Procédé de collecte simultanée de données IRMf/EEG au cours d’une suggestion d’attention focalisée pour une sensation thermique différentielle

Bonjour, je suis Pamela Douglas, chercheuse postdoctorale à l'Institut Semi de l'UCLA et hypnotiseuse agréée. Dans la présentation suivante, nous démontrons notre méthode de collecte simultanée de données E-E-G-F-M-R-I et d'un dispositif compatible IRM pour la thermométrie différentielle. Nous présentons cette méthode en utilisant un paradigme unique appelé ici l'expérience du gant froid, et nous enregistrons des données à la fois avant et après l'induction hypnotique.

Nous recueillons d'abord des données simultanées d'EEG-fIRM et des mesures de température de la main pendant que des sujets écoutent une bande audio à l’aide d’écouteurs compatibles IRM, qui leur indiquent d’imaginer que leur main gauche devient de plus en plus froide, un protocole également connu sous le nom de paradigme du gant froid. Des données d’EEG monocanales sont ensuite enregistrées pendant l’induction hypnotique. Des données d’EEG-fIRM simultanées selon le paradigme du gant froid sont de nouveau enregistrées après l’induction hypnotique, et des mesures de température de la main sont effectuées tout au long de l’expérience à l’aide de notre dispositif différentiel de thermométrie compatible IRM.

En fin de compte, notre méthode de collecte de données E-E-G-F-M-R-I pourrait s'avérer utile dans de nombreux paradigmes expérimentaux en fournissant des données multimodales ayant une haute résolution temporelle et spatiale de manière non invasive. Il est important de noter que les aspects non stationnaires du traitement des signaux cérébraux rendent les enregistrements simultanés nettement plus avantageux que la collecte de données en série. Bonjour, je suis Mark Cohen, directeur technique du Staglin Center for Cognitive Neuroscience à l'UCLA, Semial Institute for Neuroscience and Human Behavior.

Dans cette vidéo, nous allons démontrer comment enregistrer simultanément des données électroencéphalographiques (EEG), des images fonctionnelles par résonance magnétique et des mesures de température de la main, qui sont toutes modifiées quantitativement sous hypnose. Nous avons mis au point et utilisé des technologies spécialisées pour ces mesures, associées à une procédure d'induction hypnotique spécialement conçue pour s'adapter au protocole expérimental. La collecte simultanée d'EEG et d'IRMf est particulièrement difficile, car chacun des dispositifs génère des artefacts dans l'autre.

Les effets de l'IRM sur l'EEG sont particulièrement difficiles, car la partie radiofréquence du système d'imagerie utilise des signaux allant jusqu'à plusieurs centaines de volts, tandis que les gradients imposent des champs magnétiques variables dans le temps à plus de 45 tesla par seconde. En même temps, le signal EEG minuscule au niveau du cuir chevelu n'est que de quelques microvolts. Même la mesure de la température en IRM présente des obstacles.

Les courants parasites à radiofréquence circulant dans les appareils électroniques constituent a priori un risque pour la sécurité, et les émissions de faible intensité provenant des dispositifs numériques d'enregistrement de la température peuvent contaminer les images IRM. L'amplificateur EEG a été spécialement conçu par Electrical Geodesics pour fonctionner à une très, très faible distance de l'aimant d'imagerie. Presque tous les composants ferromagnétiques de l'AMP ont été retirés, puis celui-ci a été enfermé dans le système de confinement d'isolation de champ ou fix.

Vous pouvez vous faire une idée de l'encombrement du boîtier de fixation en comparant sa taille à celle d'un amplificateur EEG standard de la même entreprise. Chaque entrée EEG est filtrée électriquement afin d'exclure le couplage de l'énergie de fréquence radio dans l'amplificateur alimenté par batterie. Pour enregistrer simultanément l'EEG et l'IRMf, le synchronisme des deux instruments doit être aligné avec une précision nanoseconde.

Cependant, afin de préserver le blindage, les signaux électriques câblés ne doivent pas être acheminés à l'intérieur ou à l'extérieur de la salle de scan. Pour garantir cela, les ingénieurs d'electrical geodesics ont conçu notre système simultané E-E-G-F-M-R-I de sorte que les signaux d'horloge et les données numérisées soient transmis par des fibres optiques à travers ces ports. L'induction hypnotique commence par un bref entretien mené par l'hypnothérapeute.

Une suggestion idéomotrice appelée la technique de levée du bras est ensuite utilisée pour le processus d'induction hypnotique. Les données d'EEG sont enregistrées à l'aide d'un réseau de capteurs GEODESIC compatible IRM à 2 56 canaux. Les niveaux d'impédance des électrodes doivent être surveillés environ toutes les 20 minutes pendant toute la durée de l'expérience.

La susceptibilité hypnotique est ensuite évaluée à l’aide de l’échelle Stanford à 12 points de susceptibilité hypnotique, forme C. Le sujet pénètre ensuite dans la salle d’imagerie par résonance magnétique pour la collecte simultanée de données E-E-G-F-M-R-I. Après l’induction hypnotique, nous avons mis au point un dispositif permettant de mesurer la température différentielle des mains pendant la collecte simultanée de données E-E-G-F-M-R-I, suite à la suggestion hypnotique du gant froid. Ce dispositif comprend deux capteurs de température L 34 reliés à un amplificateur et à un afficheur numérique.

Deux piles de neuf volts alimentent l'électronique interne. Nous avons choisi les capteurs LN 34 en raison de leur réponse linéaire en température dans les plages physiologiques. Nous avons effectué une étape d'étalonnage afin de corriger d'éventuelles non-linéarités des composants.

Juste avant l'expérience, nous avons déterminé le point zéro de l'appareil en immergeant les deux capteurs de température dans un bain d'eau. Pendant l'expérience, toute déviation par rapport au point zéro indiquait une différence entre les températures des mains du sujet. Cette différence de température enregistrée nous a permis de quantifier les effets de la suggestion du gant froid, Et je veux que vous visualisiez et imaginiez que vous voyez depuis vos extrémités des doigts à l'intérieur de vos doigts, dans votre main, jusqu'au poignet qui est complètement immergé.

Sous votre main gauche est complètement immergée dans l'eau glacée. En continuant à visualiser, imaginez, créez cette sensation incroyable que votre main gauche est complètement froide et engourdie, engourdie et froide, il n'y a aucune sensation dans la main du tout. Plus vous essayez de la ressentir, moins vous aurez de sensations, et la main droite continue de devenir plus chaude.

Alors que la main gauche continue de devenir glaciale, glaciale, c'est presque comme si vos mains devenaient bleues. Vous pouvez même croire qu'elles en sont capables, mais cela se produit depuis les extrémités des doigts jusqu'aux doigts puis au poignet. Nous avons présenté une méthode d'enregistrement multimodal permettant de révéler les corrélats électrophysiologiques, moteurs et neurovasculaires d'un processus cognitif autrement invisible.

Contrairement aux méthodes établies de collecte de l'IRMf ou de l'EEG et d'isolement, la méthode combinée permet de révéler les liens entre ces deux signaux cérébraux, l'IRMf couplée à un EEG à très haute densité de 256 canaux. Il devient possible de co-localiser les signaux et de formuler des inférences raisonnables quant aux sources électriques qui apparaissent comme des régions de modification du débit sanguin dans les études par résonance magnétique.