Utilisation de la stimulation magnétique transcrânienne dans le dysfonctionnement cognitif postopératoire chez les personnes âgées

La dysfonction cognitive postopératoire (POCD) est une condition très répandue avec des impacts cliniques, sociaux et financiers importants pour les patients et leurs communautés. Les déficiences cognitives postopératoires (PO) ont généralement été divisées en troubles à court et à long terme. Le délire, un trouble à court terme, est défini selon le Manuel diagnostique et statistique des troubles mentaux V (DSM-V) comme une déficience de l'attention, de la conscience et de la cognition, fluctuant tout au long de la journée et affectée par des facteurs endogènes et exogènes. Son incidence est de 37 à 46 %, en fonction du type d'intervention chirurgicale pratiquée, avec des rapports allant jusqu'à 51 %. En revanche, le terme POCD a été utilisé pour désigner tout nouveau signe de déficience cognitive qui dépasse le temps prévu de récupération des effets aigus de la chirurgie et de l'anesthésie, étant considéré comme à long terme. Parmi les patients PO hospitalisés âgés de 60 ans ou plus, des taux allant jusqu'à 40 % ont été observés. Compte tenu du vieillissement de la population lié à une demande croissante de chirurgie, il est nécessaire d’identifier les facteurs qui augmentent le risque de POCD, l’âge étant le principal facteur de risque. Le déficit cognitif léger (MCI) est l'un des principaux facteurs de risque et est défini comme un déclin cognitif par rapport à un niveau de performance antérieur dans un ou plusieurs domaines cognitifs (attention complexe, fonction exécutive, apprentissage et mémoire, langage, perceptivo-moteur ou social). cognition), en fonction des préoccupations de l’individu, du soignant ou du clinicien. Toutefois, ces changements n’interfèrent pas avec la capacité d’être autonome dans les activités quotidiennes. Le taux de conversion du MCI en démence est de 10 à 15 % par an, quelle que soit l’influence éventuelle de l’anesthésie et de la chirurgie. Cependant, il existe des preuves selon lesquelles l'anesthésie et la chirurgie pourraient exacerber les mécanismes pathologiques de la maladie d'Alzheimer, ce qui pourrait potentiellement augmenter ce taux de conversion. Des maladies cérébrales, cardiaques ou vasculaires préexistantes, un faible niveau d’éducation et la consommation d’alcool sont également des facteurs de risque fréquents. Des facteurs iatrogènes semblent également contribuer au POCD. Certains articles spéculent que le POCD chez les personnes âgées est attribuable à l'utilisation de benzodiazépines (BZD) et d'anticholinergiques (AC), tandis que d'autres suggèrent que le POCD est indépendant du type de chirurgie ou d'anesthésie utilisée et résulterait d'une fragilité cérébrale préexistante. Bien qu'une fluctuation transitoire de la cognition au cours de la période postopératoire ne soit souvent pas considérée comme préoccupante, il est important de noter que le POCD prédit l'apparition d'une démence future et peut contribuer à une neurodégénérescence chronique, en particulier lors d'interventions chirurgicales répétées. Les changements cognitifs PO peuvent clairement conduire à une la perte d'autonomie des personnes âgées, prolonge les séjours hospitaliers, génère des coûts médicaux élevés et augmente la mortalité, ce qui en fait un problème sanitaire et social grave qui ne peut être ignoré. Les théories actuelles sur les mécanismes sous-jacents du POCD mettent en évidence le rôle de l’inflammation et de l’activation immunitaire. La chirurgie elle-même induit des processus inflammatoires, une expression localisée et systémique de cytokines pro-inflammatoires et de molécules de signalisation. Les lésions tissulaires après une intervention chirurgicale déclenchent la libération d'IL-1 et de TNF- par les cellules endothéliales et les phagocytes, dont les niveaux élevés induisent la production d'IL-6, augmentant ainsi l'étendue du traumatisme tissulaire et déclenchant une cascade d'événements. La cascade inflammatoire formée et la libération de cytokines atteignent le système nerveux central et ont une relation directe avec l'hippocampe. Cette région du cerveau contient le plus grand nombre de récepteurs de cytokines, possède la plus grande densité de récepteurs d'IL-1, et bien que les niveaux physiologiques de cette cytokine soient essentiels pour une mémoire et des processus d'apprentissage optimaux dans l'hippocampe, des niveaux excessifs ont été associés à une diminution de la fonction cognitive dans modèles animaux. L'hippocampe semble particulièrement vulnérable aux effets nocifs des médiateurs inflammatoires systémiquement élevés en raison de la forte densité de récepteurs TNF et de nombreux autres récepteurs à la surface des cellules endothéliales dans cette région du cerveau. Le mécanisme sous-jacent aux troubles de l'apprentissage et de la mémoire résultant de niveaux excessifs d'IL-1 et d'autres médiateurs inflammatoires dans l'hippocampe