Neurostimulation et plasticité post-AVC
Les lésions cérébrales résultant d’un accident vasculaire cérébral (AVC) sont la principale cause de handicap neurologique acquis. En dehors de la rééducation physiothérapeutique, il n’existe pas de traitement efficace et standardisé pour amplifier la restitution des circuits neuronaux détruits par la lésion.
Nos recherches se focalisent sur le cortex péri-lésionnel, dont l’inhibition excessive entrave la formation de nouveaux circuits neuronaux nécessaires pour restaurer les fonctions perdues. Afin de comprendre les mécanismes de réparation neuronale et de plasticité cérébrale de cette région environnant la lésion, nous caractérisons l’activité neuronale de ce cortex en souffrance, en lien avec son environnement glial (notamment la réactivité astrocytaire), et cellulaire (où le GABA est excédentaire). Nous portons une attention particulière aux oscillations cérébrales, fluctuations rythmiques de l’excitabilité neuronale synchronisant l’activité cérébrale, et surtout aux oscillations gamma (30 – 80 hz) dont la puissance est fortement et spécifiquement déprimée aux abords de la lésion, en corrélation avec la récupération fonctionnelle.
Pour normaliser cette activité cérébrale anormale, nous concentrons nos efforts sur la neurostimulation, et particulièrement sur la stimulation du nerf vague (SNV). De manière surprenante, l’envoi d’impulsions électriques indolores à travers ce nerf crânien améliore la récupération fonctionnelle des patients sans provoquer d’effets secondaires majeurs. Cependant, le mécanisme par lequel ce traitement neuromodulateur améliore la neuroplasticité n’est pas connu.
Ainsi, la recherche autour de cette thématique, née de dialogues entre scientifiques et cliniciens (pour certains pratiquant la SNV), vise à comprendre les mécanismes de réparation neuronale et de plasticité cérébrale dans le cortex environnant la lésion, avec ou sans SNV, afin d’optimiser la récupération post-AVC. Compte tenu de la similarité des principes neuroplastiques à l’œuvre après un AVC ou toute lésion cérébrale acquises, nos découvertes contribueront à faire progresser le développement et la validation de la SNV pour un large panel de neuropathologies.
Projets en cours
Quelques jours ou semaines après un accident vasculaire cérébral ischémique, la zone péri-lésionnelle adjacente au tissu nécrosé présente une réorganisation synaptique très intense visant à retrouver les fonctions perdues. Afin d’améliorer la récupération fonctionnelle, il est important de comprendre les mécanismes qui soutiennent la réparation neuronale et la neuroplasticité dans le cortex entourant la lésion. Les oscillations cérébrales du potentiel de champ local (LFP) sont des fluctuations rythmiques de l’excitabilité neuronale qui synchronisent l’activité neuronale pour organiser le traitement de l’information et la plasticité. Bien que l’activité oscillatoire du cerveau ait été étudiée après un accident vasculaire cérébral chez l’animal et chez l’homme à l’aide de l’électroencéphalographie (EEG), cette dernière est inefficace pour cartographier précisément les changements oscillatoires dans la zone péri-infarctus où le potentiel de plasticité synaptique est élevé.
Notre hypothèse est que le système oscillatoire cérébral est altéré dans le cortex péri-lésionnel survivant, ce qui peut ralentir la réparation fonctionnelle et réduire la récupération. Nous avons précédemment montré que les oscillations delta et thêta conservaient une puissance normale dans le cortex péri-lésionnel, contrairement aux faibles oscillations gamma qui présentaient une diminution progressive à l’approche de la limite de la lésion. De plus, nous avons trouvé une forte corrélation entre cette altération et la réccupération fonctionnel chez la souris ischémiée. Ainsi, le cortex péri-lésionnel proximal pourrait devenir la cible d’interventions thérapeutiques visant à corriger le régime oscillatoire afin de stimuler la récupération fonctionnelle post-AVC.
Responsable : Dr. Julien CHUQUET
Les lésions cérébrales résultant d’un accident vasculaire cérébral (AVC) sont la principale cause de handicap neurologique acquis. En dehors de la rééducation physiothérapeutique, il n’existe pas de traitement efficace et standardisé pour amplifier la restitution des circuits neuronaux détruits par la lésion. L’identification de nouvelles stratégies de « neuroréparation » efficaces et cliniquement crédibles constitue un défi majeur. Une solution émergente est la stimulation du nerf vague (SNV). De manière surprenante, l’envoi d’impulsions électriques indolores à travers ce nerf crânien améliore la récupération fonctionnelle des patients sans provoquer d’effets secondaires majeurs. Cependant, le mécanisme par lequel cette méthode améliore la neuroplasticité n’est pas connu. La SNV est donc utilisée de manière empirique, sans standardisation.
Pour mieux appréhender son potentiel thérapeutique, il est essentiel de comprendre comment la SNV, appliquée pendant la période critique de la récupération suivant l’AVC, peut améliorer la plasticité cérébrale. Sur la base des concepts récents de plasticité post-AVC, nous suggérons que la SNV normalise l’activité corticale de la région péri-lésionnelle, en périphérie du tissu nécrosé suite à l’AVC. Cette correction permettrait ainsi d’optimiser la plasticité cérébrale afin de reconstruire des réseaux neuronaux fonctionnels, nécessaire au réapprentissage du geste perdu. Ces travaux s’inscrivent dans une volonté de caractériser les mécanismes d’action de la SNV afin de raffiner les protocoles actuellement pratiqués en clinique, et dans l’espoir d’en faire la prochaine génération de traitement de réadaptation post-AVC.
Responsable : Dr. Julien CHUQUET
Dans le cadre de la recherche d’un traitement, l’efficacité pro-plastique doit se traduire par un gain fonctionnel dans l’exécution d’une tâche. Ainsi, des tests comportementaux sont nécessaires afin de déterminer si la stimulation du nerf vague améliore la récupération post-ischémie chez le rongeur. Ils permettent de mettre en évidence l’évolution au cours du temps du déficit et de la récupération des fonctions sensorimotrices suite à l’ischémie.
La difficulté est cependant d’élaborer, chez la souris, des tests sensori-moteurs permettant de mesurer la dégradation et la récupération de circuits corticaux spécifiques d’un geste complexe, comme ceux de la dextérité, souvent défaillante chez les patients victimes d’AVC. Nous nous intéressons particulièrement au mouvement de préhension des rongeurs, car il présente de fortes homologies avec les gestes de dextérité quotidiennement effectués par l’homme dont la motricité des doigts et du pouce est particulièrement affectée après un AVC.
Ainsi, nous cherchons à mettre en place de nouveaux tests comportementaux qui pourraient permettre de montrer ultérieurement un bénéfice de la SNV sur la récupération sensorimotrice chez la souris.
Responsable : Dr. Julien CHUQUET
