Évaluation neurophysiologique chez les patients atteints de sclérose en plaques

La sclérose en plaques (SEP) est une maladie démyélinisante du système nerveux central (SNC) dont la pathogenèse implique à la fois des événements démyélinisants et une neurodégénérescence. C'est l'une des causes les plus fréquentes d'incapacité chez les jeunes adultes. Elle se caractérise par différents phénotypes cliniques : actuellement, la forme récurrente-rémittente (RR), la plus fréquente, et les formes évolutives de SEP (primaire progressive -PP, secondaire progressive -SP) sont reconnues. La forme récurrente-rémittente est caractérisée par la présence d'événements cliniques aigus/subaigus, l'apparition de nouvelles lésions à l'imagerie par résonance magnétique (IRM) ou la fixation de gadolinium par une lésion nouvelle ou préexistante. Les formes progressives, quant à elles, présentent une lente accumulation du handicap dès le début (PP-MS), ou suivant une tendance récurrente-rémittente (SP-MS). L'échelle clinique principalement utilisée pour évaluer les patients atteints de SEP est l'échelle EDSS (Expanded Disability Status Scale). Actuellement, il existe plusieurs traitements disponibles pour le contrôle de la maladie et l'identification du bon choix thérapeutique peut conduire à un ralentissement important, jusqu'à la stabilisation, de l'évolution clinique de la maladie. Il est donc essentiel, compte tenu de l'existence de différentes stratégies thérapeutiques, de reconnaître précocement les patients qui répondent de manière sous-optimale à la thérapie. A ce jour, l'évaluation de l'efficacité du traitement repose sur des données cliniques et radiologiques. Plusieurs études ont tenté d'identifier de nouveaux marqueurs de handicap, mais aucun d'entre eux n'est entré dans l'utilisation clinique de routine. Dans ce contexte, le rôle possible de la neurophysiologie dans l'identification précoce des marqueurs de l'activité des maladies inflammatoires/dégénératives est décrit.

Parmi les méthodes neurophysiologiques potentiellement capables d'identifier la phase inflammatoire ou neurodégénérative de la maladie, les résultats les plus prometteurs ont été obtenus avec la stimulation magnétique transcrânienne (TMS) et l'électroencéphalographie (EEG). Ces méthodes, déjà largement utilisées en milieu clinique, se caractérisent par leur caractère reproductible, non invasif et peu coûteux. Grâce au développement de systèmes EEG compatibles avec la stimulation magnétique, il est possible d'étudier les potentiels corticaux évoqués par les TMS (TEPs). Les TEP constituent un indice expérimental sensible et reproductible d'excitabilité intracorticale et permettent l'identification d'altérations spécifiques de différentes conditions neurologiques. L'étude des TEP offre une meilleure performance que celle obtenue en utilisant les techniques simples, TMS et EEG, séparément.

Estimations neurophysiologiques de l'intégrité de la substance blanche Plusieurs preuves ont confirmé que les indices EEG de connectivité fonctionnelle sont influencés par le degré de myélinisation de la substance blanche. Parmi ces indices de connectivité EEG, la cohérence cortico-corticale est un indice de corrélation linéaire entre le signal oscillatoire de deux aires corticales et s'est révélée être un indice sensible de l'état de myélinisation du cerveau dans des conditions physiologiques et dans diverses pathologies neurologiques.

