Dans une étude récente publiée dans Médecine naturelleles chercheurs comparent la sécurité et la faisabilité d'un système de stimulation cérébrale profonde adaptative (aDBS) à un système DBS conventionnel pour la maladie de Parkinson (MP).
Étude: Stimulation cérébrale profonde adaptative chronique versus stimulation conventionnelle dans la maladie de Parkinson : un essai de faisabilité randomisé en aveugle. Crédit photo : Max Acronym / Shutterstock.com
Sommaire
Options de traitement actuelles pour la MP
La MP est une maladie neurologique qui touche des millions de personnes de 60 ans et plus, dont beaucoup résident dans des pays à revenu élevé. Le traitement de la MP comprend souvent de la lévodopa, un médicament qui remplace les neurones producteurs de dopamine dans les zones cérébrales profondes qui sont importantes pour le contrôle des mouvements. Cependant, un excès de dopamine peut entraîner une dyskinésie, des mouvements incontrôlables, des tremblements et une raideur, ce qui peut limiter l'efficacité de ce traitement chez certains patients.
Certains patients atteints de la maladie de Parkinson sont donc traités à l'aide de dispositifs de stimulation cérébrale profonde continue (DBSc), qui délivrent une stimulation électrique continue au cerveau. Néanmoins, les dispositifs de DBSc manquent souvent de réactivité dynamique face aux changements cliniques et neurologiques.
Les patients atteints de la maladie de Parkinson peuvent avoir besoin d'un appareil de stimulation cérébrale capable d'ajuster leurs niveaux de dopamine et de reconnaître les signaux cérébraux associés à divers symptômes. Le contrôle par rétroaction peut améliorer l'efficacité du traitement ; cependant, la technique optimale et les avantages de la neurostimulation adaptative restent flous.
Bien qu'il ait été démontré que le système aDBS améliore l'insomnie, l'optimisation des soins de référence pour la MP reste insuffisante. De plus, les signaux corticaux moteurs peuvent potentiellement affecter l'aDBS ; cependant, leur effet sur l'amplitude de stimulation n'est pas clair.
À propos de l'étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont mené une expérience de faisabilité sur la MP pour comparer les effets de l'aDBS et de la cDBS optimisée pendant les activités quotidiennes. Quatre personnes atteintes de la MP depuis au moins quatre ans qui prenaient des médicaments antiparkinsoniens, présentaient des fluctuations motrices et avaient des scores de l'échelle d'évaluation unifiée de la MP, partie III (MDS-UPDRS-III) entre 20 et 80 qui s'amélioraient de 30 % ou plus avec les médicaments ont été incluses dans l'étude. Les patients qui avaient déjà subi une chirurgie crânienne, des systèmes de stimulation implantés, un traitement par électrochocs, une stimulation magnétique transcrânienne répétée ou une diathermie ont été exclus de l'étude.
Entre le 24 avril 2019 et le 26 février 2022, des patients atteints de DP ont reçu des implants d'électrodes DBS pour aDPS. Un flux de travail en sept étapes a été conçu pour utiliser l'aDBS afin de gérer les troubles moteurs chroniques. Les seuils d'amplitude faible et élevée pour aDBS ont été définis comme étant respectivement 0,5 à 1,0 mA inférieurs et supérieurs aux amplitudes optimales de cDBS.
Des enregistrements cérébraux en clinique et à domicile ont été utilisés pour identifier les biomarqueurs ou les signaux neuronaux étroitement liés aux symptômes moteurs résiduels. Les états de médication et de stimulation étaient variables. Les paramètres de cDBS ont été ajustés pour des algorithmes adaptatifs personnalisés au patient grâce à des tests à domicile supervisés à court et à long terme.
Tous les patients ont participé à des comparaisons croisées randomisées et en aveugle de l'aDBS et de la cDBS pendant un mois. Cette expérience a été menée pendant les habitudes de vie habituelles des participants, y compris les voyages et le travail, pendant lesquels les patients ont continué leur traitement médicamenteux tout en optimisant la cDBS.
Les systèmes cDBS et aDBS utilisent l'intelligence artificielle (IA) pour surveiller l'activité cérébrale et détecter les changements de symptômes et intervenir avec des impulsions électriques précisément calibrées. Le pipeline automatisé a exploré l'espace de fréquence des potentiels de champ dans le noyau sous-thalamique (STN) et le cortex sensorimoteur pour détecter des signaux physiologiques afin de soulager les symptômes les plus difficiles.
Cette thérapie complète les médicaments contre la MP en délivrant moins de stimulation lorsque le médicament est actif et plus de stimulation lorsque les effets du médicament s'estompent afin de minimiser la rigidité. Des mouvements plus lents chez les patients atteints de MP indiquent un changement dans le biomarqueur neutre, qui tomberait alors en dessous du seuil, et l'amplitude de stimulation augmenterait. La stimulation s'ajuste pour compenser les mouvements plus lents, augmentant ainsi la vitesse de mouvement.
Résultats de l'étude
L'implant cérébral à base de DPS en boucle fermée a diminué de 50 % les symptômes les plus désagréables de la maladie de Parkinson. Chez les quatre patients atteints de la maladie de Parkinson, les oscillations gamma induites par stimulation dans le STN ou le cortex moteur étaient les meilleurs indicateurs d'états dopaminergiques élevés ou faibles et de symptômes moteurs résiduels.
La stimulation adaptative a réduit le temps passé avec des symptômes moteurs gênants par rapport à la stimulation conventionnelle cliniquement optimale. Les données convergentes des enregistrements à domicile et en clinique ont indiqué que les oscillations gamma entraînées par la stimulation centrées sur 50 % des taux de stimulation étaient les meilleurs prédicteurs de l'état des symptômes associés aux médicaments.
La lévodopa a induit des oscillations gamma précisément réglées entre 60 et 90 Hz à des fréquences de stimulation sous-harmoniques. De plus, l'aDBS a amélioré la proportion de temps d'éveil que les patients passaient avec les symptômes les plus gênants par rapport à la cDBS tout en diminuant les pourcentages de temps d'éveil avec des symptômes opposés. Le système aDBS a également amélioré la qualité de vie des participants.
Conclusions
La neuromodulation sur mesure peut améliorer la mobilité et le sommeil des patients atteints de la maladie de Parkinson, l'aDPS étant capable de détecter les symptômes de la maladie de Parkinson en temps réel et d'adapter le niveau de stimulation approprié. Cette technique basée sur l'IA représente une avancée remarquable par rapport aux traitements existants de la maladie de Parkinson et peut être utilisée pour améliorer les connaissances actuelles sur les complexités de la signalisation cérébrale et de la physiopathologie de la maladie de Parkinson. Pris ensemble, les résultats de l'étude constituent la base d'études cliniques à grande échelle visant à déterminer l'efficacité de la neurostimulation adaptative sur mesure dans les maladies neurologiques.
