EEG intracrânien pour tester comment la stimulation non invasive affecte la mémoire dépendante de l'hippocampe

Ce projet exploratoire combine une stimulation cérébrale non invasive avec des enregistrements électrophysiologiques invasifs/neurochirurgicaux chez l'humain afin d'identifier les mécanismes par lesquels une stimulation ciblant le réseau hippocampique affecte les performances de mémoire épisodique.
La dysfonction du réseau hippocampique est associée à des troubles de la mémoire épisodique dans diverses pathologies neurologiques et psychiatriques.
Les régions centrales de ce réseau, comme l'hippocampe, sont trop profondément enfouies dans le cerveau pour être directement affectées par des approches de neuromodulation non invasives bien validées.
La stimulation indirecte ciblée de l'hippocampe (« HITS ») surmonte cette limitation en ciblant l'hippocampe indirectement via des sites néocorticaux accessibles à la stimulation au sein du réseau hippocampique, où une stimulation magnétique transcrânienne structurée est appliquée.
HITS améliore de manière fiable les performances de mémoire épisodique et augmente l'activité IRMf du réseau hippocampique, y compris de l'hippocampe.
Cependant, on ne sait pas clairement comment HITS affecte l'activité neuronale pour produire ces effets.
Les performances mnésiques sont soutenues par une activité neuronale spatio-temporellement coordonnée du réseau hippocampique, comme la synchronisation de l'activité oscillatoire dans la bande de fréquence thêta.
Les chercheurs émettent l'hypothèse que HITS influence directement cette activité coordonnée au sein du réseau hippocampique.
Alternativement, HITS pourrait avoir divers effets non spécifiques, indirects ou neuromodulateurs qui ne sont pas nécessairement spécifiques au réseau hippocampique.
L'EEG intracrânien (iEEG) enregistré par des macroélectrodes profondes multicontacts chez des patients subissant des procédures neurochirurgicales offre la précision temporelle et spatiale requise pour tester l'hypothèse que HITS impacte directement l'activité du réseau hippocampique.
Les chercheurs réaliseront donc HITS chez des patients subissant un iEEG.
Ils détermineront l'impact de HITS sur l'activité du réseau hippocampique par rapport à celle de zones cérébrales non ciblées.
Pour tester si HITS influence la coordination de l'activité oscillatoire thêta particulièrement importante pour la mémoire, les chercheurs utiliseront un rythme de stimulation censé affecter au maximum cette activité (stimulation structurée en bouffées thêta) par rapport à des rythmes de contrôle, et administreront HITS pendant une tâche de mémoire par rapport à des périodes sans tâche.
Il s'agit d'un projet exploratoire idéal car HITS-iEEG possède une solide justification scientifique mais implique de nombreux défis techniques et logistiques encore à résoudre.
Le succès pourrait motiver des recherches très impactantes utilisant HITS-iEEG.
Par exemple, comprendre les mécanismes neuronaux par lesquels HITS améliore la mémoire épisodique pourrait éclairer la façon d'obtenir une amélioration mnésique via d'autres méthodes, comme la stimulation cérébrale profonde, des méthodes portables de stimulation électrique non invasive, ou les technologies de stimulation non invasive de nouvelle génération.
Ces futures recherches auraient un fort potentiel scientifique, en fournissant des tests causaux basés sur la stimulation des relations cerveau-comportement pour la mémoire.
Les résultats pourraient motiver une thérapie par stimulation cérébrale pour les troubles de la mémoire d'origine neurologique et psychiatrique.