Un implant cérébral personnalisé utilisé avec succès pour le traitement de la dépression

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Pour la première fois, une femme souffrant de dépression sévère a été traitée avec succès à l’aide d’un implant cérébral conçu pour réguler certaines ondes cérébrales. Le traitement innovant par implant cérébral, qui implique des électrodes placées profondément dans le cerveau, a été suivi durant un an.

Pour l’instant, le traitement n’est proposé qu’à un nombre limité de personnes souffrant de dépression sévère, car il implique deux interventions chirurgicales invasives ainsi que plusieurs jours d’enregistrement des signaux électriques cérébraux. Cet examen sert à d’établir un modèle d’activité, ou « biomarqueur neuronal », pour les symptômes de chaque individu.

« Tout est devenu de plus en plus facile », déclare Sarah, qui est la première à essayer cette nouvelle technique. Elle a demandé à ce que son nom complet ne soit pas utilisé. « Ces résultats permettent d’espérer qu’un traitement personnalisé et basé sur des biomarqueurs pour les troubles psychiatriques, dont nous avons tant besoin, est possible », déclare Katherine Scangos de l’université de Californie à San Francisco. Les détails de l’étude ont été publiés récemment dans la revue Nature Medicine.

Un traitement sur mesure et « à la demande »

Ce qui est fascinant et qui laisse optimiste quant à la sûreté du traitement, c’est que l’implant ne se déclenche qu’en cas de besoin, quelques centaines de fois par jour, lorsqu’un schéma spécifique d’activité cérébrale est détecté.

Une forme plus simple de stimulation cérébrale, dans laquelle l’appareil est toujours allumé, est déjà utilisée dans la maladie de Parkinson, où les zones cérébrales concernées sont relativement bien connues. Cette stimulation cérébrale continue a déjà été testée dans le cadre de la dépression, mais les résultats des essais ont été mitigés, peut-être parce que les circuits cérébraux responsables ne sont pas clairs et peuvent varier d’une personne à l’autre.

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Pour tenter d’aider Sarah, l’équipe de Scangos a commencé par enregistrer l’activité électrique de dix parties différentes de son cerveau pendant qu’elle faisait état de son humeur, durant dix jours. Sarah souffrait d’une dépression depuis l’enfance, que de nombreux traitements médicamenteux et la thérapie électroconvulsive n’ont pas réussi à soulager. Avant l’opération, elle avait des pensées suicidaires plusieurs fois par heure…

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Sarah, qui souffrait de dépression sévère, a été traitée récemment avec un implant neuronal sur mesure. © John Lok Photography LLC

L’enquête a révélé que lorsque les symptômes de Sarah étaient à leur paroxysme, il y avait un modèle caractéristique d’activité, connu sous le nom « d’ondes cérébrales gamma » dans ses amygdales, deux petites structures situées au plus profond du cerveau qui ont été précédemment liées aux émotions.

Les ondes cérébrales gamma et les symptômes de la dépression ont été atténués lorsque l’implant a été activé dans une autre région du cerveau, appelée capsule ventrale/striatum ventral droit (VC/VS). « Lorsque j’ai reçu la stimulation pour la première fois, j’ai ressenti la sensation la plus intense de joie et ma dépression n’a été qu’un lointain cauchemar pendant un instant », raconte Sarah.

Par le passé, des chercheurs avaient déjà émis l’hypothèse que le VC/VS était probablement impliqué dans la dépression. Il a été ciblé dans certains des essais antérieurs de stimulation cérébrale continue, et quelques personnes souffrant de dépression très sévère se sont vu retirer cette région par une opération du cerveau. « Dans le contexte de ce qui s’est passé auparavant, cela a beaucoup de sens », déclare Ludvic Zrinzo, de l’University College London Hospitals, qui effectue encore à ce jour de telles opérations.

