La stimulation cérébrale profonde ciblée par le thalamus améliore la cognition chez les patients atteints de lésions cérébrales

Une étude récente publiée dans la revue Médecine naturelleLes chercheurs ont évalué l’efficacité et la sécurité de la stimulation cérébrale profonde (DBS) dans les noyaux thalamiques médiaux latéraux (CL) et le tractus tegmental médial dorsal (CL/DTDM) associé chez les personnes présentant un traumatisme crânien modéré à grave (MSTBI).

Des études indiquent que les déficits de la fonction exécutive et de la vitesse de traitement de l’information interfèrent avec la qualité de vie et la réinsertion sociale des patients MSTPI, les noyaux thalamiques CL étant un nœud important. Bien qu’il n’existe actuellement aucun traitement efficace pour ces anomalies, la « théorie du mésocircuit » pointe vers le dysfonctionnement du CL comme facteur contributif.

Recherche: Stimulation cérébrale profonde thalamique dans les traumatismes crâniens : une étude de faisabilité randomisée de phase 1. Crédit image : SciePro / Shutterstock

À propos de l’étude

Dans l’étude prospective randomisée de phase 1 en cours, les chercheurs ont évalué l’efficacité et l’innocuité du CL DBI chez les hommes souffrant de handicaps liés à un traumatisme crânien chronique qui affectent le fonctionnement quotidien et l’emploi.

Le but de l’étude était d’utiliser des électrodes thalamiques DPS pour développer un traitement des déficits cognitifs persistants chez les patients MSTBI. La partie latérale du noyau latéral central du thalamus et son faisceau de fibres DDTM associé ont été sélectionnés comme cibles de stimulation. Ils ont effectué une modélisation biophysique pour diriger les électrodes virtuelles de stimulation cérébrale dans le faisceau CL/DTTm de chaque individu en fonction des amplitudes et de l’emplacement de la stimulation. Les chercheurs ont examiné l’innocuité et l’efficacité du DBS thalamique dans le traitement des troubles cognitifs.

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L’essai incluait des personnes atteintes de msTBI [Glasgow Coma Scale (GCS) scores of 3 to 12], handicap fonctionnel et troubles cognitifs (scores GOS-E de 5 à 7). L’équipe a reçu 419 demandes de tests et évalué l’éligibilité de 15 personnes. Six personnes ont été inscrites et assignées au hasard d’août 2018 à mai 2021. L’équipe a exclu neuf personnes inéligibles, laissant six personnes, quatre hommes et deux femmes, ayant des antécédents de traumatisme crânien pour l’étude.

Les chercheurs ont randomisé les participants dans trois conditions de base 30 jours, 44 jours ou 58 jours après l’opération. Les participants ont été réalisés en double aveugle après la phase de titration, la période de traitement ouverte de 90 jours et les conditions de poursuite ou d’arrêt du traitement de 21 jours afin de minimiser les biais des participants et des examinateurs dans l’évaluation des résultats finaux. Le principal résultat d’efficacité était une augmentation du contrôle exécutif mesurée par la vitesse de traitement et une diminution d’au moins 10 % du temps requis pour terminer le test Trail-Making Test-Part B (TMT-B) depuis la ligne de base (préliminaire) jusqu’à la conclusion. Période de traitement de trois mois.

Les chercheurs ont mené des entretiens semi-structurés et des analyses post-hoc pour examiner la stabilité des implants d’électrodes dans le cadre CL/DTTm humain. Ils ont développé un pipeline de traitement de données personnalisé, traduisant les résultats précliniques en neurones CL et en faisceau de fibres DDTM en tant que structures clés pour l’activation du DPS. Un atlas synthétique a été construit pour coordonner le placement des électrodes chez cinq individus à l’aide de l’imagerie par résonance magnétique (IRM) sans matière blanche, de la segmentation thalamique automatisée, du DTI et de la modélisation biophysique des champs électriques appliqués. Les chercheurs ont évalué les réponses évoquées sur l’EEG pour évaluer la cohérence des effets physiologiques entre les individus et ont comparé leurs résultats avec ceux de deux sous-groupes de patients msTBI.

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Résultats

Six personnes ont subi une DBS bilatérale sans incident. De nouvelles procédures d’imagerie et de segmentation thalamique ainsi que des modèles d’évaluation biophysique ont permis une identification précise de l’emplacement des noyaux latéraux centraux et des fibres DTTm chez les participants. Cinq patients ont complété toutes les évaluations des résultats et ont atteint l’objectif principal (amélioration de 10 % du TMD-B entre l’inclusion et la phase de traitement ; amélioration moyenne, 32 %).

Deux individus ont atteint les critères d’amélioration, deux sont restés stables et un a satisfait aux critères de réduction pour le critère d’évaluation secondaire, le changement de fatigue TBIQoL. Quatre participants à l’étude (médiane, 33 %) ont montré une amélioration > 10 %. Les cinq sujets ont montré de meilleurs scores TMT-A pour la vitesse de recherche visuelle, ce qui peut être lié aux fonctions préfrontales et à la vitesse de traitement des données. Le test Rough 2&7, qui mesure l’attention sélective dans des situations chronométrées, a démontré des gains significatifs chez quatre sujets ayant terminé le test.

Deux personnes sont passées d’une catégorie d’invalidité GOS-E faible à un niveau de handicap supérieur-modéré. Les conditions fonctionnelles des trois individus restants étaient stables. L’équipe a évalué les scores TMT-B à deux moments (post-opératoire et au début du traitement) avant l’exposition au DPS. Trois des cinq individus ont volontairement participé à la phase de retrait randomisé à l’aveugle. Un seul sujet assigné au hasard à la condition OFF a montré une diminution de 34 % des scores TMT-B, indiquant des effets de sevrage.

Malgré les variations de l’atrophie, l’étude a trouvé des approches de ciblage similaires pour détecter la sortie des fibres du segment latéral du CL vers le DTTm. L’évolution temporelle hémisphérique et la localisation spatiale de P4 dans le cerveau antérieur étaient comparables, ce qui indique que P4 a reçu une stimulation thérapeutique dans les deux hémisphères.

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Dans l’ensemble, les résultats de l’étude montrent que la stimulation cérébrale profonde (DBS) avec CL/DTTm peut améliorer le contrôle exécutif chez les patients atteints de TBI ms tout au long de la période de récupération chronique. Les résultats ont indiqué que la DBS a amélioré la fonction exécutive en utilisant des évaluations primaires et des performances et des mesures secondaires traitant de la fatigue, du bien-être psychologique et du fonctionnement global. La technique de ciblage utilisée dans l’étude impliquait un regroupement dense de connexions d’électrodes actives à l’intérieur du thalamus artificiel de l’atlas. Cependant, certains sujets présentaient une conscience intermédiaire et d’autres effets indésirables.

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