Un implant cérébral restaure la capacité de se souvenir de cinq patients souffrant de traumatismes crâniens

Ses parents ont découvert les recherches menées à l’Université de Stanford sur ce type de blessures et sont venus demander plus d’informations. Gina a été acceptée comme participante et, en 2018, les médecins lui ont implanté chirurgicalement une électrode cérébrale dans le cerveau. Ils ont ensuite soigneusement calibré l’activité électrique de l’appareil pour stimuler les réseaux atténués par la blessure.

Il remarqua immédiatement la différence. Lorsqu’on lui demande de lister les articles dans le rayon produits frais d’un supermarché, Il était capable de réciter les noms de tous les fruits et légumes d’un seul coup.. Mais lorsque la chercheuse a éteint l’appareil, elle n’a plus pu en nommer aucun.

«Depuis l’implantation, je n’ai pas reçu d’amende pour excès de vitesse. Je ne trébuche plus. Peut rappelez-vous combien d’argent il y a sur mon compte bancaire. Je ne savais pas lire, mais après l’implant, j’ai acheté un livre, « Où chantent les crabes », et je l’ai adoré et j’ai pu m’en souvenir. Et je n’ai pas ce tempérament de gâchette facile”, énumère Gina.

Le dispositif expérimental de stimulation cérébrale profonde a restauré, à des degrés divers, les capacités cognitives qu’elle et quatre autres patients avaient perdues à la suite de lésions cérébrales des années plus tôt. Ce nouvelle technique, développé par des chercheurs de l’Université de Stanford et des collaborateurs d’autres institutions, est le premier à se montrer prometteur contre les déficiences durables résultant de traumatismes crâniens modérés à graves. Les résultats de l’essai clinique sont publiés dans « Nature Medicine ».

Bien que beaucoup se rétablissent suffisamment pour vivre de manière autonome, les effets durables d’un traumatisme crânien modéré à grave (Difficulté à se concentrer, à se souvenir et à prendre des décisions) 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”, explique Jaimie Henderson, MD, professeur de neurochirurgie et co-auteur principal de l’étude. Mais le fait que ces patients soient sortis du coma et aient retrouvé une grande 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, de se concentrer sur une tâche) étaient relativement préservés.

Ces systèmes relient le thalamus, une station relais située en profondeur dans le cerveau, avec des points le long 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. C’est comme si les lumières avaient été tamisées et il n’y aurait tout simplement pas assez d’électricité pour les rallumer”, explique Henderson.

En particulier, une zone du thalamus appelée noyau latéral central agit comme un centre qui régule de nombreux aspects de la conscience. “Le noyau latéral central est optimisé pour élargir les choses, 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 quelle partie du cerveau”, explique 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.

Emplacement personnalisé

Dans l’essai, les chercheurs ont recruté cinq participants âgés de 22 à 60 ans, qui présentaient des déficiences cognitives de longue durée plus de deux ans après un traumatisme crânien modéré à grave. Concrètement, avait subi des blessures entre trois et 18 ans auparavant.

Le défi était de placer l’appareil de stimulation exactement au bon endroit, qui variait en fonction du patient. Pour commencer, chaque cerveau a une forme différente et les blessures ont provoqué des modifications supplémentaires.

«Nous avons donc développé un ensemble d’outils pour mieux définir ce qu’était ce domaine», explique 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 précisément la zone. Si vous vous écartez ne serait-ce que de quelques millimètres de la cible, vous êtes en dehors de la zone d’action”, prévient-il.

Après une phase de titration de deux semaines pour optimiser la stimulation, les participants ont subi 90 jours avec l’appareil allumé 12 heures par jour. Leurs progrès ont été mesurés à l’aide d’un test standard de vitesse de traitement mental, appelé test de trace, qui consiste à tracer des lignes reliant un mélange 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”, explique Henderson.

À la fin de la période de traitement de 90 jours, les participants avaient amélioré leur vitesse lors du test, en moyenne, de 32%, dépassant largement les 10% prévus par les chercheurs. “La seule chose surprenante est que cela a fonctionné comme nous l’avions prédit, ce qui n’est pas toujours le cas”, déclare Henderson.

Récupérer les capacités de base perdues

Les participants sont revenus à des activités qui semblaient impossibles, comme lire des livres, regarder des émissions de télévision, jouer à des jeux vidéo ou accomplir une tâche. Ils se sentaient moins fatigués et pouvaient passer la journée sans être obligés de faire une sieste.

La thérapie s’est avérée si efficace que les chercheurs ont eu du mal à terminer la dernière partie de leur étude, qui consistait en une phase de retrait à l’aveugle, au cours de laquelle la moitié des participants seraient sélectionnés au hasard pour éteindre leurs appareils. Mais deux des patients ont refusé parce qu’ils ne voulaient pas prendre ce risque. Parmi les trois personnes ayant participé à la phase de retrait, un a été assigné au hasard à éteindre son appareil. Après trois semaines sans stimulation, ce participant a réalisé des performances 34 % plus lentes au test de création de sentiers.

Cet essai clinique est le premier à cibler cette région du cerveau chez des patients présentant un traumatisme crânien modéré à grave, et offre de l’espoir à ceux qui sont au point mort dans leur rétablissement.

“C’est un moment pionnier. Notre objectif est maintenant d’essayer de prendre des mesures systématiques pour en faire une thérapie. C’est un signal suffisant pour que nous fassions tout notre possible”, déclare Schiff.