Les chercheurs étudient les mécanismes et identifient de nouvelles zones du cerveau qui peuvent profiter aux patients lorsqu'ils sont stimulés.
Les personnes atteintes de la maladie de Parkinson perdent de plus en plus leur mobilité au fil du temps et sont finalement incapables de marcher. L'espoir pour ces patients repose sur une stimulation cérébrale profonde, également connue sous le nom de stimulateur cérébral. Dans une étude actuelle, des chercheurs de l'Université Ruhr Bochum et de Philipps-Universität Marburg, en Allemagne, ont étudié si la stimulation et comment la stimulation d'une certaine région du cerveau peut avoir un impact positif sur la capacité ambulatoire et offrir aux patients une meilleure qualité de vie. Pour ce faire, les chercheurs ont utilisé une technique dans laquelle les cellules nerveuses sont activées et désactivées via la lumière. Leur rapport est apparu dans la revue Scientific Reports le 12 avril 2025.
Sommaire
Améliorer la capacité ambulatoire
Si les médicaments ne sont plus suffisants pour atténuer la mobilité restreinte au stade avancé de la maladie de Parkinson, une alternative est une stimulation cérébrale profonde. Un émetteur d'impulsions électriques est implanté dans le cerveau, comme dans le noyau subthalamique, qui fait fonctionnellement partie du système des noyaux gris centraux.
Le groupe du Dr Liana Melo-Thomas de Philipps-Universität Marburg a pu montrer dans des études précédentes sur les rats que la stimulation du colliculus inférieur – connu pour le traitement de l'apport auditif – peut être utilisé pour surmonter les restrictions de mobilité. « Il y a des indications que la stimulation de cette région du cerveau conduit à l'activation de la région locomotrice mésencéphalique, ou MLR », explique Melo-Thomas.
Fait intéressant, le colliculus inférieur – contrairement aux noyaux gris centraux – n'est pas affecté par la maladie de Parkinson. Cependant, le groupe de recherche sous mélo-thomas a découvert que sa stimulation active des voies motrices alternatives et peut améliorer la mobilité des patients.
La présente étude visait à approfondir cette influence activatrice du colliculus inférieur sur le MLR. « Nous soupçonnons que cela aurait un effet positif sur la capacité ambulatoire », explique les mélo-thomes.
Influençant optiquement les cellules nerveuses
Le groupe Marburg dirigé par le professeur Rainer Schwarting a demandé le soutien du Dr Wolfgang Kruse du Département de zoologie générale et de neurobiologie à l'Université Ruhr Bochum. L'équipe de Bochum dirigée par le professeur Stefan Herlitze a joué un rôle important dans le co-développement des méthodes d'optogénétique.
Ce faisant, les chercheurs garantissent que les cellules nerveuses des animaux d'essai génétiquement modifiés produisent une protéine légère dans des régions intéressantes du cerveau. La lumière qui atteint ces cellules nerveuses via de petites fibres optiques implantées permet aux chercheurs de les activer ou d'inhiber spécifiquement. « Cette méthode est donc beaucoup plus précise que la stimulation électrique, ce qui affecte toujours la zone autour des cellules », explique Kruse.
Pour la première fois, l'effet de la stimulation a été directement documenté avec des mesures électrophysiologiques de l'activité neuronale dans les structures cibles. Un système multi-électrodes développé à l'origine à Philipps-Universität Marburg a été utilisé à cet effet. En combinant ces méthodes, les chercheurs ont pu comprendre directement l'effet de la stimulation. La mesure parallèle avec jusqu'à quatre électrodes est également très efficace, permettant une minimisation du nombre d'animaux utilisés. Les effets comportementaux qui peuvent être déclenchés par la stimulation ont été surveillés chez les animaux conscients.
La stimulation du colliculus inférieur fournit l'effet souhaité
La stimulation optogénétique dans le colliculus inférieur a principalement déclenché l'augmentation attendue de l'activité neuronale en son sein. « Les mesures simultanées dans la région MLR plus profonde ont montré une activité accrue dans la majorité des cellules, bien que près d'un quart des cellules aient été inhibées par l'activité supplémentaire dans le colliculus inférieur », rapporte Kruse. L'activation des cellules nerveuses individuelles s'est produite avec un retard moyen de 4,7 millisecondes, indiquant une interconnexion synaptique fonctionnelle entre le colliculus inférieur et le MLR.
Fondations de nouveaux types de thérapie
L'enquête sur les circuits en dehors des noyaux gris centraux qui sont affectés par la maladie de Parkinson est une étape prometteuse dans la recherche d'une nouvelle approche thérapeutique pour atténuer les déficits motrices résultant de la maladie. C'est le cas avec le lien entre le colliculus inférieur et le MLR qui a été étudié pour cette étude.
« Même si le chemin vers de nouvelles approches thérapeutiques pour atténuer les symptômes de la maladie de Parkinson apparaît toujours longtemps, une telle recherche fondamentale est extrêmement importante », souligne Kruse. Les mécanismes exacts qui conduisent au soulagement observé des symptômes avec une stimulation cérébrale profonde dans les noyaux gris centraux ne sont pas entièrement compris. Une étude plus approfondie des interconnexions sous-jacentes peut fournir de nouvelles informations qui pourraient optimiser la thérapie à long terme.
Financement
Cette étude a été soutenue par la Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) avec les subventions ME4197 / 2 und ME4197 / 3 et par la coordination pour l'amélioration du personnel de l'enseignement supérieur (CAPES) au Brésil (Probral Grant 88881.198683 / 2018-01).
