Cette procédure cérébrale est souvent utilisée pour traiter la maladie de Parkinson
Cela ressemble à quelque chose de la part des fabricants de Star Trek, mais les chercheurs voient des possibilités émerger avec l'utilisation de la stimulation cérébrale profonde pour les personnes atteintes de la maladie d'Alzheimer légère. Et, dans un monde où les médicaments sont disponibles mais dont les bénéfices sont limités, il est essentiel de continuer à développer des thérapies alternatives pour traiter et prévenir la maladie d'Alzheimer.
Qu'est-ce que la stimulation cérébrale profonde?
La stimulation cérébrale profonde (DBS) est une procédure dans laquelle les électrodes sont placées dans le cerveau et programmées pour émettre de petites impulsions électriques afin de stimuler l'activité cérébrale.
DBS a été utilisé pendant plusieurs années pour les personnes atteintes de la maladie de Parkinson avec un succès considérable dans la réduction des tremblements et des contractions musculaires, ainsi que l'amélioration de la posture. Il est également à l'étude pour traiter d'autres conditions médicales, telles que la dépression et le trouble obsessionnel-compulsif .
Comment les électrodes sont-elles placées dans le cerveau?
La réponse courte: chirurgie du cerveau. Pour que le DBS soit possible, des fils doivent être insérés dans le cerveau. En utilisant l'anesthésie locale , un neurochirurgien perce des trous dans le crâne du patient et enfile soigneusement des fils dans différentes zones du cerveau. (L'anesthésie locale, lorsqu'un patient est éveillé mais qu'une région du corps est engourdie, peut être utilisée parce que le cerveau lui-même ne ressent aucune douleur.)
Une machine semblable à un pacemaker est ensuite implantée sous anesthésie générale dans la poitrine de la personne, où elle peut éventuellement délivrer 130 impulsions électriques miniatures par seconde aux fils et, par conséquent, au cerveau. Lors de l'implantation initiale, le stimulateur est éteint; quelques jours ou quelques semaines après la chirurgie, le stimulateur est allumé et commence à transmettre les impulsions électriques au cerveau.
Lorsqu'ils sont utilisés pour traiter la maladie d'Alzheimer, ces fils sont généralement connectés au fornix dans le cerveau. Selon Johns Hopkins Medicine, "le fornix est une voie cérébrale instrumentale pour apporter des informations à l' hippocampe , la partie du cerveau où l'apprentissage commence et les souvenirs sont faits, et où les premiers symptômes de la maladie d'Alzheimer apparaissent."
Comment fonctionne la stimulation cérébrale profonde?
Il y a plusieurs théories pour expliquer pourquoi cela fonctionne, mais il n'y a pas encore de réponse concluante. Dans la maladie de Parkinson, on pense interrompre et perturber le déclenchement défectueux du cerveau.
En fait, la compréhension du DBS par les chercheurs est si limitée que la possibilité de l'utiliser pour la maladie d'Alzheimer a été découverte accidentellement lorsque le DBS était testé sur un homme obèse morbide pour essayer de contrôler son appétit. Comme ils le testaient avec le placement du fil et les impulsions électriques, il a rapporté un souvenir vivant. Quand ils ont éteint les impulsions, la mémoire s'est éteinte, et quand ils ont rallumé le stimulateur, la mémoire est revenue. Cela a conduit à la réalisation qu'il existe peut-être un moyen de stimuler le cerveau et les souvenirs qu'il contient.
Est-ce sûr?
DBS semble être relativement sûr. Bien que la pensée de la chirurgie du cerveau semble très risquée, les experts disent que cette procédure n'est pas aussi envahissante que cela puisse paraître.
Il y a toujours des risques avec la chirurgie du cerveau; Cependant, plus de 100 000 personnes atteintes de la maladie de Parkinson à travers le monde ont subi un SCP avec un minimum de problèmes. Les risques comprennent l'infection, le mauvais fonctionnement de l'équipement, la course, la défaillance de la batterie et le mouvement du câble.
Recherche sur la stimulation cérébrale profonde et la maladie d'Alzheimer
Phase I Recherche
En 2010, la revue Annals of Neurology a publié une recherche décrivant un essai clinique de phase I mené au Canada auprès de six personnes ayant reçu un diagnostic de maladie d'Alzheimer au stade précoce. Ils ont chacun eu un stimulateur cérébral profond implanté chirurgicalement dans leur cerveau et ont expérimenté 12 mois de stimulation électrique continue.
