Altérations de la communication neuro-musculaire dans les maladies du motoneurone : un bio-marqueur pour un diagnostic précoce et personnalisé (MotorMarker)

La sclérose latérale amyotrophique (SLA) ou maladie du motoneurone (MND) est une maladie neurodégénérative terminale, qui entraîne une perte progressive de la fonction motrice. Le traitement de la SLA reste un défi non résolu et malgré des recherches intensives, le diagnostic et la thérapie ne sont pas encore suffisamment personnalisés . Les nouvelles thérapeutiques et la qualité des soins après le diagnostic peuvent être améliorées par un diagnostic précoce au niveau de chaque patient, permettant des soins sur mesure et un traitement individualisé.

Pour personnaliser le diagnostic, il existe un besoin de biomarqueurs quantitatifs fiables, permettant de détecter précocement l'apparition de la maladie et de distinguer les différents sous-types de la maladie. Plus précisément, plusieurs biomarqueurs ont été étudiés pour une utilisation dans la SLA, notamment l'estimation du nombre d'unités motrices (MUNE), l'indice du nombre d'unités motrices (MUNIX), l'excitabilité corticale dans la stimulation magnétique transcrânienne (TMS), la cohérence intermusculaire EMG, la résonance magnétique (MR) et d'autres techniques d'imagerie, et les signatures EEG. Cependant, l'utilité diagnostique de ces techniques, notamment les enregistrements peu invasifs et peu coûteux de l'activité électrique musculaire -électromyographie de surface bipolaire ou haute densité (sEMG), et de l'activité électrique cérébrale -électroencéphalographie de surface (sEEG)-, est limitée : les biomarqueurs sont pas fortement lié aux mécanismes neurophysiologiques affectés dans la SLA.

Le système moteur humain comprend 2 sous-systèmes : le système moteur α innerve directement les motoneurones et les interneurones spinaux et le système γ qui module les capteurs des boucles réflexes de rétroaction des muscles pour contribuer indirectement aux activations musculaires. Ces 2 systèmes forment un réseau de communication et de contrôle neuromusculaire, à travers lequel les signaux neuronaux sont communiqués vers et depuis les muscles pour un mouvement coordonné. Dans la SLA, il y a une perturbation de la fonction des motoneurones supérieurs et inférieurs. Dans les neurones moteurs inférieurs, la dégénérescence du système moteur α commence avant le système γ, modifiant ainsi la contribution relative des systèmes α et γ qui déforme les schémas de communication neuromusculaire dans les mouvements. Il est donc intéressant de distinguer et de dissocier les signatures électrophysiologiques qui reflètent les schémas de communication du réseau sensorimoteur appartenant à chaque sous-système en fonction et en dysfonctionnement, qui à leur tour peuvent agir comme biomarqueurs. Dans des sous-groupes spécifiques de la SLA, c'est-à-dire Sclérose latérale primaire (PLS) et atrophie musculaire progressive (PMA) - il existe une dégénérescence sélective des motoneurones supérieurs ou inférieurs, respectivement. Par conséquent, des changements plus spécifiques dans les modèles de communication réseau sont à prévoir.

Pour analyser les caractéristiques cybernétiques (communication, contrôle et transfert d'informations), les signaux électrophysiologiques doivent être analysés à partir de plusieurs points du système neuromusculaire comme un réseau interconnecté. Ceci peut être réalisé par un enregistrement conjoint et une analyse avancée de la co-variabilité des schémas dans l'EMG/EEG, par ex. cohérence cortico-musculaire (directionnelle) et influences du réseau directionnel, lors de tâches motrices fonctionnelles. On suppose que les mesures de communication neuromusculaire basées à la fois sur l'EEG et l'EMG (indicateurs de changement physiopathologique, mesurés en tant que réseau) reflètent mieux l'apparition et les sous-types de SLA que les mesures basées sur l'EEG ou l'EMG isolément (indicateurs de changement structurel, mesurés aux nœuds) .

Une discrimination réussie des signatures électrophysiologiques peut être utilisée pour diagnostiquer la SLA, ce qui peut également être utile en termes de meilleurs soins aux patients et de développement de nouvelles rééducations neuromotrices.