Contrôler la neuromodulation du réseau pour améliorer l'entraînement cognitif dans les lésions cérébrales traumatiques complexes (CONNECT-TBI)

Les commotions cérébrales causées par des mécanismes explosifs et non explosifs peuvent entraîner des symptômes post-commotionnels prolongés (SCP) avec des conséquences débilitantes pour le retour au service, l'indépendance fonctionnelle et la qualité de vie. Malheureusement, les modalités de réadaptation algorithmique sont d'une généralisabilité limitée et ont de petites tailles d'effet, potentiellement en raison d'un engagement limité de la cible, tandis que les médicaments sont modestement efficaces mais comportent des risques importants (par exemple, la dépendance).

Les symptômes cognitifs après un TCC sont courants et débilitants : contrairement à la sagesse conventionnelle, les TCC ne sont souvent pas « légers » en ce qui concerne l'invalidité, avec jusqu'à 22 % des patients signalant une altération fonctionnelle un an après la blessure. En particulier, les fonctions exécutives (telles que la mémoire de travail, le changement de jeu et l'inhibition de la réponse) semblent être plus sensibles aux dommages TBI et ont un impact plus important sur le fonctionnement global. Malgré les progrès de notre compréhension du SCP, aucun traitement ne cible encore les mécanismes présumés du TBI. Les médicaments tels que le méthylphénidate, bien que modestement utiles, ont des conséquences néfastes telles que la désinhibition et les effets cardiovasculaires, et il existe actuellement peu de preuves pour recommander une autre classe de médicaments. La réadaptation cognitive n'est que légèrement utile : depuis la réunion de 2009 des Centres de défense pour l'excellence de la santé psychologique et des lésions cérébrales traumatiques, peu de consensus a été atteint concernant l'utilité ou les moyens optimaux de prestation de la réadaptation des déficits cognitifs basée sur le thérapeute. Il est important de noter que plusieurs limites dans la base de données probantes ont entravé les progrès vers une approche normalisée des symptômes cognitifs post-TCC, notamment : 1) diverses interventions de réadaptation utilisées (c.-à-d., basées sur un thérapeute, sur ordinateur ); 2) diverses mesures de résultats étudiées ; et 3) le manque de généralisation des avantages pour le fonctionnement global. Les essais les plus récents d'interventions de réadaptation cognitive dans les populations militaires ont tenté de comparer ces différentes approches de réadaptation. Bien que ces études démontrent que les interventions de réadaptation cognitive peuvent améliorer les symptômes subjectifs et la qualité de vie après un TCC, il n'est pas clair comment cet avantage est obtenu, ni s'il cible réellement un mécanisme lié au TCC.

La neuromodulation peut accélérer la récupération cognitive : plusieurs études ont décrit l'utilisation de la tDCS dans le TBI pour les performances cognitives, ciblant presque toutes le nœud DLPFC gauche du CCN, avec des améliorations variables notées à partir d'une variété de protocoles de stimulation différents. Il convient de noter qu'une méta-analyse récente de la tDCS pour la mémoire de travail dans les populations neuropsychiatriques a montré que la tDCS anodale produit une amélioration significative de la précision de la mémoire de travail en ligne (pendant la stimulation) (différence moyenne standardisée = 0,77).

La rTMS est également prometteuse pour le traitement de la mTBI : la rTMS est une technique de neuromodulation puissante qui induit une neuroplasticité robuste, traite efficacement la maladie et est mieux caractérisée en termes de mécanisme d'action. Récemment, plusieurs petites études naturalistes et contrôlées ont été rapportées, indiquant que la SMTr excitatrice et inhibitrice est sans danger dans la population TCCm et peut améliorer les maux de tête post-commotionnels, la douleur chronique, les acouphènes et la dépression. Un récent essai négatif de SMTr non spécifique pour la cognition dans le TBI sévère met en évidence le besoin important de méthodes plus précises de sélection des patients, de sélection du traitement et d'engagement de la cible.

Les procédures de l'étude impliquent une visite de test de base, 16 visites de traitement et une visite de test post-traitement. Les participants seront également contactés 3 mois et 6 mois après le traitement pour un suivi.

Visite de test de base : les évaluations de l'étude pour la collecte d'informations démographiques, les données sur les antécédents et le TBI, les informations sur la gravité des symptômes et les tests neuropsychologiques seront effectuées lors de la visite de test de base. Les tests seront effectués par du personnel d'étude formé sous la supervision directe des co-investigateurs de l'étude.

