Chaque année, des milliers de survivants d'un AVC souffrent d'hémianopie, une maladie qui entraîne la perte de la moitié de leur champ visuel (la « ligne médiane verticale »). L'hémianopie affecte gravement les activités quotidiennes telles que la lecture, la conduite automobile ou simplement la marche dans un espace bondé.
Il n’existe actuellement aucun traitement permettant de restaurer de manière satisfaisante la fonction visuelle perdue en cas d’hémianopie. La plupart des options disponibles visent à enseigner aux patients comment s'adapter à la perte de vision plutôt que de la récupérer. Pour atteindre un certain degré de récupération, des mois d’entraînement intensif en neurorééducation sont nécessaires pour, au mieux, une restauration modérée.
Le défi réside dans la manière dont le cerveau coordonne l’activité des régions visuelles, par exemple entre le cortex visuel primaire et la zone médio-temporale (cortex visuel secondaire), une interaction responsable de la détection des mouvements. Ces régions fonctionnent normalement de manière orchestrée, échangeant des informations grâce à une synchronisation précise des rythmes électriques cérébraux appelés oscillations. Mais un accident vasculaire cérébral peut souvent entraîner une rupture de cette communication.
Des études ont suggéré que cibler ces oscillations avec une stimulation cérébrale externe non invasive pourrait aider à rétablir la communication perturbée et désynchronisée entre les régions, à améliorer les performances et à favoriser la récupération visuelle. Dans cette optique, des chercheurs dirigés par Friedhelm Hummel de l'Institut Neuro-X de l'EPFL ont testé un nouveau traitement combinant un entraînement visuel avec une approche de stimulation cérébrale multifocale et non invasive pour réorchestrer la communication cérébrale et améliorer la récupération en cas d'hémianopie.
Dans cet essai clinique de validation de principe en double aveugle, contrôlé par placebo, la première auteure Estelle Raffin et ses collègues ont montré que cette nouvelle approche peut améliorer considérablement la récupération des fonctions visuelles chez les patients victimes d'un AVC, même chez ceux présentant une déficience visuelle de longue date.
« (Il s'agit) de l'un de nos projets cliniques passionnants dans lequel nous avons appliqué une nouvelle stratégie de traitement innovante basée sur une stimulation cérébrale bifocale non invasive orchestrée au système visuel, inspirée par le fonctionnement physiologique du cerveau pour améliorer les fonctions visuelles chez les patients victimes d'un AVC et hémianopsie », explique Hummel.
De plus, nous avons déterminé les facteurs associés à la réponse au traitement, ainsi que des biomarqueurs potentiels pour la stratification des patients. »
Friedhelm Hummel, Institut Neuro-X, EPFL
L'essai a recruté 16 patients victimes d'un AVC et hémianopsie. Les participants se sont entraînés à une tâche de détection de mouvement conçue pour stimuler la limite de leur champ aveugle. Dans le même temps, ils ont reçu un type de stimulation cérébrale appelée stimulation transcrânienne par courant alternatif à fréquence croisée (cf-tACS), qui utilise des courants électriques de faible intensité pour moduler les oscillations cérébrales, les réorchestrer et améliorer les fonctions cognitives.
Dans cette étude, cf-tACS a été utilisé pour synchroniser les oscillations cérébrales entre le cortex visuel primaire et la zone médio-temporelle. Les chercheurs ont appliqué des signaux électriques à différentes fréquences à ces deux zones d'une manière qui imitait le modèle de communication naturel du cerveau.
Plus précisément, ils ont utilisé ce que l'on appelle un cf-tACS à motif direct, qui délivre des ondes alpha basse fréquence au cortex visuel primaire et des ondes gamma haute fréquence à la zone sensible au mouvement. Cette approche reflète le flux d'informations « ascendant » typique du cerveau pendant le traitement visuel, aidant ainsi à rétablir une communication perturbée après un accident vasculaire cérébral.
La stimulation cérébrale améliore la perception du mouvement
Les patients ayant reçu le cf-tACS à configuration directe ont montré des améliorations significativement plus importantes de la perception du mouvement que ceux ayant reçu le contrôle à configuration inversée. Les patients ont constaté une expansion mesurable de leur champ visuel, en particulier dans les zones ciblées lors de l'entraînement. Certains patients ont même signalé des améliorations réelles, par exemple « capable de voir le bras droit de sa femme lorsqu'elle est assise sur le siège passager, lorsqu'elle conduit »ce qui était impossible avant le traitement cf-tACS.
L'imagerie cérébrale et les données EEG ont confirmé que le traitement rétablissait la communication entre le cortex visuel primaire et la zone médio-temporale. L'EEG a révélé une synchronisation améliorée entre ces régions et les scanners cérébraux ont confirmé une activité accrue dans la zone médio-temporale après stimulation. Les améliorations les plus fortes ont été observées chez les patients dont les voies du cortex visuel vers la zone médio-temporale étaient encore partiellement intactes, ce qui suggère que même une préservation partielle de ces circuits peut favoriser la récupération.
Cette étude montre que le fait de cibler des circuits cérébraux spécifiques avec une stimulation synchronisée inspirée de la physiologie peut amplifier les effets de l’entraînement visuel. Si elle est confirmée par des essais plus vastes, cette approche pourrait offrir une thérapie plus rapide et plus accessible aux survivants d’un AVC souffrant d’hémianopsie.