Des tests de leur fonctionnement cognitif à 6 et 12 mois ont indiqué une amélioration, ou une baisse moins qu'attendue chez trois des six participants.
En outre, les scanners TEP ont été utilisés pour évaluer le métabolisme du glucose cérébral, qui est la capacité du cerveau à décomposer les sucres pour le carburant du cerveau et peut également être un indicateur des niveaux d'activité des neurones dans le cerveau. Les personnes atteintes d'Alzheimer présentent généralement une diminution du métabolisme du glucose au fil du temps, mais ces six participants à la recherche ont montré une augmentation qui a été maintenue tout au long de l'étude. Fait intéressant, la diminution de la capacité du cerveau à décomposer le sucre dans la maladie d'Alzheimer a amené certains chercheurs à appeler le « diabète de type 3 » de la maladie d'Alzheimer.
Phase II de recherche
Dans une étude de phase II menée par Johns Hopkins, 42 patients âgés de 45 à 85 ans ont participé à la SCP pour cibler leur maladie d'Alzheimer. Ils ont chacun subi une chirurgie DBS pour l'implantation entre 2012 et 2014. La moitié d'entre eux ont eu leurs stimulateurs allumés après 2 semaines, et la moitié d'entre eux l'ont allumé après 12 mois. C'était une étude en double aveugle, puisque ni les médecins ni les patients ne savaient quand les stimulateurs étaient activés.
Cognition a été évaluée dans cette étude à travers de multiples tests, y compris l' ADAS-Cog 13. Le métabolisme du glucose cérébral a également été mesurée dans différentes zones du cerveau.
Les résultats de cette étude étaient intéressants, et pas nécessairement ce qui était attendu. À 6 mois après l'implantation du stimulateur, le métabolisme du glucose cérébral avait augmenté de façon significative, mais ces gains n'étaient pas maintenus à 12 mois. De plus, une différence de réponse liée à l'âge a été notée. Les participants âgés de plus de 65 ans ont démontré une amélioration du fonctionnement cognitif et du métabolisme du glucose cérébral. Ceux qui avaient moins de 65 ans n'ont pas montré d'améliorations significatives dans les deux domaines. Les chercheurs ont émis l'hypothèse que cet effet pourrait être lié à la détérioration parfois plus importante de la structure cérébrale chez les personnes plus jeunes atteintes d'Alzheimer ( apparition précoce de la maladie d'Alzheimer ), par rapport à celles atteintes d'Alzheimer tardif.
Résumé des effets du SCP sur le cerveau
Les effets de la DBS sur Alzheimer ont été étudiés à travers ces essais cliniques de phase I et de phase II, mais des informations sur son impact sur le cerveau ont également été recueillies dans d'autres contextes, notamment d'autres études et dans le traitement de la maladie de Parkinson. Les effets suivants ont été trouvés:
Amélioration de la cognition globale: La recherche sur le DBS chez les personnes atteintes de la maladie d'Alzheimer a entraîné une amélioration de la cognition pour certains des participants, telle que mesurée par de multiples tests neuropsychologiques . Ces tests mesurent plusieurs aspects du fonctionnement du cerveau, y compris la mémoire, l' orientation , la reconnaissance des mots, et plus encore.
Augmentation du volume de l'hippocampe: Alors que l'hippocampe (une partie du cerveau associée à la mémoire) s'atrophie avec la présence du vieillissement et plus significativement dans la maladie d'Alzheimer, le DBS augmente le volume de l'hippocampe chez les personnes atteintes d'Alzheimer. Le volume de l'hippocampe a été corrélé avec le fonctionnement de la mémoire.
Augmentation du métabolisme du glucose cérébral: Comme souligné ci-dessus, certains sujets ayant reçu du DBS ont démontré une amélioration du métabolisme du glucose dans plusieurs zones du cerveau.
Volume accru de corps fornix et mammillaires: Le corps fornix et les corps mammillaires dans le cerveau (qui sont tous deux liés au fonctionnement de la mémoire) ont démontré un volume accru après DBS chez les personnes atteintes de la maladie d'Alzheimer.