Visite de base, IRM : les sujets subiront une IRM de 60 minutes à l'aide d'un scanner 3T Siemens Prisma sur les sites d'Albuquerque (MRN) et de Minneapolis (CMRR). Des images haute résolution pondérées en T1 et T2 (résolution 1 x 1 x 1 mm), DTI, pCASL, IRMf à l'état de repos et IRMf liée à la tâche seront collectées. Toutes les données anatomiques seront examinées par un neuroradiologue certifié en aveugle à l'identification du groupe. Tous les résultats positifs seront codés pour la présence, l'emplacement, la gravité et la pathologie de chaque anomalie, conformément aux CDE d'imagerie. Les participants subiront une IRM structurelle et fonctionnelle au repos et lors d'une tâche de mémoire de travail multisensorielle. Le MMWM est un test de performance continu dans lequel les sujets répondent à des séquences simultanées de stimuli visuels (carrés sur une grille) et auditifs (chiffres prononcés) en appuyant sur un bouton si les stimuli dans l'une ou les deux modalités sensorielles correspondent à un stimulus précédent (1-back ou 2-dos).

Séances de neuromodulation + formation (16 au total ; 1 heure chacune) : à Albuquerque, une fois la visite de référence terminée, les participants recevront soit une HD-tDCS active, soit une SMTr active, soit une stimulation factice du DLPFC gauche pendant un total de 30 minutes, 4 jours/semaine, pendant 4 semaines consécutives. Au cours des séances de neuromodulation, les sujets décriront des sensations physiques telles que des picotements ou des démangeaisons à l'aide d'une échelle de Likert ancrée en 10 points. L'administration de HD-tDCS sera arrêtée immédiatement si les sujets signalent un inconfort de 8 ou plus, ou si les sujets souhaitent arrêter à tout moment. Les sujets verront leur humeur, leur énergie, leur douleur et leur niveau d'excitation évalués à l'aide d'échelles visuelles analogiques à 10 points. Ces vérifications auront lieu toutes les dix minutes pendant la séance de stimulation.

HD-tDCS : Le stimulateur électrique transcrânien haute définition Star-Stim 8 sera utilisé pour administrer HD-tDCS. Le ciblage du DLPFC gauche sera effectué en utilisant un capuchon EEG standard ajusté parfaitement à la tête du sujet. Plusieurs positions du système 10-20 EEG seront mesurées et confirmées pour s'assurer que le capuchon est correctement orienté sur la tête. Des électrodes HD-tDCS rondes de 1 cm2 seront utilisées pour délivrer le courant anodique et recevoir le courant cathodique. Deux électrodes anodiques seront placées sur le cuir chevelu au-dessus du DLPFC déterminé de manière fonctionnelle, délivrant environ 1 mA de courant chacune, afin de réduire la sensation globale. Six électrodes de retour seront placées dans diverses positions autour des anodes. Le placement précis des électrodes pour chaque sujet sera déterminé en fonction du logiciel de modélisation actuel qui utilisera les images IRM T1 de chaque individu pour construire un modèle d'éléments finis tridimensionnel visant à maximiser la densité de courant dans le DLPFC tout en minimisant la densité de courant à l'extérieur. Le courant pour la condition de traitement sera appliqué à 2,0 mA pendant 30 minutes pour une charge totale délivrée de 60 mA-min. Le courant augmentera sur 1 minute au démarrage et diminuera sur 1 minute à la fin. Les impédances sont surveillées en temps réel pour chaque canal afin de s'assurer qu'elles ne dépassent pas les limites recommandées (par exemple, 200 kilo-ohms).

