Près de la moitié des adolescents et des jeunes adultes présentant des symptômes persistants de commotion cérébrale souffrent d’un trouble de la coordination oculaire qui provoque une vision floue et double, des maux de tête et des difficultés de concentration. Il n’existe aucune méthode éprouvée pour traiter la maladie lorsqu’elle survient après un traumatisme crânien.
« Le trouble rend difficile la lecture de livres, le travail sur ordinateur ou même l’utilisation d’un smartphone, et l’impact sur la cognition et l’apprentissage peut être sévère. Il retarde également le retour au sport, au travail et à la conduite pour les jeunes », a déclaré Tara Alvarez. , professeur de génie biomédical au NJIT et expert en insuffisance de convergence (IC), une condition dans laquelle les muscles qui contrôlent les mouvements oculaires ne se coordonnent pas pour se concentrer sur les objets proches.
Soutenu par une subvention de 3,7 millions de dollars du National Eye Institute des National Institutes of Health, Alvarez dirige une équipe multi-institutionnelle d’ingénieurs, d’optométristes, de chercheurs en vision, de médecins du sport, d’experts en équilibre et de biostatisticiens cherchant à établir des lignes directrices qui aideront les cliniciens diagnostiquer et traiter l’IC liée à une commotion cérébrale. Le financement fait suite à une subvention de 2 millions de dollars du NIH qui a permis à Alvarez et à son partenaire clinique de longue date, Mitchell Scheiman, OD, Ph.D., doyen de la recherche à l’Université de Salus, d’étudier d’abord l’IC chez des personnes sans traumatisme crânien.
« Nous voulons proposer les meilleures pratiques pour optimiser la thérapie pour les patients individuels, ainsi que les moyens de vérifier les résultats », a déclaré Alvarez, notant que « les médecins, par exemple, ont du mal à autoriser les gens à reprendre le sport ou la conduite automobile. – ils fondent leurs décisions sur leur expérience dans l’identification des symptômes. Ce qui leur manque, ce sont des mesures quantitatives pour déterminer plus précisément quand c’est sûr.
L’équipe recrute un groupe démographiquement diversifié de 100 participants âgés de 15 à 25 ans présentant des symptômes persistants d’IC un à trois mois après le traumatisme dans des essais cliniques au Children’s Hospital of Philadelphia (CHOP) et au Somerset Pediatric de Robert Wood Johnson. Groupe dans le New Jersey. La source de leurs commotions cérébrales varie, des chutes aux accidents de voiture, en passant par les blessures sportives.
Arlene Goodman, pédiatre au Somerset Pediatric Group et ancienne directrice du programme de commotion cérébrale à l’hôpital universitaire de Saint Peter’s, a noté que plus de la moitié de ses patients ont une insuffisance de convergence. Ils sont actuellement référés à une thérapie physique, et s’ils ne répondent pas, ils suivent une thérapie visuelle.
« Les problèmes oculaires sont le plus gros problème chez la majorité des patients qui présentent des symptômes persistants après une commotion cérébrale, en particulier pendant l’année scolaire », a déclaré Goodman, ajoutant, « mais cela dépend du patient quel est le problème le plus difficile : cognitif, psychologique, dysfonction autonome vestibulaire ou oculaire. »
Tout en testant leur vision, en évaluant leur capacité à effectuer des tâches quotidiennes telles que la lecture et en collectant des données sur les mouvements oculaires pour déterminer à quelle vitesse et avec quelle précision ils peuvent suivre une cible en mouvement sur un écran d’ordinateur, le groupe examinera également les liens avec le cerveau. Grâce à l’imagerie IRMf, ils mesureront les changements dans les niveaux d’oxygène dans le sang dans différentes régions du cerveau pendant qu’il est au repos et pendant que les gens bougent les yeux, par exemple, afin de déterminer la quantité d’énergie produite dans ces différents modes et où il est dirigé.
Après une série de séances de thérapie, ils répéteront les tests pour déterminer si la fonction oculaire des patients s’est améliorée et comment cela est corrélé avec les changements dans le cerveau. En plus des niveaux d’oxygène dans le sang, Alvarez mesure également la régularité avec laquelle les neurones des régions fonctionnelles oculaires se déclenchent, si les cellules proches de ces neurones sont recrutées pour aider aux tâches et si les connexions entre les neurones s’améliorent afin que les signaux circulent plus rapidement et plus efficacement.