Des oscillations EEG distinctes dans les différentes bandes de fréquences ont révélé de nombreuses relations solides avec les états comportementaux, cognitifs et cliniques dans plusieurs études. Les modèles dynamiques oscillatoires spatio-temporels enregistrés par l'EEG sont d'importantes mesures dépendantes de l'état du cerveau de la dynamique néocorticale, y compris la connectivité fonctionnelle. La myéline est essentielle pour maintenir l'activité neuronale oscillatoire et l'entraînement entre les "générateurs" (par exemple, les assemblages cellulaires ou les réseaux à plusieurs échelles) dans les régions du cerveau séparées par des retards de conduction importants. On pense que la connectivité fonctionnelle telle qu'évaluée par l'EEG du cuir chevelu à grande échelle est fortement influencée par les voies de la substance blanche, en particulier les projections cortico-corticales. La cohérence de mesure de signal multicanal basée sur la transformée de Fourier standard est un coefficient de corrélation au carré exprimé en fonction de la fréquence; il peut fournir des mesures robustes de l'état cognitif et de la maturation ou de la maladie de la substance blanche (WM). L'intégrité WM détermine les retards de propagation (c'est-à-dire le moment) des entrées synaptiques dans un réseau cérébral déterminé permettant ainsi la synchronisation de phase des oscillations locales. Des changements relativement faibles dans les retards de conduction peuvent avoir des effets significatifs sur le couplage oscillatoire et la synchronisation de phase entre des régions cérébrales distantes. La perturbation de la synchronisation cérébrale contribue au dysfonctionnement de nombreux troubles neurologiques et psychiatriques. Par rapport à l'EEG du cuir chevelu, les méthodes EEG haute résolution (HR-EEG) utilisent des algorithmes informatiques (par exemple, image laplacienne ou dure-mère) pour fournir des estimations des potentiels de surface du cerveau ou de la dure-mère à environ 2-3 cm. Les mesures de connectivité fonctionnelle HR-EEG, comme la cohérence alpha et thêta à bande étroite (par exemple, 1 Hz), ont été liées à la propagation du signal cortico-cortical via (principalement) des axones myélinisés. Le temps de propagation entre les hémisphères est d'environ 30 ms à travers les fibres calleuses myélinisées et de 150 à 300 ms à travers les fibres non myélinisées. Une enquête sur la cohérence inter-hémisphérique enregistrée sur le cuir chevelu entre les zones sensorimotrices gauche et droite de la main à l'aide de l'EEG-HR a révélé une superposition d'activités rythmiques bilatéralement cohérentes et incohérentes dans la bande alpha. On peut s'attendre à ce que l'intégration synaptique soit fortement influencée par le degré de myélinisation des axones intercallosaux. L'EEG et l'HR-EEG combinés peuvent fournir des estimations de connectivité fonctionnelle complémentaires qui sont au maximum sensibles aux régions sources à grande échelle/globale (~ 5-10 cm) et intermédiaire/locale {-2-3 cm), respectivement. L'intégrité de la substance blanche est importante pour les connexions cortico-corticales et est essentielle à ces estimations de connectivité fonctionnelle, en particulier le couplage oscillatoire du cuir chevelu et la cohérence de phase des sources distantes.

La stimulation magnétique transcrânienne (TMS) est une technique de stimulation cérébrale non invasive. En produisant une impulsion magnétique de haute intensité, le TMS induit de brefs courants électriques qui peuvent exciter ou inhiber une petite zone du cortex cérébral. Cette propriété activatrice est classiquement utilisée sur le cortex moteur primaire (M1) pour produire des potentiels d'action le long du faisceau cortico-spinal et évoquer un potentiel moteur (MEP, moteur évoqué potentiel) dans la musculature controlatérale. Chez les patients atteints de SEP, l'EEG et la TMS sont largement utilisés comme outils de diagnostic pour prouver la démyélinisation au moyen d'un temps de conduction anormal le long des voies de la substance blanche, même chez les sujets ayant des IRM normales. De plus, lorsque le stimulus magnétique est délivré lors de la contraction musculaire volontaire du muscle cible de la stimulation, le TMS de M1 peut générer une brève interruption de l'activité d'électromyographie volontaire (EMG) à la fois controlatérale (CSP : contralateral silent period) et ipsilatérale (la « période de silence ipsilatérale »). période" -IpSP). LpSP est une mesure de l'inhibition motrice interhémisphérique qui s'est avérée altérée chez les patients atteints de SEP et de lésions calleuses.

