Sensations and reaction times evoked by electrical sinusoidal stimulation

SummaryObjectiveTo determine whether 5 Hz and 2000 Hz sinusoidal electric currents evoke different sensations and to indirectly evaluate which peripheral nerve fibers are stimulated by these different frequencies.MethodsOne hundred and fifty subjects chose three among eight descriptors of sensations evoked by 5 Hz and 2000 Hz currents and the results were submitted to factor analysis. In 20 subjects, reaction times to 5, 250 and 2000 Hz currents were determined at 1.1x ST and reaction times to 5 Hz currents were also determined at 2x ST.ResultsResponses were grouped in four factors: Factor 1, which loaded mainly in descriptors related to tweezers stimulation, was higher than the other factors during 2000 Hz stimulation at 1.5x ST. Factor 2, which loaded mainly in descriptors related to needle stimulation, was higher than the other factors during 5 Hz stimulation. Factor 1 increased and Factor 2 decreased with an increase in 5 Hz intensity from 1.5 to 4x ST. Reaction times measured from the fastest responses were significantly different: 0.57 s (0.16 to 1.60), 0.34 s (0.12 to 0.71) and 0.22 s (0.08 to 0.35) for 5, 250 and 2000 Hz, respectively, and 0.22 s (0.11 to 0.34) for 5 Hz at 2x ST.ConclusionsSinusoidal electrical stimulation of 5 Hz and 2000 Hz evoke different sensations. At juxta-threshold intensities, RT measurements suggest that 2000 Hz stimulates Aβ-fibers, 250 Hz Aβ- or A∂-fibers, 5 Hz Aβ-, A∂- or C-fibers. The fiber type, which was initially stimulated by the lower frequencies, depended on inter-individual differences.

RésuméObjectifsDéterminer si des stimulations au moyen de courants électriques sinusoïdaux à 5hz et 200 Hz évoquent différentes sensations et identifier quels types de fibres nerveuses périphériques sont stimulées par ces différentes fréquences.MéthodesCent cinquante sujets étaient invités à choisir trois parmi huit descripteurs des sensations évoquées par des courants de 5 Hz et 2000 Hz. Les résultats ont été soumis à une analyse factorielle. Chez 20 sujets, nous avons mesuré les temps de réaction à des courants de 5, 250 et 2000 hertz appliqués à 1,1 fois le seuil sensitif ainsi qu’aux courants de 5 Hz à deux fois le seuil sensitif.RésultatsLes réponses ont été regroupées en quatre facteurs : Le Facteur1, correspondant principalement à des sensations de pincement, était plus représenté que les autres facteurs pendant les stimulations à 200 Hz à 1,5 fois le seuil ; Le Facteur2, correspondant principalement à des sensations de piqûre, dominait les autres facteurs pour des stimulations à 5 Hz. L’importance du Facteur 1 augmentait et celle du Facteur2 diminuait lors d’une augmentation d’intensité des stimuli à 5 Hz de 1,5 fois à quatre fois le seuil. Les temps de réaction mesurés à partir des réponses les plus rapides étaient significativement différents : 0,57 s (0,16 à 1,60), 0,34 s (0,12 à 0,71) et 0,22 s (0,08 à 0,35) pour les réponses aux stimulations à 5, 250 et 2000 Hz respectivement et 0,22 s (0,11 à 0,34) lorsque des stimuli à 5 Hz étaient appliqués à deux fois le seuil.ConclusionsDes stimulations électriques sinusoïdales à 5 Hz et 2000 Hz évoquent différentes sensations. Pour des intensités juxtaliminaires, les temps de réaction suggèrent que les stimulations à 2000 Hz stimulent des fibres Aβ, à 250 Hz des fibres Aβ ou A∂, à 5 Hz des fibres Aβ, A∂ ou C. Le type de fibres initialement stimulées par les fréquences les plus faibles était variable d’un individu à l’autre.