Stimulation cérébrale profonde pour les troubles obsessionnels compulsifs sévères

Le VS/VC et le STN sont tous deux des « stations » dans les circuits neuronaux considérés comme dysfonctionnels dans le TOC. Le modèle neurobiologique prééminent du TOC implique des anomalies du cortex orbitofrontal (OFC), du cortex cingulaire antérieur (ACC) et du striatum ventral. Ces structures font partie intégrante des circuits limbiques cortico-striatal-thalamo-corticaux par lesquels les sorties corticales se synapsent successivement dans le striatum ventral, le pallidum ventral et le noyau médiodorsal du thalamus avant de se projeter vers le cortex ; dans ce système, le pallidum se projette sur le thalamus directement ou indirectement via le noyau sous-thalamique. Il est donc possible que l'amélioration clinique observée dans le TOC avec DBS soit due à une stimulation électrique à haute fréquence perturbant l'activité anormale du circuit limbique et que celle-ci puisse être obtenue à l'un ou l'autre des deux sites cibles. Cependant, on pense que le striatum ventral et le STN ont des fonctions distinctes, importantes de différentes manières pour moduler le traitement de l'information dans les circuits cortico-striatal-thalamo-corticaux essentiels au contrôle du comportement. Ainsi, bien que VS/VC et STN DBS affectent le même circuit neuronal, leur mécanisme d'action peut être assez différent et la stimulation à chacun de ces endroits peut avoir des effets uniques sur les dimensions des symptômes du TOC.

Les preuves de différents effets cliniques proviennent des découvertes selon lesquelles le DBS VS/VC produisait une élévation précoce et parfois spectaculaire de l'humeur et une réduction de l'anxiété avant l'amélioration des obsessions et des compulsions, tandis que le DBS STN, tout en diminuant les obsessions et les compulsions, n'avait aucun effet sur les émotions. Cette observation est pertinente car l'humeur et l'anxiété sont des dimensions importantes des symptômes du TOC et les augmentations ou diminutions de la sévérité de l'anxiété ou de la dépression s'accompagnent généralement de changements parallèles dans la sévérité des obsessions/compulsions. Le striatum ventral, en plus d'être la première cible des sorties corticales OFC / ACC, reçoit des entrées des neurones dopaminergiques de l'amygdale et du mésencéphale, qui, ensemble, fournissent l'impulsion émotionnelle et motivationnelle pour un comportement dirigé vers un objectif. Le striatum ventral est donc dans une position unique, via son implication dans les circuits limbiques cortico-striato-thalamo-corticaux, pour influencer le traitement cognitif et moteur dans des circuits parallèles qui est préparatoire à la sélection d'action et se manifeste finalement dans les pensées et les actions. Denys et ses collègues ont proposé que VS/VC DBS influence les symptômes du TOC via son effet sur l'anxiété et l'humeur. Pour aller plus loin, les chercheurs émettent l'hypothèse que la stimulation des neurones striataux ventraux influence l'apprentissage par renforcement et le traitement des émotions, améliorant ainsi l'humeur et réduisant l'anxiété et entraînant une diminution de l'intensité des obsessions et des compulsions.

STN DBS, d'autre part, peut avoir un effet plus direct sur les obsessions et les compulsions. Le STN limbique, comme le striatum ventral, est dans une position unique pour influencer les sorties comportementales des circuits cortico-striatal-thalamo-corticaux. En effet, le STN reçoit une projection directe du cortex frontal inférieur droit qui agit comme une «voie hyperdirecte», dont l'activation annule le traitement neuronal dans la voie directe cortico-striato-pallido-thalamique. Cela entraîne l'inhibition des actes et des pensées en cours et planifiés. Les chercheurs émettent donc l'hypothèse que, via ce mécanisme inhibiteur, la stimulation des neurones du STN permet aux patients atteints de TOC d'interrompre leurs pensées et actions répétitives entraînant une diminution des obsessions et des compulsions.

