Une récente Communications naturelles L’étude a étudié l’association entre les ondes lentes de sillage locales (LoWS) et le traitement cognitif.
Étude: Les ondes lentes de réveil dans l’épilepsie humaine focale ont un impact sur l’activité du réseau et la cognition. Crédit d’image : SewCreamStudio/Shutterstock.com
Sommaire
Arrière-plan
Les vagues lentes d’activité neuronale qui offrent des fonctions homéostatiques et réparatrices sont un élément fondamental du sommeil. Les neurones subissent des fonctions lentes de potentiel membranaire pendant le sommeil à mouvements oculaires non rapides (NREM). Ces fluctuations alternent entre un mode de tir en rafale (état haut) et une inhibition de l’activité (état bas).
Les fluctuations susmentionnées pourraient être observées à travers les oscillations lentes du potentiel de champ local (LFP), appelées activité des ondes lentes (SWA). Des études antérieures ont révélé l’importance du SWA dans l’homéostasie du sommeil, la régulation métabolique et l’élimination des déchets métaboliques.
Après une période d’éveil, la pression du sommeil augmente, ce qui se reflète par l’augmentation de l’amplitude, du rythme et de la pente des ondes lentes (SW) du sommeil. En revanche, les SW diminuent la nuit.
La normalisation synaptique des SW du sommeil favorise une activation neuronale élevée pendant l’état haut et un silence neuronal pendant l’état bas. Il convient de noter que dans des circonstances pathologiques (par exemple, l’épilepsie), un SWA distinct se produit suite à différents mécanismes génératifs.
Semblable au traitement cognitif et à l’éveil, l’activité épileptique entraîne également une connectivité synaptique et des besoins métaboliques élevés. Après des crises répétitives, une augmentation du SWA a été observée pendant le sommeil.
Cet événement a été décrit comme un mécanisme compensatoire qui contrecarre l’augmentation des besoins métaboliques locaux. Il est impératif de comprendre si SW a un impact bénéfique sur l’activité épileptique. Peu d’études ont examiné si les SW apparaissent pendant l’éveil.
À propos de l’étude
La présente étude a démontré la présence de LoWS élevés qui récapitulent les principales caractéristiques des SW du sommeil à l’aide d’enregistrements intracrâniens de macro et de micro-électrodes du lobe temporal de personnes atteintes d’épilepsie pharmacorésistante.
L’association entre les SW du sommeil et le ralentissement de l’activité neuronale a également été démontrée.
Au total, 25 patients, dont 11 femmes, souffrant d’épilepsie médicalement réfractaire ont été recrutés dans cette étude. L’âge moyen des patients était de 38,5 ans. Les enregistrements de macroélectrodes et de microélectrodes de 17 et huit participants ont été analysés.
Chaque patient a subi une surveillance EEG intracrânienne à l’hôpital à des fins cliniques. Les patients présentant une activité épileptique élevée ont été exclus car cela pourrait affecter l’analyse de l’activité à ondes lentes.
La tâche de mémoire associative a été divisée en phases d’encodage et de récupération. Lors de la phase d’encodage, les participants ont été invités à observer 27 paires d’images d’une personne, d’un lieu ou d’un objet restées six secondes sur l’écran. Cette image était précédée d’une croix de fixation de deux secondes et suivie d’un écran vide de deux secondes.
La phase de récupération comprenait une seule image de repère pendant trois secondes, tirée de l’une des neuf images affichées lors du codage ou d’un nombre égal de nouvelles images d’événements similaires qui n’étaient pas affichées lors du codage.
Les participants ont été interrogés sur les images qu’ils ont observées. Aucun délai n’était fixé pour répondre. Les temps de réaction (RT) ont été enregistrés.
L’étude actuelle a émis l’hypothèse que le LoWS devrait contribuer aux objectifs homéostatiques en régularisant l’activité neuronale pour prévenir les décharges épileptiques et en faisant écho à la fonction des SW du sommeil.
Deux événements clés se produisent lorsque LoWS remplit une fonction homéostatique. Premièrement, il répond à une excitabilité élevée du réseau qui précède les décharges épileptiformes intercritiques (IED). Deuxièmement, on constate une réduction des activités anormales liées aux IED.
Résultats de l’étude
Cette étude a observé l’existence de SW pendant l’éveil, ce qui est analogue aux caractéristiques uniques du SW pendant le sommeil.
Ici, un état similaire de l’activité neuronale a été observé. Il est important de noter que ces SW n’étaient pas liés en raison d’une élévation sporadique de la puissance delta au cours des lésions ou au sein de foyers épileptogènes.
Les changements dans les propriétés du LoWS, c’est-à-dire l’amplitude et la pente, avant les IED ont été documentés, récapitulant les altérations du SW du sommeil sous une pression de sommeil homéostatique élevée.
De plus, cette étude a révélé que si un IED est plus proche du LoWS précédent, il y a une diminution de l’excitabilité du réseau associé. Ces résultats indiquent fortement que le LoWS régule les composants clés de l’homéostasie de l’épilepsie, de manière analogue à l’homéostasie du sommeil régulée par les SW du sommeil.
Une association négative entre le taux de LoWS et le taux d’IED indique que les IED surviennent plus fréquemment chez les patients présentant moins de LoWS protecteurs. Cependant, ces effets bénéfiques étaient également liés à un traitement cognitif indésirable, c’est-à-dire à une décélération des RT dans une tâche de mémoire associative.
Cette réduction du traitement cognitif était cohérente avec l’effet du SW sur l’activité neuronale. LoWS a été identifié dans des régions cérébrales saines au sein de l’ensemble de données MNI, un ensemble de données indépendant obtenu à partir de l’atlas MNI Open iEEG.
Conclusions
L’étude actuelle a démontré des modules de micro-sommeil pendant l’éveil dans l’épilepsie. Des caractéristiques homéostatiques importantes qui ont révélé une augmentation de l’excitabilité du réseau avant la présentation des IED.
Outre l’effet bénéfique, un impact négatif sur le traitement cognitif a également été observé. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour mieux comprendre les propriétés qui différencient les ondes post-IED des LoWS. De plus, le potentiel thérapeutique du LoWS contre l’épilepsie doit être évalué.
