Impulsions ultrasonores focalisées de faible intensité (LIFUP) pour moduler la douleur

LIFUP utilise un seul grand concave ou plusieurs transducteurs à ultrasons dans un capuchon placé sur le cuir chevelu pour produire des sonications à haute fréquence (100 Hz) pendant 30 secondes à la fois pour 10 trains d'impulsions. Contrairement aux ultrasons diagnostiques traditionnels, qui transmettent constamment des ultrasons et « écoutent » l'écho pour former une image, LIFUP délivre les ultrasons en paquets ou en impulsions. Pour des raisons qui ne sont pas claires, les ultrasons pulsés provoquent la dépolarisation et le déclenchement des neurones. Les os bloquent généralement les ondes ultrasonores. Intelligemment, cependant, on peut délivrer les ultrasons à partir de plusieurs sources et utiliser le crâne comme lentille, pour façonner et focaliser le faisceau convergent plus profondément dans le cerveau.

L'utilisation clinique du LIFUP utilise donc des IRM prises avant la stimulation pour positionner et calculer comment de multiples pulsations ultrasonores vont converger en un endroit du cerveau (en tenant compte de la dispersion osseuse du faisceau depuis le crâne). Étant donné qu'un petit transducteur comme dans l'échographie diagnostique ne peut pas provoquer individuellement une décharge neuronale, avec LIFUP, le déclenchement neuronal peut être focalisé à la fois en profondeur (2-12 cm sous le capuchon ; à titre de comparaison, le TMS traditionnel peut stimuler 1-3,4 cm2 de profondeur (9, 10)) et focalement (aussi petit que 0,5 mm de diamètre et jusqu'à 1 000 mm ; la capacité d'une bobine TMS standard de 70 mm en forme de 8 disponible dans le commerce est d'environ 50 mm2 ; (9, 10)). Fait intéressant, la largeur d'impulsion de la fréquence porteuse de LIFUP (0,5 ms) est étonnamment similaire à celle utilisée dans toutes les autres thérapies de neuromodulation pulsée (DBS : 0,6 ms, ECT : 0,5 ms ; TMS : 0,2 ms ; VNS : 0,5 ms), suggérant que ce délai est mécaniquement significatif. Ceci est un bon exemple de la science de fond commune de la stimulation cérébrale qui transcende les méthodes individuelles.

Les chercheurs ont examiné les effets de LIFUP dans des contextes précliniques et cliniques, confirmant sa capacité à stimuler en toute sécurité le tissu neural (11-14), proposant des mécanismes cellulaires pour son efficacité (13-19) et utilisant maintenant LIFUP chez des patients humains (20). Monti et al. (2016) ont décrit une étude de cas dans laquelle ils ont utilisé LIFUP pour stimuler le thalamus d'un patient comateux.(20). Deux évaluations pré-LIFUP ont évalué le patient comme étant dans un état de conscience minimale (MCS). Après sonication, le patient a récupéré ses fonctions motrices et oromotrices le lendemain, progressant vers la compréhension complète du langage et la communication en hochant la tête et en secouant la tête. Cinq jours après LIFUP, le patient a tenté de marcher. Bien que cette étude n'ait été ni en aveugle ni contrôlée de manière fictive, la première application thérapeutique du LIFUP chez un patient humain a été encourageante et nous nous attendons à d'autres applications thérapeutiques du LIFUP et à d'éventuels essais cliniques à l'avenir. Si LIFUP continue de montrer un potentiel clinique, il a le potentiel de supplanter le rôle de DBS sans nécessiter de chirurgie. Le principal obstacle au remplacement de DBS par LIFUP pour les applications cliniques est que, dans l'ensemble, DBS est utilisé de manière à ce que l'appareil soit inséré et allumé en permanence sans tenter de modifier fondamentalement la dynamique ou le comportement du circuit afin que vous puissiez retirer l'appareil. Évidemment, les patients ne peuvent pas porter en permanence un casque LIFUP. Cependant, dans la mesure où nous apprenons à stimuler de manière à modifier de manière permanente le comportement du circuit (LTD ou LTP) sans ablation, nous pourrons peut-être substituer plusieurs séances de LIFUP qui peuvent entraîner et recâbler le cerveau au lieu d'implanter du matériel de manière permanente. LIFUP peut certainement stimuler de manière profonde et focale et de manière non invasive et peut donc constituer une prochaine étape clé dans le domaine de la stimulation cérébrale.

Informations sur l'intervention à étudier. Nous utiliserons le dispositif de pulsation à ultrasons focalisés de faible intensité Brainsonix. (BX Pulsar 1001). Veuillez consulter la description du fabricant (résumé technique) ainsi que les annexes concernant la sécurité réelle de l'appareil lui-même.