Par rapport à l'enregistrement séparé des signaux EEG et ceux générés par le TMS, l'exécution simultanée des deux méthodes - TMS-EEG - permet l'enregistrement directement à partir du cuir chevelu des potentiels (TEP) évoqués par le TMS. L'enregistrement des TEP à partir de zones éloignées du site de stimulation permet d'obtenir des informations sur la connectivité du cortex stimulé. La "propagation du signal interhémisphérique" (ISP) est une mesure de la connectivité interhémisphérique basée sur la propagation des réponses TMS-EEG de l'hémisphère stimulé à l'hémisphère controlatéral. L'ISP est en corrélation avec l'intégrité microstructurale des microfibres calleuses et avec la dextérité de la main au cours du développement moteur.

Estimations neurophysiologiques de l'intégrité de la matière grise :

En ce qui concerne la pathologie de la matière grise (GM), les preuves obtenues à partir d'études TMS et EEG ont contribué à dévoiler le rôle du dysfonctionnement cortical dans la SEP. Des altérations des oscillations EEG considérées comme importantes dans l'intégration sensorimotrice et le contrôle moteur ont été associées à des troubles cliniques et à des modifications radiologiques chez les patients atteints de SEP. De plus, les protocoles TMS à impulsions appariées ont montré des altérations de l'excitabilité M1 chez les patients atteints de SEP et que ces altérations sont en corrélation avec l'incapacité clinique. Parmi les mesures de TMS-EEG, les TEP enregistrés localement reflètent l'état d'excitabilité et d'activation du cortex stimulé et donc le degré d'intégrité de la matière grise corticale.

En conclusion, les mesures EEG et TMS-EEG sont des outils puissants pour évaluer l'intégrité fonctionnelle de la MW et du GM chez les patients atteints de SEP. En tant que tels, l'EEG et le TMS-EEG fournissent également un cadre objectif potentiel pour évaluer systématiquement l'efficacité des thérapies modificatrices de la maladie (DMT) dans la SEP.

Objectifs et hypothèses de l'étude L'objectif principal de cette étude est l'évaluation des mesures neurophysiologiques TMS-EEG en tant que substituts de l'intégrité fonctionnelle de la matière grise et blanche chez les patients atteints de SEP. Les données obtenues seront comparées à celles d'un groupe de sujets sains comparables pour le sexe et l'âge. Les sujets sains seront identifiés comme ceux ayant un examen neurologique normal et des antécédents médicaux négatifs pour la morbidité. En combinant les variables neurophysiologiques avec les variables cliniques, on tentera d'identifier des marqueurs neurophysiologiques exprimant le degré d'incapacité des patients atteints de SEP (objectif principal). L'objectif secondaire est d'identifier les variables neurophysiologiques pouvant jouer un rôle prédictif des rechutes cliniques ou radiologiques de la pathologie et de l'état clinico-radiologique à long terme. Dans ce but, les mesures neurophysiologiques TMS-EEG seront répétées longitudinalement chez les patients participant à l'étude et corrélées avec les données cliniques et radiologiques selon la pratique clinique. Les marqueurs neurophysiologiques identifiés peuvent aider à identifier les patients en détérioration clinique ou avec une réponse sous-optimale au traitement.

Inscription : pour garantir un nombre adéquat de participants à l'étude et obtenir des données plus traçables aux conditions réelles, les enquêteurs collaboreront au recrutement avec d'autres centres MS (liste avec les responsables concernés ci-jointe). Toutes les évaluations neurophysiologiques seront effectuées dans notre département et notre centre en sera le coordinateur.

Tolérabilité de l'évaluation neurophysiologique Les méthodes neurophysiologiques retenues sont des procédures non invasives, largement utilisées et basées sur des outils couramment utilisés en pratique clinique. Ces méthodes sont indolores et donc facilement mises en œuvre dans une large population de sujets car elles sont sûres et sans effets secondaires.