Faire repousser le cerveau endommagé

Ces dernières années, les scientifiques ont découvert que le cerveau avait une remarquable capacité d'autoréparation. Dans l'espoir de tirer parti de cette capacité, les chercheurs ont développé une technologie pour délivrer une stimulation électrique directement au tissu cérébral. La thérapie, actuellement testée dans de grands essais cliniques, pourrait stimuler les mécanismes de réparation du cerveau et améliorer la récupération après un AVC.

Une électrode plate 1x1 placée sur la membrane externe du cerveau stimule le tissu cortical en dessous sans que le porteur ne ressente de sensation. L'appareil pourrait aider les patients à récupérer la fonction motrice après un AVC. (Gracieuseté de Northstar Neuroscience.)

Des études menées à la fois sur des animaux de laboratoire et sur des humains ont montré qu'après un AVC, les neurones proches des tissus endommagés commencent à se réorganiser pour tenter de compenser les zones blessées. Cependant, cette capacité de guérison peut être aléatoire - certains patients retrouvent la capacité de marcher ou de parler tandis que d'autres restent handicapés de manière permanente.

[ Cliquez ici pour des illustrations des zones du cerveau et des fonctions de l'appareil.]

Dans de nombreux cas, les patients peuvent stimuler le rétablissement par la pratique. Une personne qui a perdu la fonction de sa main gauche, par exemple, pourrait pratiquer divers mouvements avec cette main pour stimuler les mécanismes de réparation innés du cerveau. Mais dans la plupart des cas, cette neuroplasticité ne va pas assez loin, déclare Alan Levy, PDG de Neurosciences Northstar , une entreprise de dispositifs médicaux basée à Seattle, WA.

Levy et ses collaborateurs ont donc conçu un moyen de stimuler des parties spécifiques du cortex pour essayer d'améliorer encore la neuroplasticité naturelle du cerveau. La technologie s'est révélée prometteuse dans les études préliminaires sur l'homme - les chercheurs ont découvert que les patients recevant à la fois une thérapie de rééducation et une stimulation s'amélioraient de 15 à 30 pour cent sur les tests standard de la fonction de la main et du bras ; tandis que les témoins, qui n'ont subi qu'une thérapie physique, ne se sont améliorés que de 0 à 12%. Northstar parraine maintenant un essai clinique plus vaste dans 18 centres de réadaptation à travers les États-Unis.

Les experts avertissent qu'il est cependant trop tôt pour dire à quel point la technologie sera efficace ou largement applicable. Nous devons voir des études dans des groupes plus importants pour savoir si c'est efficace, dit Douglas Katz , neurologue à la Boston University Medical School, et dans quelles circonstances il est efficace, comme le lieu de l'AVC, le temps après l'AVC [que le traitement est utilisé] et la quantité de stimulation nécessaire. Katz ajoute : Mais je pense que ces techniques sont très prometteuses.

Les avantages peuvent également dépendre de la gravité de l'AVC. Il est possible que cette thérapie ne soit efficace que chez les patients présentant des déficiences relativement légères, déclare Randolph Nudo, directeur du Centre Landon sur le vieillissement au centre médical de l'Université du Kansas à Kansas City, qui étudie les effets de la technologie Northstar sur des modèles animaux d'AVC. Les personnes qui ont subi un accident vasculaire cérébral plus grave et qui ont donc moins de neurones pour compenser la zone endommagée peuvent ne pas être en mesure de bénéficier de la stimulation.

Nudo et ses collègues mènent des études animales exhaustives pour déterminer les paramètres les plus efficaces pour le traitement de stimulation corticale, ainsi que si des zones éloignées du cerveau peuvent être recrutées pour aider les personnes ayant subi un AVC plus grave.

