Comprendre le fonctionnement de la stimulation cérébrale profonde sur la cognition dans la maladie de Parkinson et les TOCs
Le Dr. Mario Hervault est maître de conférence à l’Université de Grenoble Alpes. Ses recherches à l’Institut des Neurosciences de Grenoble portent le contrôle cognitif du comportement et son fonctionnement au niveau des signaux cérébraux. Il s’intéresse en particulier à la stimulation cérébrale profonde et aux enregistrements intracrâniens chez les patients implantés.
Le projet du Dr. Mario Hervault, intitulé « Dynamique en bouffées des oscillations neurales sous-tendant les effets de la stimulation cérébrale profonde sur la cognition dans la maladie de Parkinson et les Troubles Obsessionnels Compulsifs», est co-financé par France Parkinson, membre de notre comité des acteurs de la société civile pour le cerveau, à hauteur de 80 000€ dans le cadre de l’appel à projet 2025 « Les mécanismes fondamentaux sous-tendant des approches thérapeutiques communes aux maladies du cerveau ».
La stimulation cérébrale profonde est un traitement déjà largement utilisé pour traiter différents troubles du mouvement tels que la maladie de Parkinson, la dystonie, ou les tremblements essentiels. Cette approche thérapeutique se développe également pour traiter les troubles obsessionnels compulsifs. Mais qu’en est-il vraiment de ses effets sur les fonctions cognitives comme la prise de décision ? En particulier dans la maladie de Parkinson, la stimulation peut avoir des effets sur l’impulsivité, l’attention, ou la flexibilité mentale. Les travaux de Mario Hervault et son équipe ont pour but de mieux comprendre le fonctionnement de la stimulation cérébrale profonde sur la cognition dans la maladie de Parkinson et les TOCs. À terme, ce projet pourrait améliorer la prise en charge de la maladie de Parkinson en optimisant les bénéfices moteurs tout en limitant les effets cognitifs indésirables. Il pourrait aussi rendre les traitements des troubles obsessionnels compulsifs plus efficace et précis et, plus largement, ses avancées méthodologiques seront applicables à d’autres troubles moteurs et psychiatriques.
La Stimulation Cérébrale Profonde : une approche thérapeutique bien utilisée dans les troubles du mouvement
La Stimulation Cérébrale Profonde est une technique utilisée depuis les années 1990 pour traiter les troubles du mouvement tels que la maladie de Parkinson, la dystonie, ou les tremblements essentiels. Elle est aussi indiquée pour l’épilepsie et se développe pour traiter les Troubles Obsessionnels Compulsifs (TOCs).
L’opération consiste à implanter une batterie ou neurostimulateur sous la peau du patient, au niveau du torse, qui est reliée à une électrode de stimulation implantée dans une zone spécifique du cerveau.
Selon les troubles moteurs, cette zone est différente. Pour les patients atteints de la maladie de Parkinson, qui représentent la majorité des patients implantés, la zone la plus fréquemment ciblée est le noyau sous-thalamique (NST).
Le noyau sous-thalamique : une clé pour comprendre la stimulation cérébrale profonde dans certains troubles
Le noyau sous-thalamique fait partie d’un ensemble appelé noyaux gris centraux, situé en profondeur dans le cerveau, sous le cortex. Ces structures permettent entre autres de réguler le mouvement en servant de relais entre la commande motrice et le corps. Puisqu’elles reçoivent les informations du cortex, elles sont bien sûr aussi impliquées dans des fonctions cognitives comme la prise de décision.
Ces noyaux sont tous interconnectés, ce qui rend leur étude complexe. Au centre de cette complexité, le NST est le noyau activateur des noyaux gris centraux. Analyser comment il agit sur l’activité du cerveau est donc une excellente porte d’entrée vers la compréhension de la stimulation cérébrale profonde, dans les cas où le noyau sous-thalamique est ciblé. De plus, sa modulation spécifique permet d’améliorer à la fois les symptômes moteurs de la maladie de Parkinson et certains aspects des TOCs.
Objectif : identifier des biomarqueurs pour mieux comprendre l’impact de la stimulation sur la prise de décision
L’objectif du projet est d’identifier des signaux cérébraux qui reflètent comment la stimulation cérébrale profonde influence les fonctions cognitives comme la prise de décision.
Pour mesurer en temps réel l’effet de la stimulation, Mario Hervault et son équipe analysent ce qu’on appelle les potentiels de champs locaux. Ces signaux sont des pics d’activités cérébrales associés à une action et peuvent être mesurés avec un électroencéphalogramme (EEG). L’équipe va donc pouvoir comparer avec ou sans stimulation, en cas de maladie de Parkinson ou de TOC, l’activité du cortex (EEG) et l’activité des structures sous-corticales, en particulier le noyau sous-thalamique, pour une même tâche.
Cela permettra d’identifier des indicateurs spécifiques ou biomarqueurs des tâches cognitives qui pourront donc être ciblés pour mieux régler la stimulation.
Personnaliser et optimiser le traitement dans la maladie de Parkinson et les TOCs
Identifier les biomarqueurs permettra d’améliorer la stimulation cérébrale en stimulant de manière personnalisée et en temps réel. La personnalisation pourra porter sur l’orientation de la stimulation (quel côté de l’électrode), la fréquence de la stimulation, et/ou l’amplitude de la stimulation.
À terme, ce projet pourrait améliorer la prise en charge de la maladie de Parkinson en optimisant les bénéfices moteurs tout en limitant les effets cognitifs indésirables. Il pourrait aussi rendre les traitements des troubles obsessionnels compulsifs plus efficace et précis et, plus largement, ses avancées méthodologiques seront applicables à d’autres troubles moteurs et psychiatriques.
Equipes et partenaire : Ce projet rassemble des membres de l’Institut des Neurosciences de Grenoble : Mario Hervault (maitre de conférence), Julien Bastin (directeur de recherche), Mircea Polosan (PU-PH) ; et du Gipsa-lab : Guillaume Becq (ingénieur de recherche).
L’équipe « Cerveau, Comportement et Neuromodulation » du GIN se focalise sur la compréhension de mécanismes physiopathologiques communs à différentes pathologies psychiatriques et neurologiques.
Le groupe de recherche « Geometry, Learning, Information and Algorithms » du Gipsa-lab développe des outils méthodologiques pour la modélisation, l’analyse et la compréhension de données structurées.
Sources : inspiré des éléments fournis par le Dr. Mario Hervault
Photos : données par le Dr. Mario Hervault
Rédigé par Quentin Le Boterff, scientifique et bénévole au Pôle Recherche
