Stimulation cérébrale profonde

La stimulation cérébrale profonde est apparue au début des années 2000 comme un traitement alternatif potentiellement efficace pour soigner différentes maladies neurologiques.

La stimulation cérébrale consiste à stimuler électriquement des zones spécifiques du cerveau qui seraient à l’origine de certains affections, en utilisant des courants beaucoup plus petits.

Stimulation cérébrale et dépression

La stimulation cérébrale peut avoir des avantages dans le traitement de la dépression. C’est une alternative valable aux traitements existants.

Environ 20% d’ adultes ont eu un épisode de dépression majeure à un moment de leur vie.

Certaines de ces personnes souffrent de dépression résistante au traitement, ce qui signifie que les médicaments courants n’atténuent pas les symptômes.

Des études récentes ont mis en évidence des méthodes de traitement alternatives dans la dépression, telles que des techniques de stimulation cérébrale non invasive.

Par exemple, une étude publiée en 2018 a montré que l’utilisation de petits courants électriques pour stimuler une zone cérébrale appelée cortex orbitofrontal améliore considérablement l’humeur des personnes qui ne bénéficient pas des antidépresseurs conventionnels .

Un essai encore plus récent d’une forme de stimulation cérébrale appelée «stimulation transcrânienne à courant alternatif» (tACS) a révélé que la technique avait réduit de moitié les symptômes de la dépression chez près de 80% des participants à l’étude.

Malgré ces résultats prometteurs, les médecins n’utilisent pas ces techniques à grande échelle, car il n’y a pas suffisamment de données disponibles sur leur efficacité.

Une équipe de chercheurs britannique (King’s College de Londres) a analysé certains essais cliniques qui ont examiné les avantages des techniques de stimulation cérébrale non invasive chez les personnes dépressives.

La stimulation cérébrale comme traitement supplémentaire de la dépression

Mutz et son équipe ont examiné les résultats de 113 essais cliniques. Ces essais ont inclus 6 750 participants qui avaient en moyenne 48 ans et vivaient avec un trouble dépressif majeur ou une dépression bipolaire.

Les thérapies incluses dans la revue étaient l’électroconvulsivo-thérapie (ECT), la stimulation magnétique transcrânienne répétitive (SMTr), la stimulation par explosion thêta, la thérapie par crises magnétiques et la stimulation transcrânienne à courant continu (tDCS). « 

Parmi ceux-ci, les traitements que les chercheurs ont examinés le plus souvent étaient la SMTr et le tDCS gauche à haute fréquence, qu’ils ont testés contre une thérapie fictive. D’un autre côté, la revue a révélé que peu d’essais couvraient des formes plus récentes de stimulation cérébrale, telles que la thérapie magnétique et la stimulation par éclatement thêta bilatéral.

Kutz et son équipe ont estimé que 34% des essais qu’ils avaient examinés avaient une approche méthodologique solide. 

La revue a révélé que l’ECT ​, la SMTr à haute fréquence et le tDCS étaient tous beaucoup plus efficaces que la thérapie fictive.

Lorsqu’ils envisageaient «l’arrêt du traitement pour une raison quelconque», les chercheurs ont constaté que les participants n’étaient pas enclins à interrompre les traitements de stimulation cérébrale. Mutz et ses collègues concluent:

« Ces résultats indiquent qu’il faut prendre en compte les techniques de stimulation cérébrale non chirurgicales comme traitements alternatifs ou complémentaires chez les adultes souffrant de dépression majeure.

« Ces résultats mettent également en évidence qu’il est important de mieux étudier les effets thérapeutiques de la stimulation cérébrale, avec la mise en place d’autres essais contrôlés randomisés bien conçus ».

Enfin, les chercheurs notent également que leurs résultats ont des implications cliniques, « en ce sens qu’ils informeront les cliniciens, les patients et les prestataires de soins de santé sur les mérites relatifs des multiples techniques de stimulation cérébrale dans la dépression ».

La stimulation cérébrale profonde améliore la mémoire

Une étude de phase 2 a montré que certains patients atteints de la maladie d’Alzheimer (au stade léger) et qui ont bénéficié de la stimulation cérébrale profonde présentent une amélioration de leur fonction cérébrale, en particulier le fornix – une structure du cerveau associée à l’hippocampe.