Dans la procédure de stimulation corticale, les médecins cartographient d'abord l'étendue des dommages à l'aide de l'imagerie cérébrale. Le mouvement de la main, par exemple, est régi par une partie spécifique du cortex moteur, une couche du cerveau qui régit le mouvement. Les médecins utilisent l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle, qui mesure le flux sanguin dans différentes parties du cerveau, pour localiser la partie du cortex qui est endommagée, ainsi que les zones voisines qui tentent de prendre le contrôle de la main endommagée. Un neurochirurgien perce ensuite un petit trou dans le crâne au-dessus de cette zone et place une électrode plate au-dessus de la dure-mère, une membrane dure recouvrant le cerveau, pour stimuler la région corticale en dessous.

Le stimulateur est alimenté par un dispositif semblable à un stimulateur cardiaque implanté dans la poitrine et relié à l'électrode par un cordon enfilé sous la peau. Un médecin ou un physiothérapeute peut allumer et éteindre le stimulateur avec une télécommande sans fil. Le stimulateur est activé uniquement lorsque les patients effectuent des exercices de rééducation ; les patients de l'essai clinique Northstar suivront un programme de physiothérapie intensif de six semaines.

Les scientifiques ne savent pas encore exactement comment fonctionne la stimulation électrique, mais la recherche sur des modèles animaux donne quelques indices. Nous pensons que nous modifions l'excitabilité des neurones dans la région épargnée des tissus, explique Nudo.

Les neurones communiquent en s'envoyant des messages électriques. Lorsqu'une personne bouge sa main pour ramasser une tasse, par exemple, les neurones du cortex moteur se déclenchent pour dire aux muscles du bras de bouger. Si les neurones d'une zone cérébrale en convalescence sont stimulés électriquement en même temps qu'un patient essaie de déplacer la coupe, il peut devenir plus facile pour ces neurones de se déclencher. Les scientifiques pensent qu'avec une pratique répétée et une stimulation électrique, ces neurones développent de nouvelles connexions neuronales qui renforcent la capacité du patient à prendre la tasse, entraînant un changement durable de la capacité motrice.

En fait, les experts disent que c'est l'association de la stimulation et de la thérapie qui est la clé de ce traitement. La technologie améliore l'efficacité du mouvement volontaire du patient, dit Carolee J. Winstein , biokinésiologue et physiothérapeute à l'Université de Californie du Sud à Los Angeles. La combinaison de techniques semble être plus efficace que n'importe quelle technique en elle-même, dit-elle. Winstein dirige une partie de l'essai actuel de Northstar.

Le stimulateur cortical de Northstar n'est pas le seul traitement en développement pour stimuler la neuroplasticité après un AVC. Certains neuroscientifiques étudient la stimulation magnétique transcrânienne, une méthode non invasive pour stimuler des zones spécifiques du cerveau. D'autres développent des médicaments qui stimulent la neuroplasticité. Mais Nudo dit que la stimulation électrique directe peut avoir certains avantages. Nous pouvons mieux contrôler l'emplacement de la stimulation, ainsi que d'autres paramètres, tels que la fréquence, dit-il. Vous n'avez pas ce contrôle avec un médicament.

Northstar espère éventuellement développer la technologie pour un large éventail de troubles, notamment les lésions cérébrales, les troubles auditifs et douloureux, les troubles du mouvement et les troubles neuropsychiatriques. La société parraine actuellement des essais cliniques sur l'aphasie (perte de la parole), les acouphènes (bourdonnements dans les oreilles) et l'hémiparésie (faiblesse d'un côté du corps.)

Chris Ware, un ancien policier, a eu un accident vasculaire cérébral il y a neuf ans qui l'a laissé partiellement paralysé du côté droit. Il a réappris à marcher et à parler après l'AVC, mais il était toujours gravement handicapé. Après avoir participé à un essai clinique de la technologie Northstar en 2004, il dit qu'il était capable de faire beaucoup plus par lui-même, comme attacher ses chaussures et conduire.

Le concept de plasticité neuronale a insufflé une nouvelle vie au potentiel de récupération après une lésion cérébrale, explique Winstein. Je pense que nous verrons le développement de nombreuses nouvelles technologies et de nouveaux traitements qui tentent d'exploiter cette capacité naturelle. C'est une période très excitante en rééducation.

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