Des niveaux plus élevés d'acétylcholine: DBS a également été montré dans la recherche pour déclencher la libération de l'acétylcholine. L'acétylcholine aide à transférer les messages d'une cellule nerveuse à l'autre dans notre cerveau.
Mémoire spatiale accrue: Après une stimulation cérébrale profonde au fornix de rats, ils ont démontré une mémoire spatiale améliorée dans leur capacité à naviguer dans un labyrinthe. Bien que les études sur les animaux ne soient pas toujours transmises aux humains, elles nous fournissent souvent des informations sur la sécurité et l'efficacité des procédures expérimentales.
Fluidité verbale réduite: La stimulation cérébrale profonde a été utilisée pendant des années chez les personnes atteintes de la maladie de Parkinson avec des résultats significativement positifs. Cependant, certaines recherches ont montré que la maîtrise verbale a diminué chez certaines de ces personnes. Alors que beaucoup de personnes atteintes de la maladie de Parkinson estiment que ce risque vaut le bénéfice que leur procure la stimulation cérébrale profonde. il pourrait ne pas être si facilement considéré comme un risque valable chez les personnes atteintes de la maladie d'Alzheimer.
Considérations éthiques
Bien qu'il y ait eu plusieurs études menées chez l'homme, certains chercheurs réclament des études supplémentaires et élargies utilisant DBS chez les animaux avant de poursuivre plus de recherches avec des personnes. Ils soulignent que bien qu'il y ait eu des participants à la recherche SCP qui ont connu une certaine amélioration cognitive, il y en a eu quelques autres qui ont décliné dans certains domaines cognitifs après une stimulation cérébrale profonde.
Ces chercheurs soulignent également le fait qu'il existe un manque de compréhension quant à la façon dont la stimulation cérébrale profonde fonctionne; par conséquent, ils recommandent que davantage d'informations soient acquises avant d'étendre les essais cliniques avec des personnes.
Un mot de
La stimulation cérébrale profonde a été bien établie comme traitement approprié pour la maladie de Parkinson; Cependant, plus de recherche est nécessaire pour discerner ses avantages dans la maladie d'Alzheimer. Le potentiel de DBS pour l'amélioration cognitive est excitant, d'autant plus que nous continuons à lutter pour trouver un traitement efficace pour la maladie d'Alzheimer.
> Sources:
> Fagundes, VDC, Rieder, CRM, Nunes da Cruz, A, et autres, la fréquence de stimulation cérébrale profonde du noyau sous-thalamique affecte la fluidité phonémique et action dans la maladie de Parkinson. La maladie de Parkinson . 2016
> Hescham S, Temel Y, Schipper S. et al., La stimulation cérébrale profonde de Fornix induit une mémoire spatiale à long terme indépendante de la neurogenèse de l'hippocampe. Structure et fonction du cerveau. 2017 mars; 222 (2): 1069-1075.
> Johns Hopkins Médecine. Les chirurgiens de Johns Hopkins implantent le premier «stimulateur cardiaque» de cerveau pour la maladie d'Alzheimer aux États-Unis dans le cadre d'un essai clinique conçu pour ralentir la perte de mémoire. Décembre 2012.
> AW Laxton, DF Tang-Wai, député de McAndrews, et al. Annales de neurologie. 2010 Oct; 68 (4): 521-34. Un essai de phase I de stimulation cérébrale profonde des circuits de mémoire dans la maladie d'Alzheimer. Annales de neurologie. 2010 Oct; 68 (4): 521-34.
> Lozano AM, Fosdick L, MM Chakravarty, et al, une étude de phase II de la stimulation profonde du cerveau Fornix dans la maladie d'Alzheimer légère. Journal de la maladie d'Alzheimer. 2016 sept. 6; 54 (2): 777-87.
> Ovadia D, Bottini G. Implications neuro-éthiques de la stimulation cérébrale profonde dans les troubles dégénératifs. Avis actuel en neurologie. 2015 décembre; 28 (6): 598-603
> Viana JNM, JC Vickers, MJ Cook, Gilbert F, Courants de la mémoire: progrès récents, défis translationnels et considérations éthiques dans les essais de stimulation cérébrale profonde fornix pour la maladie d'Alzheimer. Neurobiologie du vieillissement. 2017 août; 56: 202-210.