Cette amélioration se traduit par une augmentation du métabolisme du glucose dans le cerveau et un ralentissement du déclin cognitif. Ces effets positifs n’ont été observés que chez les patients âgés de 65 ans et plus.

Ces effets positifs n’ont été observés que chez les patients âgés de 65 ans et plus.

« Ces résultats indiquent que nous sommes dans la bonne direction. Dans la maladie d’Alzheimer, certaines zones spécifiques du cerveau ne métabolisent pas le glucose normalement. En les stimulant, nous pouvons retrouver une fonction normale, ce qui entraînera une amélioration des signes et symptômes de la maladie d’Alzheimer », a déclaré l’auteur principal de l’étude.

Quarante-deux patients âgés de 45 à 85 ans ont participé à l’étude, dont douze avaient moins de 65 ans. Tous prenaient des doses de donépézil, de galantamine ou de rivastigmine avant le début de l’étude. Des électrodes ont été implantées dans le fornix.

Les participants ont ensuite été répartis au hasard pour recevoir une stimulation active ou simulée (groupe contrôle) et ont été suivis pendant 12 mois.

«  Malgré les résultats intéressants, il reste à prouver que la stimulation cérébrale profonde est bénéfique ».

Source : A Phase II Study of Fornix Deep Brain Stimulation in Mild Alzheimer’s Disease. Journal of Alzheimer’s Disease, vol. 54, no. 2, pp. 777-787, 2016

Le volume de l’hippocampe augmente

Cette étude fait suite à l’étude pilote de phase 1 réalisée en 2014 indiquant que et qui a montré que certains patients atteints de la maladie d’Alzheimer et qui ont reçu une stimulation cérébrale profonde (SCP) du fornix ont vu le volume de leur hippocampe augmenter après 1 an. Cette augmentation de volume de l’hippocampe s’accompagnait d’une meilleure performance cognitive.

L’étude incluait six patients Alzheimer et indique que la SCP est sûre et pourrait modifier le métabolisme du cerveau. Ces patients ont été les premiers dans le monde à bénéficier de la SCP. Les patients – quatre hommes et deux femmes – avaient reçu le diagnostic de la maladie d’Alzheimer dans les deux années précédentes. Ils présentaient un spectre de démence légère à modérée/sévère.

À la fin de la période d’étude, deux des six patients ont présenté une augmentation marquée du volume de l’hippocampe gauche et droit. Au contraire, aucune augmentation n’a été observée chez les quatre autres patients.

Malgré cela, les performances cognitives de ces patients se sont améliorées. Les chercheurs ont comparé ces changements de volume d’hippocampe à un groupe de 25 personnes du même âge ayant des troubles cognitifs, mais n’ayant pas reçu de stimulation. Aucune augmentation du volume de l’hippocampe n’a été observée.

Les résultats obtenus grâce à la tomographie par émission de positons (PET) indiquent une augmentation du métabolisme du glucose dans l’hippocampe – reflet d’une activité du cerveau – chez les patients ayant bénéficié de la SCP. L’augmentation de l’activité de l’hippocampe est certainement reliée à celle de son volume, mais il reste à déterminer lequel mène à l’autre. Il est possible que la stimulation cérébrale profonde produise une neurogénèse, un phénomène qui se traduit par l’apparition de nouvelles connexions entre les neurones situés dans l’hippocampe. Malgré ces résultats encourageants, la stimulation cérébrale profonde reste une technique coûteuse et aura certainement une applicabilité limitée.

Source : Sankar T et coll. Deep Brain Stimulation Influences Brain Structure in Alzheimer’s Disease, Brain Stimulation, décembre 2014.

Pour rappel, la SCP est déjà utilisée dans le traitement des troubles moteurs parkinsoniens (une structure cérébrale appelée noyau sous-thalamique est stimulée électriquement, ce qui a pour conséquence d’abaisser son niveau d’activité et de réduire l’akinésie chez le patient).

Des effets secondaires ont cependant été rapportés chez des patients parkinsoniens (ex. infections, troubles comportementaux).