La stimulation à haute fréquence, telle qu’elle est pratiquée dans cette nouvelle étude, est censée réduire l’activité cérébrale en empêchant les cellules cérébrales voisines de fonctionner normalement, imitant temporairement les effets de la chirurgie. Il semble que, dans le cas de Sarah, la stimulation réduise l’activité du VC/VS droit, ce qui atténue les ondes cérébrales gamma dans l’amygdale droite. Les scans (IRMf) ont également montré que ces deux structures sont fortement connectées dans son cerveau.

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Furtif et efficace

Après l’enquête initiale, l’équipe a implanté deux électrodes permanentes connectées de sorte que celle située dans le VC/VS ne se déclenche que lorsque l’autre détecte des ondes gamma dans l’amygdale. Elles s’active environ 300 fois par jour pendant 6 secondes, et a été réglée à une intensité plus faible, afin que Sarah ne la remarque pas. « Nous ne voulons pas que cela perturbe sa vie », explique Scangos.

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La méthode multimodale de ciblage multidirectionnel personnalisé par stimulation a commencé par une cartographie clinique afin d’identifier les sites candidats où la stimulation conduisait de manière fiable à une amélioration des symptômes sur une gamme de doses et d’états de gravité des symptômes. Les sites de détection candidats ont été identifiés en associant l’activité neuronale au repos à l’évaluation de la gravité des symptômes, afin d’identifier les biomarqueurs de puissance spectrale en corrélation avec la dépression. La relation entre les cibles de stimulation et de détection candidates a ensuite été testée à l’aide de trois approches. Tout d’abord, la connectivité effective du réseau a été évaluée en examinant la réponse évoquée aux nœuds du réseau par une stimulation à impulsion unique des cibles candidates. Deuxièmement, la connectivité structurelle entre les paires de contacts candidats a été évaluée par tractographie. Les tracts influents ont été identifiés pour faciliter le reciblage pendant l’implantation du dispositif de stimulation chronique. Enfin, la faisabilité du contrôle en boucle fermée a été évaluée en examinant l’effet de la stimulation dans les sites de stimulation candidats sur les biomarqueurs identifiés dans les emplacements de détection candidats. Cette approche personnalisée a permis aux chercheurs d’identifier la meilleure paire de cibles de stimulation et de détection, qui a ensuite été utilisée pour l’implantation du système RNS et l’administration de la thérapie de neurostimulation en boucle fermée. © Katherine Scangos et al.

Sarah a remarqué une amélioration générale de son humeur lorsque l’appareil a été activé. « C’était un processus graduel, où mon regard sur le monde a changé », dit-elle. « Au fil du temps, il y a eu ce cycle vertueux vers le haut – tout est devenu de plus en plus facile. Les passe-temps sont redevenus agréables. Aujourd’hui, un an après le début de la thérapie, l’appareil a maintenu ma dépression à distance ». Scangos prévoit désormais d’utiliser la même approche sur 11 autres personnes.

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Les résultats sont impressionnants, mais nous ne devons pas supposer que cela fonctionnera pour tout le monde, déclare Keyoumars Ashkan du King’s College Hospital de Londres. « Il est possible que les circuits cérébraux de chacun impliqués dans l’humeur soient légèrement différents ».

Les premiers résultats de la technique de stimulation cérébrale continue étaient également impressionnants, mais des essais randomisés ont montré qu’un nombre insuffisant de personnes montraient une amélioration pour que l’approche soit utilisée à grande échelle.

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Cette dernière version de la stimulation cérébrale est également coûteuse et demande beaucoup de travail, puisqu’elle nécessite plusieurs jours d’investigation et deux interventions chirurgicales lourdes. Pourtant, la même approche est déjà utilisée pour les personnes souffrant d’épilepsie, qui ont besoin d’enregistrements dans plusieurs régions du cerveau pour déterminer où leurs crises débutent, avant de subir une intervention chirurgicale pour détruire le tissu défectueux. « Si vous avez le temps et l’effort d’étudier un individu, alors vous pourriez rendre cette thérapie très personnalisée », déclare Ashkan. « C’est ce qui est passionnant dans tout ça ».

Source : Nature Medicine

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