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La stimulation électromagnétique du cerveau : une révolution !

 En partenariat avec RTFlash  Edito du Sénateur René Tregouët

Cette semaine je reviens sur une innovation, peut-être devrais-je dire une révolution, que nous avons déjà évoquée à plusieurs reprises dans RT Flash et qui est en train de confirmer son immense potentiel scientifique et thérapeutique : la stimulation électrique et magnétique contrôlée du cerveau.

Expérimentée dans différents hôpitaux et laboratoires depuis plus de 40 ans, cette technique  – ou plus exactement cet ensemble de techniques consistant à stimuler certaines régions précises du cerveau à l’aide de certaines fréquences électriques ou magnétiques – est brusquement devenue médiatique en 2014, année où le neurochirurgien français Alim-Louis Benabid a reçu le prestigieux prix Lasker, avec son collègue, le neurologue américain Mahlon DeLong, pour leur mise au point de la technique dite de « stimulation cérébrale profonde » (SCP).

Ce procédé neurochirurgical avait été appliqué pour la première fois sur un patient atteint de la maladie de Parkinson en 1993 au CHU de Grenoble par le professeur Benabid. Le principe de cette intervention vise à moduler, grâce à un courant électrique à haute fréquence, l’activité des circuits neuronaux dont le fonctionnement se voit altéré par la maladie. Concrètement, les neurochirurgiens implantent directement dans le cerveau de fines électrodes qui délivrent un courant électrique continu à des structures cérébrales profondes, par exemple les noyaux gris centraux pour les malades parkinsoniens.

Ce dispositif qui relie le stimulateur aux électrodes est implanté sous la peau et passe sous le cuir chevelu, puis descend jusqu’au thorax ou l’abdomen, en fonction du site choisi pour implanter le stimulateur. Le système peut être commandé et réglé à distance à travers la peau, ce qui permet aux médecins de modifier rapidement et simplement les différents paramètres de cette stimulation électrique.

La technique spécifique de la stimulation cérébrale profonde (SCP) à haute fréquence mise au point, après plus de 20 ans de recherche, par le Professeur Benabib, consiste à installer de manière permanente une électrode dans le cerveau du patient. Cette dernière délivre un courant électrique d’une intensité contrôlée de 130Hz vers des régions ciblées du thalamus. Elle a déjà permis d’améliorer la vie de 150.000 personnes à travers le monde.

Cette technique de la SCP a d’abord été appliquée avec succès au traitement des manifestations de la maladie de Parkinson, puis à d’autres pathologies du mouvement. Puis, au fil des années, les chercheurs ont constaté qu’en variant à la fois les sites d’implantation des électrodes et l’intensité et la fréquence des courants utilisés, il était possible d’obtenir des effets thérapeutiques pour d’autres pathologies, comme la dépression sévère aux troubles obsessionnels compulsifs (TOC) ou à la maladie de Gilles de la Tourette.

En 2014, l’équipe INSERM du Docteur Luc Mallet a ainsi montré, en stimulant par un courant électrique les neurones du ganglion de la base, fortement impliqués dans la planification et l’exécution des mouvements, qu’avec la SCP il était possible se soulager sensiblement les symptômes de 70 % des patients souffrant de troubles obsessionnels compulsifs (TOC) résistant aux traitements médicamenteux.

En mai dernier, une autre étude réalisée en double aveugle contre placebo et menée par des chercheurs de l’Hôpital Universitaire de Fribourg, de l’Université de Bonn (Allemagne) et de l’Université John Hopkins de Baltimore (Etats-Unis), a montré que la SCP ciblée sur le faisceau antérieur du cerveau médian (slMFB) permettait également d’obtenir une amélioration très significative sur de longues périodes (au moins 4 ans) dans la prise en charge de plus de la moitié des sujets atteints de dépression résistantes aux traitements classiques (Voir Brain Stimulation).

Depuis une dizaine d’années, la stimulation cérébrale profonde et la stimulation magnétique transcrânienne (SMT) ne cessent d’étendre leurs indications thérapeutiques. En 2006, une équipe médico-chirurgicale de Toronto a par exemple découvert fortuitement les effets cognitifs bénéfiques de la stimulation cérébrale profonde chez un patient souffrant d’obésité morbide. A leur grande surprise, les chercheurs ont en effet observé que si cette technique ne permettait pas, à l’époque, de réduire l’appétit et le poids du patient, elle avait en revanche entraîné une amélioration significative et tout à fait inattendue des fonctions mnésiques et cognitives. Dans ces essais cliniques, les électrodes étaient implantées à proximité d’une structure cérébrale particulière, le fornix, qui est la voie de sortie de l’hippocampe et joue un rôle majeur dans les processus de mémorisation. D’après les chercheurs, ce serait justement cette stimulation du fornix qui aurait involontairement provoqué une amélioration de la mémoire et de l’apprentissage.