En 2012,  une équipe de l’Université de Toronto (Canada) avait déjà rapporté deux cas de patients atteints d’Alzheimer (stade modéré) dont l’hippocampe, la principale structure cérébrale impliquée dans la mémoire, a vu son activité* augmentée suite à une stimulation cérébrale profonde.

* L’activité de l’hippocampe a été évaluée en mesurant l’utilisation du glucose par les neurones. Plus le glucose est capté par une structure cérébrale, plus celle-ci est active.

Le Professeur Andres Lozano, auteur principal de l’étude, révélait qu’ «après un an de stimulation continue, l’augmentation de l’utilisation du glucose par le cerveau apparaît chez les six patients de l’étude. Cependant, nous avons remarqué que le volume de l’hippocampe grossissait de 5% à 8% chez deux de ces patients ».

L’effet de stimulation cérébrale profonde dans Alzheimer doit être confirmée

Le Professeur Dubois, neurologue de la Pitié-Salpêtrière, tempère ces résultats en déclarant que  « dans la maladie d’Alzheimer, il y a des lésions corticales diffuses sévères, des pertes de neurones et de synapses, des dégénérescences neurofibrillaires. Ces lésions sont telles qu’on ne peut espérer réparer les dégâts par une neurostimulation ».

« La stimulation cérébrale profonde est une technique utilisée dans le traitement de la maladie de Parkinson « , rappelle le Professeur Yves Agid, neurologue et fondateur de l’Institut de la moelle et du cerveau à Paris, qui rajoute que  » la maladie d’Alzheimer touche la majorité du cerveau (NLDR contrairement à la maladie de Parkinson). Un malade n’a pas que des problèmes de mémoire, il a d’autres symptômes, comme des troubles du comportement. Le bénéfice éventuel pourrait être noyé dans le risque ».

Des chercheurs américains ont constaté que des personnes âgées qui suivaient un programme de stimulation cérébrale assisté par ordinateur ont vu leur mémoire et leur capacité linguistique améliorées.

L’équipe de l’Université californienne de Los Angeles a demandé à 69 participants, âgés en moyenne de 82 ans, de suivre un programme d’entraînement appelé Dakim BrainFitness. Ce programme comprend plus de 400 exercices qui évaluent la mémoire à court et à long terme, le langage, les capacités visuelles et spatiales, le raisonnement et le calcul mental.

Les chercheurs ont constaté que sur les 69 participants, 52 qui avaient accompli au moins 40 séances (de 20 minutes chacune) ont vu leur mémoire et leurs capacités linguistiques s’améliorer.

Source: Effect of a Computerized Brain Exercise Program on Cognitive Performance in Older Adults. The American Journal of Geriatric Psychiatry, 2013; 21 (7): 655.

Maladie de Parkinson

La stimulation cérébrale profonde (SCP) est une technique utilisée dans le traitement des symptômes de la maladie de Parkinson, avec dans l’ensemble de bons résultats.

Cette méthode a été utilisée dans le traitement de la maladie de Parkinson dès les années 1960, puis abandonnée du fait de l’absence de résultats supérieurs à ceux obtenus avec des traitements médicamenteux et de la chirurgie.

Le neurochirurgien et physicien français Alim-Louis Benabid l’a développé de nouveau  au début des années 1990 en déterminant le niveau de fréquence exact qui permet de réduire les symptômes de tremblement, d’où le nom de stimulation cérébrale profonde à haute fréquence. Ainsi, une sonde envoie des impulsions électriques de 130 Hz dans une zone de cerveau appelée thalamus. Cette approche a été autorisée en Europe en 1998, puis aux Etats-Unis en 2002.

C’est une méthode qui est utilisée lorsque les médicaments standards (lévidopa, agonistes dopaminergiques) ne parviennent plus à diminuer les tremblements. L’opération, réalisée sous anesthésie générale, consiste à introduire dans la boîte crânienne deux électrodes provisoires au niveau du noyau sous-thalamique qui joue un rôle majeur dans la régulation des mouvements.

