Enregistrement et modulation de l'activité cérébrale par des électrodes de stimulation implantées de façon chronique (PDNeuroGAIT)

Ce projet vise à tirer parti des dernières innovations technologiques pour surveiller et moduler les états moteurs et neuronaux de manière chronique, afin de caractériser de manière exhaustive les déficits de marche dans la MP et de clarifier les améliorations introduites par la variation des paramètres DBS.

Les observations qui en résultent établiront une compréhension rigoureuse qui ouvrira de nouvelles voies pour la conception de stratégies DBS fondées sur des preuves et cliniquement pertinentes pour les déficits locomoteurs.

Les avancées sur l'utilisation d'implants neuronaux pour la neuromodulation électrique des structures cérébrales profondes ouvrent une opportunité unique de sonder la fonction des circuits dysfonctionnels chez les patients souffrant de divers troubles neurologiques.

À ce jour, des expériences aiguës utilisant des implants de stimulation cérébrale profonde (DBS), soit dans des configurations peropératoires, soit peu de temps après la chirurgie pendant les phases dites d'"externalisation", ont élargi notre compréhension des signatures neuronales qui sous-tendent diverses fonctions motrices et non symptômes moteurs et a aidé à optimiser les paramètres thérapeutiques pour mieux traiter ces déficiences.

Par exemple, les thérapies DBS dans la maladie de Parkinson (MP) ont été affinées au cours des dernières décennies sur la base d'expériences qui (i) ont exploré et découvert de manière synergique des lectures de performances de mouvement en réponse à des paramètres de stimulation changeants, (ii) ont identifié le biomarquage neuronal sous-jacent -kers à partir d'enregistrements de potentiels de champ locaux, et même (iii) testé des stratégies en boucle fermée capables de s'adapter en temps réel aux exigences spécifiques des patients.

Ces progrès ont été principalement appliqués (et ont réussi) à améliorer les signes moteurs du membre supérieur tels que les tremblements, la bradykinésie ou la rigidité, qui présentent des réponses dynamiques rapides aux changements de neuromodulation (de l'ordre de quelques minutes), et qui peuvent être étudié dans le contexte de tâches motrices simples utilisant des technologies attachées pendant que les patients sont assis ou couchés en toute sécurité. Ces conditions ont permis d'ajuster, d'ajuster et d'optimiser les paramètres basés sur des lectures simples et facilement mesurables du dysfonctionnement moteur, et d'enregistrer des signaux neuronaux avec un minimum d'artefacts liés au mouvement dans l'intervalle.

Malheureusement, ces conditions expérimentales simples ne s'appliquent pas à l'étude des signes moteurs axiaux, tels que la locomotion :

• Premièrement, les déficits de la marche sont multidimensionnels et de grande dimension : les déficiences ne se limitent pas seulement aux mouvements des jambes, mais affectent également de manière critique la coordination des membres inférieurs et supérieurs, les oscillations du tronc et du bassin, la posture et l'équilibre. Leur caractérisation nécessite donc des technologies de détection multimodales et des méthodes analytiques capables de capter simultanément tous ces aspects.
• Deuxièmement, l'émergence de déficits clés (par ex. blocage de la marche) nécessite des tâches comportementales plus exigeantes physiquement et potentiellement risquées, impliquant souvent de multiples répétitions d'allers-retours sur de plus longues distances ou dans des environnements qui ressemblent aux activités de la vie quotidienne. Les patients doivent donc être dans un état médical stable et les technologies doivent permettre d'enregistrer sans fil les états moteurs et neuronaux.
• Enfin, la modulation des circuits neuronaux contrôlant la marche a une dynamique considérablement plus lente en réponse aux changements de DBS (jusqu'à plusieurs heures10) que ceux contrôlant la fonction du membre supérieur, imposant ainsi que les protocoles de surveillance et de réglage soient étirés dans le temps pour capturer de manière appropriée ces changements.

Ces exigences mettent en évidence la nécessité d'étudier et de concevoir de nouvelles thérapies pour les déficits de la marche dans l'état chronique, en utilisant des technologies multimodales qui peuvent simultanément enregistrer les états neuronaux et moteurs à distance, en temps réel et pendant de longues périodes.

Ce projet vise à tirer parti des dernières innovations technologiques pour surveiller et moduler les états moteurs et neuronaux de manière chronique, afin de caractériser de manière exhaustive les déficits de la marche dans la MP pendant que les patients exécutent une gamme d'activités de la vie quotidienne, et de clarifier les améliorations apportées par la variation des paramètres DBS .

Au cours des dernières années, une poignée d'études ont proposé de nouveaux paradigmes de stimulation visant à mieux cibler les circuits neuronaux qui contrôlent la fonction des membres inférieurs pendant la marche11. Par exemple, les stratégies cherchaient à combiner différentes fréquences DBS ou à cibler des cibles anatomiques supplémentaires. Ils ont tous mis en lumière des résultats prometteurs, mais loin d'être concluants. À ce jour, les approches pertinentes pour l'intervention thérapeutique restent floues et les mécanismes sous-jacents largement inconnus. Les patients endurent encore toute leur vie des difficultés de marche débilitantes qui affectent gravement leur mobilité et leur indépendance au quotidien : ils se sentent souvent peu sûrs de quitter leur domicile en raison du risque élevé de blessures liées aux chutes, ont besoin d'une assistance personnelle et, en général, voient leur qualité de vie considérablement diminué.