Pour traiter les troubles de la déglutition, la plupart des chercheurs médicaux cherchent à améliorer le fonctionnement des organes, mais ces chercheurs s’intéressent à notre cerveau.
La pneumonie est la troisième cause de décès au Japon, dépassant récemment les personnes décédées d’un accident vasculaire cérébral. Bien qu’il soit rare que des personnes en bonne santé meurent d’une pneumonie infectieuse, la pneumonie par aspiration, une infection due à l’inhalation d’aliments ou de liquides dans les voies respiratoires ou les poumons au lieu d’être avalée, peut être mortelle pour les personnes âgées.
Une technologie qui décode les signaux cérébraux par intelligence artificielle peut potentiellement aider les personnes souffrant de troubles de la déglutition. Et les chercheurs de l’Université d’Osaka sont les premiers au monde à tester comment cela pourrait fonctionner.
La déglutition implique des actions volontaires et involontaires. Après une mastication suffisante, la nourriture pénètre dans le pharynx (gorge) qui la transporte de manière autonome dans l’œsophage par le réflexe du pharynx – un mouvement largement «automatique». Les mouvements volontaires sont principalement contrôlés par la partie supérieure du cerveau (le cerveau). Les mouvements involontaires sont contrôlés dans le tronc cérébral, près de la base du crâne. Comment ces deux parties du cerveau interagissent pour produire la déglutition était en grande partie un mystère.
La plupart des approches médicales actuelles des troubles de la déglutition se concentrent sur l’amélioration de la fonction des organes impliqués dans la mécanique de la déglutition, comme la bouche, le pharynx et le larynx. La nouvelle technologie, appelée interface cerveau-machine, peut plutôt détecter l’intention des gens d’avaler en décodant les signaux cérébraux. Il peut également contrôler les muscles impliqués dans la déglutition grâce à une stimulation électrique. Les muscles sont activés par des électrodes implantées dans les nerfs qui les activent.
Dans un petit pilote à l’Université d’Osaka, huit patients épileptiques, qui avaient déjà subi une intervention chirurgicale pour placer des électrodes dans leur cerveau pour traiter leur maladie, ont vu leur activité cérébrale enregistrée pendant qu’ils buvaient de l’eau. Les électrodes existantes fournissaient les signaux électriques, fournissant une analyse plus précise que l’alternative consistant à placer des électrodes sur le cuir chevelu.
Les chercheurs ont noté les nombreuses zones du cerveau impliquées dans le simple fait de avaler. Le cortex moteur du cerveau fonctionne lorsque les muscles bougent pour ouvrir la bouche et il y a une activité dans le cortex sensoriel lorsque l’eau est dans la bouche. L’activité cérébrale se déplace vers une zone appelée la zone sous-centrale lorsque l’eau est avalée. Le résultat le plus intéressant est que l’activité cérébrale dans le gyrus sous-central a brusquement disparu lorsque le réflexe nauséeux a commencé. C’est le moment même où le commutateurs d’activité cérébrale du contrôle volontaire au contrôle involontaire lors de la déglutition. Cette interaction organisée entre le contrôle volontaire cérébral et le contrôle involontaire du tronc cérébral nous permet d’avaler en toute sécurité, au lieu de nous étouffer. Pour mieux comprendre le processus de commutation, les chercheurs utilisent des techniques d’apprentissage en profondeur pour estimer le moment où les différents neurones se déclenchent pendant la déglutition.
La recherche en est encore à ses débuts pour comprendre quels neurones contrôlent les processus volontaires et involontaires et le mécanisme de commutation. Mais ces connaissances peuvent être un élément de base pour développer une technologie pour aider les personnes handicapées atteintes de dysphagie. Bien qu’on ne sache toujours pas à quel point la technologie est loin d’être utilisée commercialement, on espère qu’elle pourra un jour stimuler électriquement les neurones responsables du contrôle du processus de déglutition.
Masayuki Hirata est professeur au Département de diagnostic et de restauration neurologiques, École supérieure de médecine, Université d’Osaka, Japon.
Son étude a reçu le soutien du fonds de recherche conjoint entre Nihon Kohden Corporation, Murata Manufacturing Co. Ltd., JiMED Co. Ltd. et l’Université d’Osaka. Masayuki Hirata détient des actions de la start-up JiMED.
Initialement publié sous Creative Commons par 360infos™.
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