Comment la stimulation magnétique transcrânienne modifie la direction des signaux cérébraux et permet de traiter la dépression : une nouvelle technique d’imagerie révèle un potentiel biomarqueur pour le diagnostic de la dépression.

Comment la stimulation magnétique transcrânienne modifie le cerveau de manière à dissiper la dépression était jusque-là resté un mystère. Cette nouvelle recherche révèle que le traitement fonctionne en inversant la direction des signaux cérébraux anormaux. Par ailleurs, la recherche suggère que ces flux d’activité neuronale à contre-sens entre les zones clés du cerveau pourraient constituer un biomarqueur pour le diagnostic de la dépression.

Des signaux neuronaux à contresens

« L’hypothèse retenue est que la TMS modifie le flux d’activité neuronale dans le cerveau » explique le Dr Anish Mitra, chercheur en psychiatrie et en sciences du comportement.

L’étude : l’équipe de bioingénieurs et de neurologues a développé un outil mathématique pour analyser l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle, ou IRMf – couramment utilisée pour localiser les zones actives dans le cerveau. Cette nouvelle technique d’analyse porte sur des différences infimes de synchronisation entre l’activation de différentes zones cérébrales, qui permettent d’indiquer la direction de cette activité.

Un traitement approuvé, sur 5 jours : aujourd’hui, le traitement approuvé par l’Agence américaine FDA, connu sous le nom de thérapie de neuromodulation de Stanford, intègre des technologies d’imagerie avancées pour guider la stimulation avec des modèles d’impulsions magnétiques à forte dose capables de modifier l’activité cérébrale liée à la dépression majeure. Par rapport aux techniques de stimulation traditionnelles qui nécessitent des sessions quotidiennes sur plusieurs semaines voire plusieurs mois, la nouvelle technique implique 10 sessions par jour pendant seulement 5 jours.

De nouvelles observations : l’analyse est menée auprès de 33 patients avec diagnostic de trouble dépressif majeur résistant au traitement, dont 23 ont reçu le nouveau traitement et 10 un traitement placebo, dont les données ont été comparées à celles de 85 témoins exempts de dépression. L’analyse des données d’IRMf sur l’ensemble du cerveau révèle qu’une connexion spécifique se démarque :

• dans le cerveau normal, l’insula antérieure, une région qui intègre les sensations corporelles, envoie des signaux à une autre région le cortex cingulaire antérieur, qui régule les émotions ;
• dans le cerveau dépressif, ce flux d’activité s’avère inversé : le cortex cingulaire antérieur envoie des signaux à l’insula antérieure ;
• plus la dépression est sévère et plus la proportion de signaux qui circulent dans le mauvais sens est élevée.

En pratique :

« C’est presque comme si vous aviez déjà décidé de « comment vous alliez vous sentir », et que ce que vous ressentiez était déjà prédéterminé »,

expliquent les chercheurs. « En pratique clinique, cela correspond bien à la façon dont de nombreux patients réagissent : même les éléments positifs ne leur apportent soudainement aucun plaisir ».

Comment agit la nouvelle TMS ? Elle parvient à réorienter le flux d’activité neuronale dans la bonne direction, et en 1 semaine seulement, ce qui induit l’allègement des symptômes dépressifs chez les patients. Ceux qui souffraient de la dépression la plus sévère, avec des signaux cérébraux les plus mal dirigés se révèlent les plus susceptibles de bénéficier du traitement.

Un nouveau biomarqueur de la dépression ? Ces signaux neuronaux à contresens tout à fait observables à l’imagerie, constituent en effet un biomarqueur possible.

« Et c’est la première fois en psychiatrie où ce changement particulier dans une biologie – le flux de signaux entre ces deux régions du cerveau – prédit le changement des symptômes cliniques ».

Une caractéristique présente chez tous les patients dépressifs ? Malheureusement non. Tous les patients souffrant de dépression ne présentent pas ce flux anormal d’activité neuronale, en particulier dans les cas de dépression moins sévères. Cependant, pour les cas plus sévères, le biomarqueur permet de prédire la réponse à la TMS.

L’essai va être reproduit chez un plus grand groupe de patients avec un intérêt nouveau pour la direction de l’activité cérébrale, cachée dans les données d’IRMf.