'enregistrer l'activité cérébrale. Les participants pourront être invités à signaler toute sensation ressentie pendant la stimulation. Après la stimulation, des enregistrements EEG supplémentaires et des tests comportementaux seront effectués pour évaluer les effets à court terme.

Trois durées d'impulsions ultrasonores différentes seront testées dans un ordre randomisé. Chaque condition de stimulation consistera en brèves impulsions séparées par des périodes de repos. Le temps total de stimulation sera limité, et des intervalles de repos seront inclus entre les conditions.

Lors de la visite 3, qui aura lieu au moins une semaine plus tard, les participants répéteront les tests comportementaux et subiront un scan IRM structurel de suivi pour confirmer qu'aucun changement structurel ne s'est produit.

Les intensités ultrasonores utilisées dans cette étude sont inférieures aux limites de sécurité établies par la Food and Drug Administration (FDA) américaine pour l'échographie diagnostique. L'intensité moyenne d'impulsion au pic spatial (Isppa) et l'intensité moyenne temporelle au pic spatial (Ispta) seront maintenues en dessous des limites d'exposition de la FDA, même avant de tenir compte de l'atténuation du signal par le crâne. Les valeurs d'indice mécanique (MI) resteront également en dessous des seuils de sécurité recommandés. Sur la base d'études humaines antérieures impliquant des milliers de participants, le risque d'effets indésirables graves est considéré comme très faible.

Les risques potentiels incluent un inconfort temporaire du cuir chevelu, une légère irritation cutanée due au gel ultrasonore, ou des effets sensoriels transitoires tels que des éclairs lumineux ou des sons. Bien que des crises n'aient pas été rapportées dans les études humaines utilisant ces paramètres, les ultrasons modulent l'activité cérébrale, et un risque théorique existe similaire à d'autres méthodes de stimulation cérébrale non invasive. Les participants seront surveillés tout au long de toutes les procédures.

Il n'y a aucun bénéfice médical direct pour les participants. Cependant, les résultats de cette étude pourraient contribuer à guider le développement de traitements basés sur les ultrasons pour les troubles neurologiques et psychiatriques et améliorer la compréhension de la façon dont la stimulation cérébrale ciblée affecte la perception sensorielle.

Les données collectées incluront des images IRM, des enregistrements EEG, des mesures de performance comportementale et les expériences rapportées par les participants. Toutes les données seront codées et stockées de manière sécurisée conformément aux politiques institutionnelles.