S’inspirant de ces recherches, les Professeurs Fontaine et Robert, coordonnateur du Centre mémoire de ressources et de recherche (CMRR) du CHU de Nice, ont entrepris en 2016 une étude pilote qui vise à mieux évaluer chez l’animal le potentiel thérapeutique de ces techniques de pointe pour lutter contre la maladie d’Alzheimer.

Cette étude va essayer d’évaluer l’effet de cette stimulation électrique sur la formation des plaques amyloïdes caractéristiques de cette maladie et tentera également de vérifier si cette technique a un effet sur la néo-neurogénèse, c’est-à-dire la formation de nouveaux neurones au niveau de l’hippocampe. Tout en restant très prudent, le Professeur Fontaine souligne qu’il a déjà opéré une patiente, dont la maladie d’Alzheimer s’est stabilisée grâce à la stimulation profonde. Il précise que les IRM ont même montré une amélioration visible de son métabolisme cérébral…

A l’hôpital de Besançon, la stimulation cérébrale superficielle est expérimentée depuis quelques années contre la maladie d’Alzheimer, avec des résultats plutôt encourageants. Dix séances de 30 minutes chacune sont proposées aux patients inclus dans ce projet de recherche. Une évaluation est réalisée un mois plus tard. Le Professeur Haffen détaille : «Nous obtenons des résultats positifs dans trois tests qui mesurent la mémoire visuelle, la mémoire verbale antérograde et l’efficience cognitive. Les aidants rapportent, en outre, un retentissement au quotidien sur la qualité de vie ».

Il faut également évoquer de récentes recherches britanniques menées par des chercheurs du réputé King’s College of London. Ceux-ci ont réussi à diminuer de 31 % les crises alimentaires compulsives de patients boulimiques en stimulant à l’aide d’ électrodes les zones de leur cerveau liés au système de récompense (Voir PLOS). Les 39 patients suivis dans le cadre de cette expérience ont bénéficié d’une séance tous les deux jours. Pendant la durée de cet essai, ils devaient répondre à des questionnaires portant sur leur niveau de restriction alimentaire. D’après les résultats, les crises ont été réduites de 31 %, alors que le groupe placebo n’a connu aucune amélioration. Cette méthode de stimulation cérébrale pourrait améliorer sensiblement la prise en charge de ces troubles difficiles à traiter et les chercheurs envisagent même la possibilité de concevoir à terme des appareils portatifs qui pourraient être utilisés par les patients eux-mêmes à leur domicile.

En juillet 2017, ces chercheurs du King’s College London ont cette fois tenté d’évaluer l’efficacité de la SCP chez des patients schizophrènes, souffrant de troubles cognitifs. Dans ces expérimentations, les chercheurs ont eu recours à la technologie d’électrostimulation TCDCS (« trans-crânial direct current stimulation » ou « stimulation transcrânienne par courant continu « ), qui consiste à envoyer un courant électrique via deux électrodes fixées sur le cuir chevelu dans le cerveau, à cibler le cortex préfrontal gauche, siège de différentes fonctions cognitives, notamment le langage, la mémoire de travail, le raisonnement, et plus généralement les fonctions exécutives. Les premiers résultats montrent que les patients, après plusieurs stimulations de 30 minutes, ont vu, au bout de 24 heures, leurs performances cognitives et mnésiques s’améliorer.

L’année dernière, des chercheurs de l’Université de Pennsylvanie ont voulu voir dans quelle zone du cerveau exactement se produit la compréhension globale du sens d’une phrase. Ces scientifiques ont utilisé la stimulation transcrânienne à courant direct (TDCS) et ils ont ainsi pu montrer, sur une cohorte de 18 volontaires en bonne santé, que cette compréhension se fait au niveau du Gyrus angulaire, une petite région cérébrale qui intègre les informations linguistiques délivrées par les mots d’une phrase pour donner un sens global à celle-ci. Les résultats et informations recueillis à l’issue de ces expérimentations ont clairement montré que la stimulation du gyrus gauche augmentait significativement la rapidité de réponse dans les cas où la paire de mots avait une cohérence.

Ces travaux tendent à confirmer que le gyrus gauche semble très impliqué dans la tâche cognitive précise consistant à donner un sens global à un assemblage de mots, dans la mesure où ce dernier revêt un certain sens. Mais cette technique de stimulation transcrânienne à courant direct n’est pas seulement un nouvel outil précieux de recherche fondamentale sur les processus cognitifs ; elle pourrait également, selon ces travaux, être utilisée pour tenter d’améliorer certains déficits cognitifs ou même d’augmenter les capacités cognitives de sujets en bonne santé.