Un faible courant électrique est produit par l’intermédiaire d’électrodes placées sous la peau. Des électrodes définitives sont implantées aux emplacements ayant donné les meilleures garanties d’efficacité et d’innocuité. Après l’opération, le patient est hospitalisé pendant 7 à 10 jours pour régler le stimulateur et ajuster la dose des médicaments en fonction de ses besoins.

La SCP améliore les fonctions motrices mais aussi la survie des patients.

Cette conclusion a été tirée à partir d’une étude clinique à laquelle ont participé 147 patients. Cent six d’entre eux ont bénéficié de la SCP alors que 41 ont reçu un médicament standard (agoniste dopaminergique).

L’étude a montré que la survie était plus longue et la fréquence des placements moins élevée dans le groupe SCP atteint de Parkinson. C’est la première fois que de tels résultats apparaissent.

Ces résultats doivent être confirmés par d’autres qui doivent être cette fois-ci randomisées (c’est-à-dire que les patients doivent être répartis au hasard entre un groupe témoin et un groupe traité.

Source: Deep brain stimulation improves survival in severe Parkinson’s disease. J Neurol Neurosurg Psychiatry, février 2014.

L’efficacité apparaît au début de la maladie de Parkinson

Les médicaments lévodopa, bromocriptine, pramipexole et ropinirolesont utilisés dans le traitement de la maladie de Parkinson car ils augmentent la quantité de dopamine (un neurotransmetteur) qui fait défaut dans certaines régions du cerveau chez le malade. Le problème est qu’après 5 ans environ, les troubles moteurs réapparaissent car les médicaments perdent de leur efficacité.

C’est après cette période que la stimulation cérébrale profonde (SCP) est proposée, surtout lorsque les malades sont très handicapés (soit plus de 10 ans après le diagnostic). Un patient bénéficiant de la SCP voit ses symptômes moteurs diminués. En revanche, les autres symptômes (troubles psychotiques et de la déglutition, incontinence urinaire) ne s’améliorent.

Selon une étude publiée dans le New England Journal of Medicine (mars 2013), la SCP serait également efficace aux stades plus précoces de la maladie de Parkinson (soit 4 à 10 ans après diagnostic).

L’étude a été menée sur 251 patients diagnostiqués depuis en moyenne 7 ans et prenant des médicaments depuis environ 6 ans (l’effet des médicaments s’atténue donc). Il apparaît qu’un traitement de deux ans avec de la SCP, couplée avec une médication, est plus efficace que le médicament prescrit seul.

Cette efficacité se traduit par  une amélioration de la qualité de vie, de la motricité et de l’activité quotidienne. L’humeur des patients s’améliore également. En France, environ 500 personnes bénéficient de la SCP, alors que le nombre de personnes touchées est de 150 000. En pratique depuis mai 2015 au centre hospitalier de Saint-Étienne (France), cette méthode a permis d’améliorer de 70%  les  performances motrices des patients et de diminuer de moitié leurs traitements médicamenteux. L’effet bénéfique perdure au moins 5 ans après l’opération et améliore la qualité de vie des patients.

La stimulation réduit la neuropathie qui accompagne la maladie de Parkinson

Les troubles moteurs de la maladie de Parkinson sont accompagnés, dans trois quarts des cas, de douleurs neuropathiques (picotements, sensations de brûlure). Selon une étude menée sur 16 patients, la SCP pourrait également soulager les douleurs neuropathiques en augmentant significativement le seuil de la douleur. Chez les patients ne souffrant pas de douleurs neuropathiques, la stimulation cérébrale profonde ne modifie pas ce seuil.

Une nouvelle technique plus précise et sans danger

Des chirurgiens américains ont développé une nouvelle technique chirurgicale d’implantation intracérébrale d’électrodes, qui pourrait avoir un impact dans la stimulation cérébrale profonde (SCP) utilisée dans la maladie de Parkinson. La nouvelle chirurgie offre également un autre avantage : les patients sont endormis pendant la chirurgie, plutôt que de rester éveillés sous anesthésie locale. Cela signifie que le nombre de patients pouvant bénéficier de la chirurgie va augmenter. En effet, beaucoup n’étaient pas disposés à subir une chirurgie durant 4 à 6 heures tout en restant éveillés. La technique de SCP a été développée pour la première fois en France en 1987. Elle a été approuvée aux Etats-Unis en 1997 pour  « le tremblement essentiel » et en 2002 pour des tremblements associés à la maladie de Parkinson. La chirurgie consiste à implanter des électrodes très fines dans le cerveau, reliées à un stimulateur implanté dans la poitrine. Le système stimule alors le cerveau afin de réduire de manière significative les tremblements.

