Connectivité cérébrale et excitabilité corticospinale en réponse à une hypoxie modérée (NEUROXIE)

L'hypoxie désigne une condition dans laquelle la disponibilité en oxygène (O₂) est réduite par rapport aux conditions normales. Alors que l'hypoxie sévère est bien connue pour ses effets délétères, l'hypoxie modérée – en particulier lorsqu'elle est administrée de manière intermittente – peut produire des effets potentiellement bénéfiques sur la santé cardiométabolique, tels qu'une meilleure régulation de la pression artérielle et un métabolisme énergétique amélioré.

Les modèles animaux indiquent que l'hypoxie peut favoriser l'expression de facteurs neurotrophiques, stimuler la neuroplasticité et améliorer la fonction cérébrovasculaire. Chez l'humain, plusieurs études suggèrent que l'hypoxie intermittente induit des adaptations cardiométaboliques plus prononcées que l'hypoxie continue et pourrait améliorer certaines fonctions cognitives chez les personnes âgées. Des découvertes récentes indiquent également que l'hypoxie modérée modifie l'activité cérébrale spontanée au repos, en particulier dans la bande de fréquence alpha, suggérant une influence possible sur les réseaux cérébraux fonctionnels.

Cependant, les effets de l'hypoxie modérée sur la dynamique cérébrale au repos restent mal documentés chez l'humain. Une caractérisation détaillée des réponses électriques et hémodynamiques du cerveau est donc nécessaire pour mieux comprendre les processus adaptatifs potentiels impliqués et évaluer la pertinence de l'hypoxie intermittente comme intervention non pharmacologique pour optimiser la santé cérébrale.

L'objectif principal de ce projet est d'évaluer les effets de l'hypoxie modérée continue et intermittente sur la dynamique cérébrale au repos chez des individus en bonne santé. À cette fin, des enregistrements simultanés d'EEG et de fNIRS seront collectés afin d'extraire des marqueurs fonctionnels de l'activité cérébrale au repos. Un objectif secondaire est d'étudier l'impact de l'hypoxie modérée sur la connectivité cérébrale et l'excitabilité corticospinale.

Il s'agit d'une étude descriptive exploratoire monocentrique. Chaque participant sera évalué lors de trois sessions expérimentales (c'est-à-dire hypoxie intermittente, hypoxie continue et normoxie) séparées d'au moins une semaine et présentées dans un ordre pseudo-aléatoire. Pendant les périodes d'hypoxie, une saturation périphérique en oxygène (SpO₂) entre 85 % et 90 % sera ciblée.

• Session A : exposition à une hypoxie modérée continue (30 minutes)
• Session B : exposition à une hypoxie modérée intermittente (six cycles de 5 minutes d'hypoxie suivis de 5 minutes de normoxie)
• Session C : exposition à la normoxie pendant 30 minutes

Les participants seront équipés d'un casque permettant l'enregistrement simultané de l'activité EEG et des signaux hémodynamiques (via des mesures des concentrations d'oxyhémoglobine [HbO₂] et de désoxyhémoglobine [HbR]) à l'aide de la fNIRS. L'activité du premier muscle interosseux dorsal de la main dominante sera enregistrée par électromyographie de surface. Pendant les enregistrements (c'est-à-dire exposition à l'hypoxie ou à la normoxie), les participants resteront au repos, sans activité motrice ni stimulation cognitive spécifique.

L'excitabilité corticospinale sera évaluée à l'aide de la TMS avant et après chaque période d'exposition à l'hypoxie. Pour cela, nous mesurerons l'amplitude des potentiels évoqués moteurs dans le premier muscle interosseux dorsal de la main dominante suite à la stimulation du cortex moteur contralatéral à l'aide de la TMS à 120 % du seuil moteur au repos. Cette mesure sera complétée par l'évaluation de l'efficacité de trois mécanismes intracorticaux qui contribuent aux changements d'excitabilité du cortex moteur primaire : l'inhibition intracorticale à intervalle court et long (SICI et LICI, respectivement), ainsi que la facilitation intracorticale (ICF). Ces mesures seront obtenues à l'aide de protocoles de TMS à double impulsion.