Ces travaux portant sur la possibilité d’améliorer par ces techniques de stimulation cérébrales les facultés cognitives en l’absence de toute pathologie ont par ailleurs été confirmés par une récente étude américaine d’une équipe de l’Université de Boston, réalisée sur 30 sujets en bonne santé. Ces recherches sont venues confirmer le potentiel des différentes formes de stimulation cérébrale pour améliorer certaines facultés cognitives chez des sujets en bonne santé. Selon ces recherches, en synchronisant des oscillations spécifiques du cerveau, il serait possible d’améliorer la fonction exécutive, de limiter les erreurs et d’accroître les capacités cognitives pour certaines tâches. Cette étude ouvre donc la voie vers l’objectif controversé du « cerveau augmenté » (Voir PNAS).

Ces étonnants résultats ont été obtenus grâce à l’utilisation d’une forme particulière de stimulation transcrânienne utilisant un courant alternatif. Cette technique, baptisée HD-tACS, a permis aux chercheurs de stimuler simultanément deux zones, via des électrodes placées sur le cuir chevelu d’un participant. Les chercheurs ont alors observé que l’amélioration de la synchronisation des ondes cérébrales semblait accroître les capacités d’apprentissage et de maîtrise de soi.

A contrario, lorsque les chercheurs désynchronisaient les ondes cérébrales dans ces 2 régions, il s’en suivait une diminution des capacités cognitives. Bien que ces résultats demandent à être confirmés par d’autres études plus vastes, ils ouvrent non seulement une toute nouvelle voie thérapeutique pour de nombreux troubles psychiatriques et neurologiques mais laissent entrevoir la possibilité d’améliorer le fonctionnement, pour certaines tâches cognitives et dans certaines situations, de cerveaux en bonne santé.

Mais la stimulation magnétique transcrânienne est également en train de s’imposer dans un autre domaine en pleine mutation : celui du traitement des douleurs chroniques et rebelles. Utilisée à large échelle dans plusieurs hôpitaux parisiens depuis 2014, cette technique a permis d’obtenir de remarquables résultats dans la prise en charge de douleurs résistantes aux traitements classiques, notamment chez des patients souffrant de fibromyalgie. Forts de ce succès, médecins et chercheurs ont lancé une vaste étude au niveau national pour évaluer l’efficacité thérapeutique de la SMT dans d’autres types de douleurs réfractaires aux traitements médicamenteux, comme certaines douleurs neuropathiques.

A la lumière de ces différentes recherches, on voit donc que ces outils de stimulation électrique ou magnétique du cerveau ouvrent d’impressionnantes perspectives dans trois domaines scientifiques : le premier concerne l’utilisation de ces nouveaux outils pour faire progresser la connaissance fondamentale des mécanismes complexes par lesquels notre cerveau analyse son environnement, apprend, mémorise des informations et élabore des stratégies d’actions. Le deuxième concerne l’utilisation directement thérapeutique de ces outils, avec un succès grandissant, pour soulager, et parfois guérir certains troubles du comportement ou certaines pathologies neurodégénératives graves. Quant au troisième domaine d’action il consiste à utiliser ces outils puissants pour tenter d’améliorer les capacités cognitives et sensorielles d’un sujet en bonne santé.

Si les deux premiers objectifs ne sont pas contestables, il n’en va évidemment pas de même pour le dernier qui pose incontestablement de réelles questions éthiques, politiques et philosophiques. Est-il en effet souhaitable, sans aucune justification thérapeutique, de vouloir utiliser les potentialités de ces techniques pour généraliser le fantasme d’un cerveau « augmenté », sachant que le recours à ces stimulations électromagnétiques pourrait avoir, dans certains cas, des effets irréversibles sur notre cerveau et pourrait, de surcroît, entraîner des conséquences indésirables et imprévisibles de nombreuses années après leur utilisation…

On le voit, si cette extraordinaire avancée scientifique que représente la stimulation électrique et magnétique du cerveau doit être saluée et explorée comme il se doit, pour pouvoir traiter demain plus efficacement de nombreux troubles ou pathologies du cerveau, il convient de faire preuve de la plus grande prudence et d’ouvrir une réflexion de fond sur ce que j’ai appelé, il y a déjà de nombreuses années, la « neuroéthique », une démarche qui concerne les limites à ne pas franchir pour ne pas altérer, sous prétexte « d’améliorer » nos facultés intellectuelles, la personnalité , la singularité et peut-être même le libre-arbitre de l’homme.

René TRÉGOUËT

Sénateur honoraire

Fondateur du Groupe de Prospective du Sénat

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