L’utilisation de la stimulation cérébrale profonde (SCP) pour réduire les tremblements des patients parkinsoniens a été proposée en 1987 par le Professeur Louis Benabid. La première zone d’implantation proposée était le noyau ventral du thalamus. Aujourd’hui, les structures ciblées sont le noyau subthalamique et le globus pallidus interne.
Cette intervention consiste à appliquer une stimulation électrique aux structures cibles par l’implantation d’une électrode rattachée à un générateur. Les mécanismes induisant les effets bénéfiques de cette technique ne sont pas encore totalement élucidés.
À qui peut profiter la SCP ?
On estime qu’environ 10 à 15 % des patients sont candidats à une SCP.
Cette technique sera proposée aux personnes qui rencontrent des symptômes parkinsoniens invalidants malgré la mise en place d’un traitement adéquat. Elle sera également proposée aux personnes présentant d’importants effets secondaires liés au traitement dopaminergique.
Cette technique est contre-indiquée chez les personnes de plus de 70 ans du fait de son caractère invasif. La démence et les troubles psychologiques contre-indiquent également cette intervention.
Comment se passe une opération de SCP ?
La première étape consiste à repérer la zone à implanter. Pour cela, on réalise des images IRM, après injection d’un produit de contraste.
Une exploration électrophysiologique est ensuite réalisée par l’intermédiaire de microélectrodes. Plusieurs schémas d’émission permettre de détecter les structures d’intérêts comme le noyau subthalamique ou la substance noire pars reticulata.
L’implantation de l’électrode est réalisée sous anesthésie locale. Certaines équipes choisissent une anesthésie générale pour réduire le stress et la douleur liée à l’opération. Cependant par ce choix, elle se prive totalement d’observation intraopératoire qui peut permettre d’estimer avec précision le bon positionnement de l’électrode. Les effets de la stimulation sur les symptômes peuvent être directement testés pendant l’opération.
Cette technique est-elle efficace ?
L’efficacité de cette technique se reflète par une diminution du score UPDRS II et UPDRS III après l’opération, qui perdure sur le long terme. L'échelle UPDRS est reconnue pour la mesure de la progression de la maladie de Parkinson et l'évaluation de l'efficacité des traitements. Le chapitre II est centré sur la vie quotidienne et le score III sur les capacités motrices du patient. Cette intervention permet de réduire le traitement dopaminergique efficace et par conséquent de réduire les effets secondaires du traitement comme les fluctuations motrices et les dyskinésies. Globalement, la qualité de vie du patient est améliorée en comparaison au traitement dopaminergique seul.
Quels sont les effets indésirables et les risques de la stimulation cérébrale profonde ?
Les effets secondaires liés à la SCP peuvent être liés à trois aspects :
L’intervention chirurgicale. La complication la plus communément retrouvée est l’hémorragie, dans la grande majorité des cas, cette complication n’entraine pas d’effets sur la santé du patient sur le long terme.
L’implantation de l’électrode. Les effets secondaires liés à l’implantation sont variables, on peut rencontrer une infection de la peau, une érosion de la peau, une rupture du câble ou une dysfonction du générateur.
La stimulation elle-même. Les effets secondaires entraînant des atteintes neurologiques sont rares. Ces effets secondaires sont souvent facilement réversibles en ajustant les paramètres de la stimulation, comme la fréquence ou l’intensité. Un mauvais placement de l’électrode pourra stimuler des zones cérébrales non désirées et entraîner des effets secondaires sur la parole ou la marche.
Il est important de noter que les effets secondaires liés à cette technique chirurgicale sont rares et que la balance bénéfice/risque de cette intervention reste très largement favorable.
Quelles évolutions pour la stimulation cérébrale ?
Les dispositifs de SCP sont aujourd’hui en boucle ouverte, c’est-à-dire que la stimulation envoyée n’est pas régulée. La pulsation électrique émise est constante dans le temps et ne pourra être modifiée uniquement manuellement, par le neurologue.
Cette technique tend à évoluer vers des solutions à boucle fermée. Les nouveaux dispositifs seront équipés d’une sonde réceptrice, capable d’analyser les ondes Beta au niveau de la zone implantée. En fonction de l’activité cérébrale, la stimulation pourra être régulée de deux manières :
Boucle fermée réactive : un seuil de puissance des ondes Beta est défini. Si ce seuil est atteint, la stimulation est déclenchée (état ON), sinon, la stimulation est coupée (état OFF).
Boucle fermée adaptative : la puissance de la stimulation est modulée en fonction des paramètres des ondes Beta mesurées
Une des problématiques principales est de pouvoir analyser les ondes cérébrales tout en stimulant le patient. Les stimulations électriques créer par l'électrode perturbent les analyses possibles, rendant la détection de certains signaux au niveau cérébral très complexe.
Des ingénieurs ont récemment réussi à créer un algorithme capable de repérer ces signaux parasites et de les filtrer, afin d'obtenir un signal clair, correspondant uniquement aux signaux cérébraux utiles pour une adaptation de la SCP. Cette avancée est une étape importante vers le développement de la SCP adaptative, capable de stimuler et d'analyser en temps réel.
La stimulation émise par ces dispositifs sera adaptée à chaque patient et à leur symptôme. Cette nouvelle approche permettra de réduire les effets secondaires causés par la SCP et réduire la consommation d’énergie des dispositifs.
D’autres techniques sont en cours de développement et cherchent à proposer une stimulation non invasive. L’équipe de Grossman a proposé une nouvelle technique basée sur l’administration d’un champ électrique d’interférence. En appliquant deux champs hautes fréquences à deux points précis du crâne, il est possible d’obtenir un champ résultant stimulant des structures profondes cérébrales. Les premières études menées sur la souris montrent des résultats prometteurs, qui doivent encore être validés par des études sur l’homme.
Références
Grossman N, Bono D, Dedic N, Kodandaramaiah SB, Rudenko A, Suk H-J, et al. Noninvasive Deep Brain Stimulation via Temporally Interfering Electric Fields. Cell. 2017 Jun 1;169(6):1029-1041.e16.
Benabid AL, Chabardes S, Mitrofanis J, Pollak P. Deep brain stimulation of the subthalamic nucleus for the treatment of Parkinson’s disease. The Lancet Neurology. 2009 Jan 1;8(1):67–81.
Evan M. Dastin-van Rijn et al, Uncovering biomarkers during therapeutic neuromodulation with PARRM: Period-based Artifact Reconstruction and Removal Method, Cell Reports Methods (2021).
