Les chercheurs de Mass General Brigham ont identifié des ensembles de connexions perturbées et fonctionnant mal en raison de la maladie de Parkinson, de la dystonie, du trouble obsessionnel compulsif et du syndrome de Tourette.
Une nouvelle étude menée par des chercheurs du Mass General Brigham a démontré l’utilisation de la stimulation cérébrale profonde (DBS) pour cartographier un « dysfonctionnement humain » – un ensemble de circuits cérébraux dysfonctionnels associés à différents troubles. L’équipe a identifié des réseaux optimaux à cibler dans le cortex frontal qui pourraient être utilisés pour traiter la maladie de Parkinson, la dystonie, le trouble obsessionnel compulsif (TOC) et le syndrome de Tourette. Leurs résultats sont publiés dans Neurosciences naturelles.
« Nous avons pu utiliser la stimulation cérébrale pour identifier et cibler avec précision les circuits pour le traitement optimal de quatre troubles différents », a déclaré l’auteur co-correspondant Andreas Horn, MD, PhD, du Centre de thérapie des circuits cérébraux du département de neurologie de Brigham. et Women’s Hospital et le Centre de neurotechnologie et de neurorécupération du Massachusetts General Hospital. « En termes simplifiés, lorsque les circuits cérébraux deviennent dysfonctionnels, ils peuvent agir comme un frein aux fonctions cérébrales spécifiques que le circuit exécute habituellement. L’application du DBS peut desserrer le frein et restaurer en partie la fonctionnalité.
On sait que les connexions entre le cortex frontal du cerveau antérieur et les noyaux gris centraux, des structures situées plus profondément dans le cerveau, contrôlent les fonctions cognitives et motrices. Si des troubles cérébraux surviennent, ces circuits peuvent être affectés et leur communication peut devenir hyperactive ou dysfonctionner. Des études antérieures ont montré que la stimulation électrique du noyau sous-thalamique, une petite région des noyaux gris centraux qui reçoit les informations de l’ensemble du cortex frontal, peut aider à atténuer les symptômes de ces troubles.
Pour mieux comprendre cette relation, les auteurs ont analysé les données de 534 électrodes DBS chez 261 patients du monde entier. De cette cohorte, 70 patients ont reçu un diagnostic de dystonie, 127 de la maladie de Parkinson, 50 de TOC et 14 du syndrome de Tourette. À l’aide d’un logiciel développé par l’équipe de Horn, les chercheurs ont cartographié l’emplacement précis de chaque électrode et enregistré les résultats dans un atlas de référence commun pour comparer les emplacements des différents patients. Les chercheurs ont utilisé des simulations informatiques pour cartographier les zones activées chez les patients présentant des résultats optimaux ou sous-optimaux.
Grâce à ces résultats, ils ont pu identifier des circuits cérébraux spécifiques devenus dysfonctionnels dans chacun des quatre troubles, tels que ceux correspondant aux cortex sensorimoteurs dans la dystonie, au cortex moteur primaire dans la maladie de Tourette, au cortex moteur supplémentaire dans la maladie de Parkinson et à des parties de le cortex cingulaire dans le TOC. Notamment, les circuits identifiés se chevauchaient partiellement, ce qui implique que les voies interconnectées sont perturbées dans ces troubles.
De plus, les enquêteurs ont pu appliquer ces résultats pour affiner les traitements DBS et démontrer des résultats préliminaires améliorés dans trois cas, dont un au Massachusetts General Hospital, membre fondateur du Mass General Brigham. Cette patiente, une femme d’une vingtaine d’années, a reçu un diagnostic de TOC sévère et résistant au traitement, impliquant des obsessions concernant la consommation de nourriture et d’eau, ainsi qu’un grattage compulsif de la peau. Suite à l’implantation d’électrodes et à une stimulation ciblée, les chercheurs ont pu montrer une amélioration significative de ses symptômes un mois après le traitement.
À l’exception des trois patients testés de manière prospective, l’étude était une analyse rétrospective de données regroupées provenant de plusieurs centres. D’autres études sont nécessaires pour valider les résultats de manière prospective.
Nous pouvons pousser cette technique plus loin et séparer finement les circuits dysfonctionnels afin d’avoir un plus grand impact sur le traitement. Par exemple, avec le TOC, nous pouvons envisager d’isoler les circuits des obsessions par rapport aux compulsions, etc.
Barbara Hollunder, MSc, auteur principal, Unité des troubles du mouvement et de neuromodulation, Département de neurologie, Charité – Médecine universitaire de Berlin