La stimulation cérébrale profonde peut diminuer le nombre et la sévérité des symptômes non moteurs

La stimulation cérébrale profonde (SCP) est reconnue comme un traitement qui améliore les symptômes moteurs chez les patients atteints de la maladie de Parkinson, aux stades précoce et avancé de la maladie.

Des chercheurs britanniques (King’s College Hospital et King’s College, Londres) suggèrent que la SCP peut diminuer le nombre et la sévérité des symptômes non moteurs.

Ainsi, cette technique qui consiste à stimuler un noyau situé en profondeur du cerveau  – appelé noyau sous thalamique – entraîne une diminution des problèmes de sommeil  et des symptômes de fatigue qui accompagne la
maladie. Concernant le sommeil, les chercheurs ont observé une amélioration de la qualité et de la durée du sommeil ainsi qu’une diminution des dystonies.

Cependant, il faut noter la présence de symptômes neuropsychiatriques (hypersexualité, jeu compulsif, boulimie) qui ont tendance à s’aggraver chez les patient qui bénéficient d’une SCP.

La maladie de Parkinson affecte 5 millions de personnes dans le monde. On estime que sa prévalence doublera d’ici l’année 2030. La dépression, l’anxiété, le trouble olfactif, la transpiration et les troubles vésicaux et intestinaux font partie des symptômes non moteurs.

Source: Lisa Klingelhoefer et al. An Update of the Impact of Deep Brain Stimulation on Non Motor Symptoms in Parkinson’s Disease.Journal of Parkinson’s Disease, juin 2014.

Accident vasculaire cérébral

Une équipe de chercheurs a évalué l’efficacité de la stimulation cérébrale profonde dans le traitement des AVC.

Cette équipe suisse (Hôpital universitaire de Genève et Université de Genève) a reçu le Prix Pfizer de la Recherche 2016 dans le domaine des neurosciences et des maladies du système nerveux.

Ce prix récompense des chercheurs qui ont observé que la façon dont certains régions précises du cerveau sont connectées avec le reste du cerveau permet de savoir si le patient pourra ou non mieux récupérer de sa motricité et/ou du langage après trois mois, quelque soit la gravité de l’accident vasculaire cérébral (AVC).

Cetted écouverte pourrait aboutir à de nouveaux traitements pour les patients victimes d’un AVC, notamment l’utilisation de nouvelles formes de thérapies (ex. stimulations cérébrales) pour stimuler la connexion entre les
neurones.

Stimulation cérébrale profonde et addiction

L’addiction provoque un dérèglement dans la transmission entre les neurones qui pourrait être corrigée par la stimulation cérébrale profonde.

Une équipe de chercheur suisse (Hôpital universitaire de Genève et Université de Genève) a reçu le Prix Pfizer de la Recherche 2016 dans le domaine des neurosciences et des maladies du système nerveux. Ce prix récompense des chercheurs qui s’intéressent à l’utilisation de la stimulation cérébrale profonde pour traiter l’addiction.

La stimulation est déjà utilisée pour traiter les symptômes moteurs de la maladie de Parkinson et la dépression. L’addiction provoque un dérèglement dans la transmission entre les neurones qui pourrait être corrigée par la stimulation cérébrale profonde.

Ce protocole pourrait être appliqué à des patients toxicomanes. Les mécanismes cérébraux de l’addiction se distinguent de ceux de la dépendance et ont été étudiés par ces chercheurs suisses.

En partant de cette observation, ces derniers ont réussi à renverser les effets additifs de la cocaïne chez des souris en stimulant une certaine partie du cerveau, grâce à la technique d’optométrie. Lire l’article complet sur letemps.ch