rTMS : les participants recevront 16 sessions de TMS dans le domaine fonctionnel du DLPFC identifié avec l'IRMf tout en effectuant une tâche de mémoire de travail. Un stimulateur magnétique transcrânien Magventure MagPro (Albuquerque, NM) et un stimulateur magnétique transcrânien Magstim Rapid 2 (Minneapolis, MN) seront utilisés pour administrer la SMTr active et factice au cortex préfrontal dorsolatéral gauche chez 54 vétérans et combattants (36 actifs, 18 factices). ) avec mTBI et symptômes cognitifs post-commotionnels. Lors de la première séance, une titration de la dose sera effectuée. Après s'être assis confortablement dans la chaise, la tête du sujet est maintenue avec un oreiller moulable, et on lui donne des bouchons d'oreilles pour se protéger contre le bruit de décharge de la bobine. Des sondes d'électromyographie de surface seront appliquées sur une peau propre au-dessus de la main droite au-dessus du premier muscle interosseux dorsal (FDI). Le point chaud du cortex moteur pour le muscle sera identifié avec un TMS à impulsion unique délivré à l'hémisphère controlatéral. Le seuil moteur au repos sera déterminé comme étant l'intensité de stimulation la plus faible nécessaire pour susciter un potentiel évoqué moteur répondant aux critères conventionnels de la TMS Clinical Society de 50 uV crête à crête dans 5 essais sur 10. Les données IRMf du sujet sont chargées dans l'ordinateur de suivi de neuronavigation pour localiser le point chaud fonctionnel dans le DLPFC. Une caméra infrarouge connectée à l'ordinateur de ciblage suivra les positions tridimensionnelles de la tête du sujet et de la bobine TMS en temps réel, via des marqueurs de suivi apposés. La bobine TMS est ensuite positionnée sur le front gauche à l'aide des données IRM co-enregistrées et des repères de tête identifiés. Dans chaque session, jusqu'à 1800 impulsions seront délivrées selon les paramètres classiques du TMS excitateur (par exemple, 60 trains de 10 impulsions triplettes, fréquence 5 Hz, durée du train 2 secondes, intervalle intertrain 8 secondes). L'intensité du champ magnétique sera de 120 % du seuil du moteur au repos. L'augmentation de l'intensité du champ magnétique peut être utilisée lors de la première session pour la tolérance. Les effets secondaires seront surveillés et l'angle de la bobine ajusté pour améliorer la tolérance si nécessaire sans compromettre le placement.

Faux : le groupe fictif (n = 36 au total) sera divisé : la moitié (n = 18) recevra un faux HD-tDCS et l'autre moitié (n = 18) recevra un faux rTMS. Les participants recevant un faux HD-tDCS recevront une rampe de courant jusqu'à l'intensité de l'intervention réelle en 30 secondes, puis le courant descendra à < 0,1 mA, une quantité qui s'est avérée n'avoir aucun effet physiologique. Avec 1 minute restante dans la session de stimulation, le courant augmentera jusqu'à sa pleine puissance en 30 secondes, puis diminuera en 30 secondes. Ce paradigme est utilisé comme condition de contrôle, plutôt que l'absence de stimulation, pour assimiler les aspects de la procédure (préparation et application des électrodes) et pour donner au participant un degré de sensation physique quelque peu similaire à celui de la stimulation réelle. groupe tout en restant bien en dessous du niveau suffisant pour affecter la fonction cérébrale et le comportement. Pour réaliser un double aveugle, la machine HD-tDCS est programmée pour randomiser la simulation par rapport à la stimulation active et garde une trace du protocole de stimulation pour une interrogation ultérieure. La Sham rTMS est livrée avec une fausse bobine, qui ne délivre aucun champ magnétique physiologiquement actif au cerveau. Il crée un son similaire à celui de la bobine rTMS active et comporte des électrodes qui entrent en contact avec la peau et délivrent un léger courant électrique qui ressemble aux sensations causées par les impulsions rTMS typiques. Le double aveugle est maintenu grâce à l'utilisation de codes de programme aléatoires attribués à chaque sujet et qui dictent le choix de la bobine pour le participant.

Tâches d'entraînement cognitif : pour tous les groupes, les participants recevront la batterie d'entraînement APT-3 pendant 30 minutes à chaque session, pendant le traitement et les simulations. Le matériel de chaque session sera déterminé à l'avance par le personnel de l'étude selon un programme prédéterminé, et le participant parcourra le matériel aussi efficacement que possible. Si la SMTr est administrée, la formation aura lieu une fois la SMTr terminée. Si HD-tDCS est donné, la formation aura lieu simultanément pendant que la stimulation se produit.

Visite post-traitement : Une fois les 16 séances de neuromodulation + formation terminées, les tests et les évaluations de la visite de référence sont répétés pour la visite post-traitement, y compris les tests neuropsychologiques, l'évaluation des symptômes et l'IRM. Les informations démographiques ne seront pas répétées.

Suivi à long terme (30 min chacun) : 3 mois et 6 mois après avoir reçu la neuromodulation et l'entraînement cognitif, les sujets seront contactés par téléphone et recevront des outils d'évaluation de la charge des symptômes et de la qualité de vie.