« La nouveauté de mon travail est de montrer comment fonctionne la thérapie oculaire, y compris à travers les changements que nous voyons dans le cerveau en cours de neuroréhabilitation », a déclaré Alvarez, ajoutant « Dans ces nouveaux tests, nous comparerons les patients atteints de commotion cérébrale avec des personnes en bonne santé, ainsi qu’avec ceux avec une IC non liée à une commotion cérébrale, et recherchez des différences significatives entre ces groupes pour comprendre comment une commotion cérébrale affecte les performances visuelles et oculomotrices (mouvements oculaires pour acquérir des informations visuelles).
Elle note que certains cliniciens considèrent généralement l’IC liée à une commotion comme une étiologie différente parce que ces patients ont souvent un dysfonctionnement vestibulaire concomitant – ils ont des vertiges – alors que les patients IC n’en ont généralement pas. « Cela peut impliquer des différences au sein du cervelet entre ces deux groupes de patients », a-t-elle déclaré.
« En tant que personne qui traite les patients atteints de commotion cérébrale, je suis très optimiste que cette étude fournira la première preuve sur la façon dont la thérapie visuelle modifie le cerveau et entraîne une amélioration clinique de la fonction visuelle chez ceux qui souffrent d’IC après une commotion cérébrale », a déclaré Christina Master, MD , pédiatre et docteur en médecine du sport pédiatrique au CHOP et chercheur principal du Center for Brain Injury and Repair de l’Université de Pennsylvanie. « Cela fournirait une base solide sur laquelle développer des protocoles de traitement standardisés pour les IC liées aux commotions cérébrales qui amélioreraient la qualité de vie de millions de patients souffrant de ce trouble. »
Alvarez et Scheiman ont été les premiers chercheurs à décrire comment la thérapie visuelle liée à l’IC modifiait les mécanismes cérébraux, réduisant les symptômes.
« Nous avons réalisé plusieurs essais cliniques randomisés pour comparer divers traitements de l’IC allant de simples procédures à domicile à une thérapie plus sophistiquée en cabinet administrée par des thérapeutes qualifiés. Ces études démontrent que les thérapies à domicile à elles seules ont une efficacité et une vision en cabinet limitées. La thérapie est le traitement le plus efficace pour les patients atteints d’IC et sans antécédents de traumatisme crânien », a déclaré Scheiman, qui étudie l’IC depuis 30 ans. « Notre objectif dans cette nouvelle étude est de déterminer si un protocole thérapeutique similaire est également efficace lorsque l’IC survient après une commotion cérébrale. »
Dans leur étude initiale, les partenaires se sont concentrés sur les champs oculaires frontaux qui contrôlent les mouvements oculaires et le vermis oculomoteur, la partie centrale du cervelet entre les deux hémisphères. Dans ces nouvelles expériences, armée d’une technologie d’imagerie améliorée, l’équipe examinera de plus près l’ensemble du cerveau, y compris le tronc cérébral, qui est sensible au coup du lapin.
« Une fois que nous aurons compris comment la thérapie visuelle modifie le cerveau commotionné pour améliorer la fonction visuelle et sa capacité à rétablir les activités normales des patients, nous prévoyons de développer des thérapies personnalisées », a déclaré Alvarez. Il y a quatre ans, Alvarez, Scheiman et deux de ses anciens étudiants diplômés, Chang Yaramothu et John Vito d’Antonio-Bertagnolli, ont formé OculoMotor Technologies, Inc., une start-up de dispositifs médicaux qui crée une gamme d’exercices de jeu en réalité virtuelle pour diagnostiquer et corriger le trouble moteur.
Les médecins recevront un score composite de mesures cliniques et de mouvements oculaires pour les aider à prendre des décisions de retour au sport, à l’école et à d’autres activités. Ce score composite sera basé sur les connaissances issues de l’imagerie réalisée dans le cadre de cette étude.
Une fois les données recueillies et publiées, ils prévoient de se lancer dans un essai clinique randomisé plus vaste auprès de 500 patients dans les principaux hôpitaux pour enfants du pays spécialisés dans les commotions cérébrales.
