Expériences EEG-IRMf pendant l'induction de l'anesthésie avec du propofol

Cette étude vise à étudier les processus neuronaux corticaux et sous-corticaux sains lors de l'induction d'une anesthésie générale au propofol, qui est cliniquement pertinente pour le délire postopératoire, un trouble cognitif courant, après une intervention chirurgicale chez les personnes âgées.

Les oscillations neuronales intrinsèques dans la bande de fréquence alpha (~ 8-13 Hz) peuvent être mesurées avec l'EEG, montrant la puissance la plus élevée (c'est-à-dire l'amplitude) dans les électrodes occipitales pendant l'état de repos, les yeux fermés. Sous anesthésie générale, notamment au propofol, la puissance de ces oscillations diminue dans le cortex occipital mais augmente dans le cortex frontal. Bien que ni les mécanismes exacts sous-jacents à la génération des oscillations alpha ni leur dynamique sous anesthésie ne soient entièrement compris, il a été suggéré que le thalamus pourrait jouer un rôle clé dans la modulation du déplacement de la puissance de la bande alpha dans le cerveau.

Le délire postopératoire (POD) est une complication après une intervention chirurgicale caractérisée par une déficience aiguë de la conscience, de l'attention et de l'éveil avec une évolution fluctuante. Ceci est répandu principalement chez les patients âgés, en particulier chez ceux souffrant de troubles neurocognitifs préexistants, de maladies neurodégénératives et chez ceux qui subissent des procédures complexes ou d'urgence. Malgré le fardeau fonctionnel et économique que ce trouble fait peser sur le patient et le système de santé, par exemple en augmentant la durée d'hospitalisation et le risque de mortalité, les options de traitement et les stratégies de gestion des risques restent limitées. Plusieurs de nos études précédentes et celles d'autres groupes ont mis en évidence le lien entre les oscillations alpha et les résultats cliniques liés au POD. Par exemple, une faible puissance alpha frontale - à la fois pendant l'entretien et à la sortie de l'anesthésie générale - est associée à un risque plus élevé de POD. Une faible puissance alpha frontale est également associée à une déficience neurocognitive préopératoire, un facteur de risque bien décrit de POD. La nature biochimique de cette association est encore inconnue ; le rôle du système cholinergique comme médiateur a été suggéré.

Par conséquent, une meilleure compréhension des mécanismes sous-jacents à la génération d’oscillations alpha et de leur dynamique sous anesthésie générale pourrait ouvrir de nouvelles portes aux options de diagnostic et de traitement de la POD.

Sur la base de nos expériences EEG-IRMf passées chez des sujets sains appliquant une stimulation visuelle à la fréquence alpha, les enquêteurs ont montré que (i) la stimulation visuelle utilisant une lumière vacillante rythmique à une fréquence spécifique évoque une réponse fiable dans le cerveau occipital, qui peut être mesurée par EEG et imagerie magnétique par résonance fonctionnelle (IRMf), (ii) la réponse à cette stimulation peut être évaluée via des analyses de potentiel évoqué/puissance/cohérence (EEG) ou des analyses de connectivité fonctionnelle (IRMf), et (iii) une stimulation du scintillement visuel à / proche de la fréquence alpha intrinsèque d'un sujet, connue sous le nom de « fréquence alpha individuelle » (IAF), génère une réponse dans les zones cérébrales au-delà du cortex occipital, telles que les régions frontales et pariétales et, plus important encore, le thalamus, suggérant une interaction avec - et une méthode pour évaluer les oscillations alpha intrinsèques.

Les enquêteurs proposent une étude EEG-IRMf simultanée dans laquelle de jeunes participants en bonne santé, anesthésiés au propofol, se voient présenter un paradigme de stimulation par scintillement visuel au niveau/autour de l'IAF du participant. Notre conception expérimentale comprend des enregistrements avant que le participant ne soit anesthésié (éveil pré-anesthésie) et pendant trois concentrations d'anesthésie différentes (faible, moyenne et profonde). La spectroscopie par résonance magnétique fonctionnelle sera acquise pendant l'état de repos dans tous les états. Un enregistrement d'éveil post-anesthésie au repos sans stimulation est également prévu. Cette approche a de nombreux avantages. Par exemple, l’acquisition simultanée permet de corréler la dynamique des oscillations alpha mesurées par EEG tout en ayant accès à une résolution de l’ensemble du cerveau via IRMf, y compris les zones sous-corticales comme le thalamus. Ceci est pertinent pour comprendre l’interaction entre les processus neuronaux corticaux et sous-corticaux générant des oscillations alpha.

De plus, il exploite le fait que notre modalité de stimulation au niveau de l’IAF améliore les processus alpha intrinsèques, ce qui peut potentiellement devenir un traitement pour réduire le risque de POD sous anesthésie. De plus, en acquérant des données de spectroscopie fonctionnelle, les enquêteurs peuvent détecter des changements biochimiques dans le cerveau au cours de chaque état. Enfin, notre conception expérimentale permet, d'une part, un suivi chronologique de la dynamique alpha lors de l'induction de l'anesthésie au propofol, et d'autre part, en acquérant des données après l'intervention, les enquêteurs auront un contrôle immédiat pour contraster avant et après l'anesthésie.

Pour la sécurité de nos participants, l'anesthésie au propofol sera titrée jusqu'à des concentrations profondes sans provoquer un état de suppression éclatée, en évitant l'intubation et l'assistance à la respiration artificielle.

Cette étude représente une étape essentielle vers la compréhension des processus alpha-oscillants dans le cerveau éveillé et anesthésié, pertinents pour le développement futur d'options potentielles de prévention/traitement pour le POD.