Effets des champs électromagnétiques pulsés (PEMFS) sur l'hémodynamique cérébrale (EPOCH)

Des études humaines et animales ont rapporté l'influence bénéfique de l'exercice sur les fonctions cognitives et cérébrales. En conséquence, l'exercice attire de plus en plus l'attention de la recherche en tant que facteur de style de vie possible pour améliorer les fonctions neurocognitives.

Les champs électromagnétiques pulsés (CEMP) de basse fréquence et de faible amplitude récapitulent bon nombre des avantages de l'exercice en activant bon nombre des mêmes cascades de seconds messagers cellulaires activées par un apport mécanique (exercice), sans toutefois exercer de stress physique sur les cellules. Grâce à une série d'expériences in vitro et in vivo, les chercheurs ont montré qu'à des intensités de champ de 1 à 2 mT d'amplitude, le système CEMP stimule les muscles sans stresser physiquement les tissus et offre les avantages suivants : 1) ralentit la perte musculaire, 2) améliore la force musculaire et, 3) libère d'importants agents régénérateurs et stimulants du métabolisme.

La spectroscopie fonctionnelle dans le proche infrarouge (fNIRS) est une technologie d'imagerie optique relativement nouvelle qui utilise la lumière dans le spectre proche infrarouge pour surveiller de manière non invasive les réponses hémodynamiques évoquées par l'activité neuronale en mesurant les changements d'oxyhémoglobine (HbO) et de désoxyhémoglobine (HbR) concentrations dans le cortex cérébral. L'augmentation de l'apport sanguin dans la zone d'activation neurale entraîne généralement une augmentation de la concentration de HbO tandis qu'une diminution est observée dans l'HbR en raison de l'effet de lessivage du sang. Il a été démontré que les réponses HbO et HbR des mesures fNIRS sont spatialement et temporellement corrélées avec le signal dépendant du niveau d'oxygène dans le sang obtenu par IRMf. L'avantage du fNIRS par rapport aux autres modalités d'imagerie est qu'il est peu coûteux, non invasif, non ionisant et portable, ce qui en fait une modalité très populaire pour la mise en œuvre d'interfaces cerveau-ordinateur. OBELAB NIRSIT est un dispositif fNIRS haute densité disponible dans le commerce qui mesure optiquement les variations hémodynamiques du cortex préfrontal (PFC).

Les champs électromagnétiques pulsés à basse fréquence et à faible amplitude (CEMP) récapitulent bon nombre des avantages pour la santé de l'exercice en activant bon nombre des mêmes cascades de seconds messagers cellulaires activées par un apport mécanique (exercice), sans toutefois exercer de stress physique sur les cellules. Les fenêtres de réponse sont une règle largement méconnue dans les systèmes mécanobiologiques, selon laquelle les cellules sont les plus sensibles à une souche, une durée et une fréquence de stimulation données ; une plus grande contrainte de fréquence et de durée de stimulation plus élevées est trop stressante pour les cellules et entraîne des réponses nulles.

Les chercheurs ont montré que les CEMP obéissent également à une fenêtre d'efficacité électromagnétique avec des dépendances temporelles et fréquentielles d'une échelle similaire à celles requises pour la stimulation mécanique, ce qui confirme davantage la conclusion selon laquelle les CEMP activent les voies de mécanotransduction cellulaire. À des forces de champ de 1 à 2 mT d'amplitude, le système PEMF stimule les muscles sans stresser physiquement les tissus et vise à offrir les avantages suivants : 1) ralentit la perte musculaire ; 2) améliore la force musculaire et ; 3) libère d'importants agents régénérateurs et stimulants du métabolisme. En conséquence, cette étude étudiera les effets mimétiques de l'exercice des CEMP sur l'hémodynamique cérébrale et les performances cognitives via le ciblage musculaire. Les résultats de cette étude soutiendront les travaux futurs avec des patients présentant des déficits de mémoire, tels que des troubles cognitifs légers, pour éventuellement atténuer la progression de la maladie.