L’essai clinique de Stanford Medicine utilisant la stimulation cérébrale profonde a offert un nouvel espoir aux personnes souffrant de lésions cérébrales modérées à graves. Le traitement a considérablement amélioré les fonctions cognitives et les activités de la vie quotidienne, ce qui constitue une avancée majeure dans le traitement des lésions cérébrales.
Une nouvelle technique utilisant une stimulation cérébrale profonde adaptée à chaque patient a dépassé les attentes des chercheurs dans le traitement des déficiences cognitives allant des traumatismes crâniens modérés à graves.
En 2001, Gina Arata en était à son dernier semestre universitaire et prévoyait de postuler à la faculté de droit lorsqu’elle a subi un traumatisme crânien lors d’un accident de voiture. La blessure a tellement compromis sa capacité de concentration qu’elle a eu du mal à trier le courrier.
« Je ne me souvenais de rien », a déclaré Arata, qui vit à Modesto avec ses parents. « Mon pied gauche tombait, alors je trébuchais tout le temps. J’étais toujours dans des accidents de voiture. Et je n’avais pas de filtre – je m’énervais très facilement.
Ses parents ont appris l’existence de recherches menées à Stanford Medicine et l’ont contacté ; Arata a été accepté comme participant. En 2018, des médecins ont implanté chirurgicalement un appareil profondément dans son cerveau, puis ont soigneusement calibré l’activité électrique de l’appareil pour stimuler les réseaux que la blessure avait maîtrisés.
Après avoir subi un traumatisme crânien lors d’un accident de voiture, Gina Arata était incapable de se concentrer suffisamment pour lire. Un appareil implanté dans son cerveau a amélioré sa capacité de concentration, sa mémoire et son humeur. Crédit : Avec l’aimable autorisation de la famille Arata
Elle a immédiatement remarqué la différence : lorsqu’on lui a demandé de lister les articles dans l’allée des produits frais d’une épicerie, elle pouvait citer des fruits et des légumes. Ensuite, une chercheuse a éteint l’appareil et elle n’a pu en nommer aucun.
« Depuis l’implant, je n’ai reçu aucune contravention pour excès de vitesse », a déclaré Arata. « Je ne trébuche plus. Je me souviens du montant d’argent qui se trouve sur mon compte bancaire. Je ne savais pas lire, mais après l’implant, j’ai acheté un livre, Où chantent les Crawdads, je l’ai adoré et je m’en suis souvenu. Et je n’ai pas ce caractère colérique.
Percée dans le traitement des lésions cérébrales
Pour Arata et quatre autres personnes, le dispositif expérimental de stimulation cérébrale profonde a restauré, à différents degrés, les capacités cognitives qu’ils avaient perdues à cause de lésions cérébrales des années auparavant. La nouvelle technique, développée par des chercheurs de Stanford Medicine et des collaborateurs d’autres institutions, est la première à se montrer prometteuse contre les déficiences de longue durée liées aux traumatismes crâniens modérés à graves.
Les résultats de l’essai clinique ont été publiés le 4 décembre dans la revue Médecine naturelle.
Vivre avec un traumatisme crânien
Plus de 5 millions d’Américains vivent avec les effets durables d’un traumatisme crânien modéré à grave : difficultés à se concentrer, à se souvenir et à prendre des décisions. Bien que nombre d’entre eux se rétablissent suffisamment pour vivre de manière indépendante, leurs handicaps les empêchent de retourner à l’école ou au travail et de reprendre leur vie sociale.
« En général, il existe très peu de traitements pour ces patients », a déclaré Jaimie Henderson, MD, professeur de neurochirurgie et co-auteur principal de l’étude.
Cependant, le fait que ces patients soient sortis du coma et aient récupéré une bonne partie de leurs fonctions cognitives suggère que les systèmes cérébraux qui soutiennent l’attention et l’éveil (la capacité de rester éveillé, de prêter attention à une conversation et de se concentrer sur une tâche) étaient relativement faibles. conservé.
Comprendre et cibler le cerveau
Ces systèmes relient le thalamus, une station relais située au plus profond du cerveau, à des points du cortex, la couche externe du cerveau, qui contrôle les fonctions cognitives supérieures.
« Chez ces patients, ces voies sont en grande partie intactes, mais tout a été régulé à la baisse », a déclaré Henderson, professeur John et Jene Blume-Robert et Ruth Halperin. « C’est comme si les lumières avaient été tamisées et qu’il n’y avait tout simplement pas assez d’électricité pour les rallumer. »
Jaime Henderson. Crédit : Stanford Medicine
En particulier, une zone du thalamus appelée noyau latéral central agit comme une plaque tournante qui régule de nombreux aspects de la conscience.