implique des effets néfastes sur la potentialisation à long terme (LTP) et la neurogenèse dans cette région du cerveau, comme démontré dans plusieurs modèles animaux. La réserve cognitive est un facteur de protection pour le développement de changements cognitifs PO et ses niveaux accrus sont fortement protecteurs contre l'incidence de la démence ; y compris des niveaux d'éducation plus élevés, une plus grande complexité professionnelle, un QI prémorbide et une préférence pour les activités de loisirs mentalement stimulantes. Des études chez des humains en bonne santé cognitive ont également montré que l’exercice physique améliorait la cognition globale et était associé à une augmentation du volume de matière grise, tandis que l’exercice cognitif était associé à une perte de mémoire réduite. Les techniques de stimulation cérébrale non invasive (NIBS) sont largement utilisées en recherche et en pratique clinique, impliquant la modulation de l'excitabilité et de l'activité cérébrale, qui peuvent augmenter ou diminuer en fonction des paramètres utilisés, comme la stimulation magnétique transcrânienne (TMS). De nombreux modèles expérimentaux in vitro et in vivo prouvent que la TMS répétitive (rTMS) peut améliorer la potentialisation à long terme (LTP). La LTP est une augmentation durable de la transmission du signal entre deux neurones résultant d'une stimulation synchrone. C'est l'un des nombreux phénomènes contribuant à la plasticité synaptique. On pense que la mémoire est codée en modifiant la force synaptique, de sorte que la LTP est largement considérée comme l'un des principaux mécanismes cellulaires sous-jacents à l'apprentissage et à la mémoire. Ces améliorations de la plasticité neuronale sont observées parallèlement à des performances améliorées sur les mesures cognitives dépendantes de l'hippocampe. La base fondamentale du fonctionnement cérébral réside dans les oscillations cérébrales dans diverses gammes de fréquences. Plusieurs études fournissent des preuves étayant l’idée selon laquelle la modulation d’oscillations de fréquence spécifiques peut altérer la cognition chez les individus en bonne santé. De plus, la SMTr a été utilisée pour améliorer la fonction cognitive par le même mécanisme. En particulier, plusieurs études suggèrent que la SMTr focale pourrait favoriser l'altération et la synchronisation des oscillations du cerveau humain et révéler des changements dans la cognition. Selon Hoy et ses collègues, la synchronisation neuronale fait référence à l'activation coordonnée des régions cérébrales connectées, considérée comme essentielle à l'intégration des réseaux neuronaux et aux performances cognitives. En d’autres termes, la SMTr peut constituer une approche efficace d’altération oscillatoire susceptible d’améliorer des fonctions cognitives spécifiques telles que l’attention et la perception. De nouvelles formes de rTMS ont récemment été développées, notamment la stimulation Theta Burst (TBS), une nouvelle forme accélérée de stimulation qui imite plus fidèlement les schémas de déclenchement naturels du cerveau et peut avoir des effets plus importants sur les performances cognitives. Les sessions TBS ne durent généralement que 3 à 10 minutes, par rapport aux sessions rTMS conventionnelles. Des traitements quotidiens plus rapides avec TBS peuvent permettre une capacité de traitement accrue et une réduction des coûts par séance. Des améliorations de la fonction cognitive utilisant le Theta Burst intermittent (iTBS) par rapport à celles utilisant la SMTr traditionnelle ont été constatées et peuvent être dues à des oscillations endogènes. Il est important de noter que les bandes thêta et gamma ont été liées aux processus de mémoire de travail. Les oscillations jouent un rôle essentiel dans l'intégration des différentes régions cérébrales nécessaires à la mémoire de travail, avec une activité synchrone entre les régions pariétales préfrontales et postérieures associée à un codage réussi de la mémoire de travail. Les résultats actuels sont prometteurs, révélant un effet plus substantiel de l’iTBS par rapport au meilleur protocole rTMS conventionnel étudié jusqu’à présent. Ces résultats indiquent que l'iTBS pourrait constituer un protocole plus approprié et accéléré pour la promotion cognitive chez les patients diagnostiqués avec des déficits cognitifs liés à des maladies telles que la maladie d'Alzheimer et des troubles cognitifs vasculaires. Cependant, d’autres études basées sur des patients présentant des déficits cognitifs sont nécessaires pour explorer les effets de l’iTBS sur la cognition dans des contextes réels et chez différents patients. Par conséquent, l'objectif de ce projet est d'explorer de nouvelles approches du dysfonctionnement cognitif postopératoire, en se concentrant sur sa prévention à l'aide de techniques de stimulation magnétique cérébrale. Jusqu'à présent, aucune étude d'intervention pré- et postopératoire n'a montré de résultats solides dans la prévention de cette condition clinique.