Un stimulateur cérébral pourrait aider les patients atteints de la maladie de Parkinson à remarcher.
infohightech ·
Des scientifiques de l'Université de Californie à San Francisco (UCSF) ont mis au point une forme de stimulateur neurologique qui s'adapte en temps réel à la marche du patient et pourrait permettre de traiter l'un des symptômes les plus invalidants et les plus difficiles à soigner de la maladie de Parkinson.
Plus de 10 millions de personnes dans le monde vivent avec la maladie de Parkinson. La stimulation cérébrale profonde (SCP) a démontré son efficacité pour améliorer certains symptômes, comme les tremblements, la rigidité et la lenteur des mouvements , mais ses effets sur la marche restent limités.
Les chercheurs pensent que cela s'explique par le fait que la marche est un comportement très dynamique qui exige une synchronisation précise des mouvements des deux côtés du corps. Et comme la démarche d'une personne est en constante évolution, le schéma de stimulation fixe délivré par la stimulation cérébrale profonde conventionnelle ne reflète pas la coordination rapide entre le cerveau, la moelle épinière et les muscles nécessaire à la marche.
À l'instar d'un stimulateur cardiaque qui s'adapte au rythme du cœur, le système de stimulation cérébrale profonde adaptatif et personnalisé (aDBS) implanté par l'équipe s'adapte au rythme de la marche. Il détecte des signaux neuronaux spécifiques correspondant aux différentes phases de la démarche, notamment si la jambe gauche ou droite est en mouvement, et ajuste automatiquement la stimulation en une fraction de seconde.
« Les premiers résultats sont encourageants », déclare Doris D Wang, neurochirurgienne à l'UCSF, à Refractor.
Lors des tests en laboratoire, le système aDBS a amélioré la symétrie de la démarche et réduit la variabilité des schémas de marche, et les participants ont signalé moins de chutes tout en maintenant un contrôle global des symptômes de la maladie de Parkinson lorsqu'ils utilisaient le système dans leur vie quotidienne.
« L’approbation la plus convaincante est peut-être venue des patients eux-mêmes : après avoir expérimenté les deux thérapies à domicile en aveugle, les participants qui sont restés dans l’étude ont choisi de continuer à utiliser la stimulation cérébrale profonde adaptative lorsqu’on leur en a donné la possibilité, et ce pendant plus d’un an après la fin de l’essai », ajoute Wang.
L'une des découvertes les plus intéressantes a été que, même si de nombreux patients présentaient des changements dans des gammes de fréquences similaires, les signaux optimaux et les emplacements d'enregistrement variaient considérablement d'un individu à l'autre.
« Chez certains patients, les signaux les plus informatifs provenaient du cortex, tandis que chez d'autres, ils provenaient des ganglions de la base », explique Wang. « Ceci met en lumière un principe important pour les futures thérapies de neuromodulation : il est peu probable qu'un seul biomarqueur soit efficace pour tous. Nous aurons probablement besoin d'approches personnalisées permettant d'identifier et de répondre aux signatures neuronales uniques de chaque patient. »
L'étude n'a porté que sur cinq personnes ; des études plus vastes sont donc nécessaires pour comprendre comment ces algorithmes fonctionnent auprès de diverses populations de patients, à différents stades de la maladie de Parkinson et en fonction de divers troubles de la marche, explique Wang. Mais « l'objectif ultime est de créer des systèmes adaptatifs capables de personnaliser en continu le traitement en fonction de l'évolution des symptômes et des besoins des patients ».
L'aDBS s'appuyait également sur des électrodes de recherche supplémentaires et un dispositif expérimental spécialisé qui ne font pas partie de la thérapie DBS clinique standard.
« Les versions futures devront atteindre des performances similaires en utilisant du matériel disponible dans le commerce et des signaux pouvant être enregistrés à partir d'électrodes implantées de manière routinière », explique Wang.
De plus, des biomarqueurs spécifiques à chaque patient ont été identifiés grâce à des tests cliniques approfondis. « Pour que cette technologie devienne largement applicable, les dispositifs devront détecter et s'adapter automatiquement aux signatures neuronales de chaque individu, avec une intervention minimale du clinicien », ajoute-t-elle.
La prochaine étape consiste à transposer ces résultats en technologies plus pratiques pour une utilisation clinique généralisée. Cela implique d'identifier des biomarqueurs liés à la marche détectables sans électrodes supplémentaires, de développer des méthodes automatisées de découverte de biomarqueurs et de mener des études multicentriques de plus grande envergure afin d'évaluer la sécurité, l'efficacité et les bénéfices à long terme pour les patients.
Et le concept sous-jacent va « bien au-delà de la marche », explique Wang. « La maladie de Parkinson affecte de nombreux domaines fonctionnels, notamment le sommeil, la cognition, l'humeur et d'autres symptômes moteurs. En principe, la stimulation adaptative pourrait être conçue pour détecter les signatures neuronales associées à ces états et administrer le traitement uniquement lorsque cela est nécessaire. »
La plateforme offre également un cadre pour le traitement des troubles cérébraux grâce à un retour d'information en temps réel provenant du système nerveux lui-même, ajoute Wang.
« Des approches similaires sont déjà explorées pour des affections telles que le trouble obsessionnel-compulsif , la dépression , l'épilepsie , la douleur chronique et d'autres troubles neuropsychiatriques. Nous pensons que cette étude s'inscrit dans une évolution plus large vers des systèmes de neuromodulation intelligents qui s'adaptent en permanence à l'état cérébral changeant du patient. »
https://refractor.io/brain/parkinsons-patients-walk-brain-pacemaker