« Le noyau latéral central est optimisé pour diriger les choses de manière globale, mais sa vulnérabilité est que si vous avez une blessure multifocale, il a tendance à subir un coup plus important, car un coup peut provenir de presque n’importe où dans le cerveau », a déclaré Nicholas Schiff, MD, professeur à Weill Cornell Medicine et co-auteur principal de l’étude.
Les chercheurs espéraient qu’une stimulation électrique précise du noyau latéral central et de ses connexions pourrait réactiver ces voies et rallumer les lumières.
Succès des essais cliniques
Dans l’essai, les chercheurs ont recruté cinq participants qui souffraient de déficiences cognitives durables plus de deux ans après un traumatisme crânien modéré à grave. Ils étaient âgés de 22 à 60 ans et avaient subi des blessures de trois à 18 ans plus tôt.
Le défi consistait à placer l’appareil de stimulation exactement au bon endroit, qui variait d’une personne à l’autre. Au départ, chaque cerveau a une forme différente et les blessures ont entraîné d’autres modifications.
« C’est pourquoi nous avons développé un certain nombre d’outils pour mieux définir ce qu’était ce domaine », a déclaré Henderson. Les chercheurs ont créé un modèle virtuel de chaque cerveau qui leur a permis d’identifier l’emplacement et le niveau de stimulation qui activeraient le noyau latéral central.
Guidé par ces modèles, Henderson a implanté chirurgicalement les dispositifs chez les cinq participants.
« Il est important de cibler la zone avec précision », a-t-il déclaré. « Si vous êtes à quelques millimètres de la cible, vous êtes en dehors de la zone efficace. »
Un moment pionnier
Après une phase de titration de deux semaines pour optimiser la stimulation, les participants ont passé 90 jours avec l’appareil allumé 12 heures par jour.
Leurs progrès ont été mesurés par un test standard de vitesse de traitement mental, appelé test de création de sentiers, qui consiste à tracer des lignes reliant un fouillis de lettres et de chiffres.
« C’est un test très sensible des choses que nous examinons exactement : la capacité de se concentrer, de se concentrer et de planifier, et de le faire d’une manière qui est sensible au temps », a déclaré Henderson.
À la fin de la période de traitement de 90 jours, les participants avaient amélioré leur vitesse au test en moyenne de 32 %, dépassant largement les 10 % visés par les chercheurs.
« La seule chose surprenante est que cela a fonctionné comme nous l’avions prédit, ce qui n’est pas toujours acquis », a déclaré Henderson.
Impact sur la vie des participants
Pour les participants et leurs familles, les améliorations étaient visibles dans leur vie quotidienne. Ils ont repris des activités qui semblaient impossibles : lire des livres, regarder des émissions de télévision, jouer à des jeux vidéo ou terminer un devoir. Ils se sentaient moins fatigués et pouvaient passer la journée sans faire de sieste.
La thérapie s’est avérée si efficace que les chercheurs ont eu du mal à terminer la dernière partie de leur étude. Ils avaient prévu une phase de retrait en aveugle, au cours de laquelle la moitié des participants seraient sélectionnés au hasard pour éteindre leurs appareils. Deux des patients ont refusé, ne voulant pas prendre ce risque. Parmi les trois participants à la phase de retrait, un a été randomisé pour que son appareil soit éteint. Après trois semaines sans stimulation, ce participant a réalisé des performances 34 % plus lentes au test de création de sentiers.
Faire progresser le traitement des lésions cérébrales
L’essai clinique est le premier à cibler cette région du cerveau chez des patients présentant un traumatisme crânien modéré à grave, et il offre de l’espoir à beaucoup de personnes qui ont stagné dans leur rétablissement.
« C’est un moment pionnier », a déclaré Schiff. « Notre objectif est maintenant d’essayer de prendre des mesures systématiques pour en faire une thérapie. C’est un signal suffisant pour que nous mettions tout en œuvre.»
Des chercheurs du Weill Cornell Medicine, du Spaulding Rehabilitation Hospital de Boston, de la Harvard Medical School, de l’Université de l’Utah, du Université de Floridel’Université Vanderbilt, le Université de Washingtonl’Université de Bordeaux et la Cleveland Clinic ont également contribué à l’étude.
L’étude a été financée par le financement de l’Initiative BRAIN du National Institute of Health et par une subvention du Translational Science Center du Weill Cornell Medical College. Les implants chirurgicaux ont été fournis par Medtronic.