En conséquence, la DBS sur les deux sites, en raison de mécanismes d'action différents, devrait être cliniquement plus efficace que la stimulation de l'un ou l'autre des sites seuls. Il s'ensuit également que s'il existe deux mécanismes médiant l'amélioration du TOC, cela devrait être évident dans différents modèles d'effets cognitifs et neurophysiologiques après la SCP. Dans l'étude proposée, les chercheurs testeront ces prédictions cliniquement et expérimentalement en utilisant des paradigmes conçus pour distinguer les deux mécanismes d'action hypothétiques.

L'objectif principal de la TCC est de permettre aux patients atteints de TOC d'obtenir un meilleur contrôle sur leur comportement afin qu'ils puissent inhiber leurs pensées et leurs actes répétitifs et passer à des alternatives plus significatives. On pense qu'un mécanisme anormal contribuant à une telle inflexibilité cognitive est l'émoussement de la valeur du renforcement positif et négatif normalement utilisé pour guider les réponses et dépendant des circuits neuronaux OFC-striataux intacts. Le dysfonctionnement de ce système de contrôle cognitif a été démontré chez des parents au premier degré cliniquement non affectés de patients TOC confirmant ainsi ce mécanisme comme un phénotype neurobiologique du TOC 15. Il est donc supposé que le DBS de VS/VC améliorera le traitement des stimuli de renforcement et que cela se traduira non seulement par une élévation de l'humeur et une réduction de l'anxiété, mais également par une flexibilité cognitive accrue. Les enquêteurs testeront cela en mesurant l'efficacité du VS/VC DBS sur les mesures cliniques de l'humeur, de l'anxiété, des obsessions et des compulsions et les relieront aux changements dans l'apprentissage par renforcement et le traitement émotionnel à l'aide de tâches cognitives sensibles au TOC qui mesurent la capacité à répondre de manière appropriée au renforcement. éventualités.

On pense également que les processus attentionnels contribuent à un contrôle comportemental altéré dans le TOC. La capacité d'arrêter ou d'inhiber les actes planifiés lorsque les circonstances environnementales changent dépend de la fonction de la voie hyperdirecte corticale inférieure droite-STN et peut être opérationnalisée en mesurant le temps de réaction du signal d'arrêt (SSRT). La découverte d'une prolongation spécifique de la SSRT chez les patients atteints de TOC et leurs parents au premier degré non affectés suggère que cette anomalie cognitive est également un phénotype du TOC. Bien que le substrat neuronal de ce mécanisme n'implique pas le circuit limbique cortico-striato-pallido-thalamique, des preuves récentes suggèrent que les systèmes neuronaux en dehors de ce circuit, impliquant le cortex frontal inférieur droit, sont altérés dans le TOC. Les chercheurs émettent donc l'hypothèse que STN DBS permet l'inhibition des pensées et des actes répétitifs dans le TOC en facilitant l'action de la voie hyperdirecte du cortex frontal inférieur droit au STN. Les enquêteurs testeront cela en mesurant l'efficacité de STN DBS sur les obsessions et les compulsions et les relieront aux changements de SSRT et de performance sur d'autres tâches sensibles à la fonction du cortex frontal inférieur droit qui mesurent la capacité à inhiber les tendances pré-puissantes.

Les symptômes du TOC et les troubles cognitifs peuvent être médiés par une excitabilité corticale anormale due à une plasticité synaptique aberrante de la dépression à long terme (LTD) et/ou à une réduction de l'inhibition intracorticale médiée par l'acide gamma-aminobutyrique (GABA). La stimulation magnétique transcrânienne (TMS) peut être utilisée pour mesurer ces processus neurophysiologiques en toute sécurité chez les patients subissant une DBS et il a été démontré que les deux anomalies se normalisent après la DBS dans d'autres troubles. Les enquêteurs utiliseront TMS pour évaluer ces processus neuronaux avant et après DBS chez les patients atteints de TOC et tester s'il y a des changements différentiels entre les deux sites DBS et si la combinaison VS/VC et STN DBS produit des améliorations plus vigoureuses compatibles avec notre hypothèse concernant la supériorité clinique. effets de cette condition. Les chercheurs mesureront l'inhibition intracorticale non seulement au repos, mais également pendant l'anticipation du renforcement, dont il a déjà été démontré qu'elle affecte l'excitabilité du cortex moteur et qui, selon les chercheurs, sera spécifiquement affectée par le DBS VS/VC.