Une étude quantifie le risque de crise en stimulant le thalamus chez des souris éveillées

L’idée de stimuler électriquement une région du cerveau appelée le thalamus central a gagné en popularité parmi les chercheurs et les cliniciens car elle peut aider à réveiller les sujets d’un état d’inconscience induit par un traumatisme crânien ou une anesthésie, et peut stimuler la cognition et les performances chez les animaux éveillés. Mais cette méthode, appelée CT-DBS, peut avoir un effet secondaire : des crises d’épilepsie.

Une nouvelle étude menée par des chercheurs du MIT et du Massachusetts General Hospital (MGH), qui ont testé la méthode sur des souris éveillées, quantifie la probabilité de crises à différents courants de stimulation et prévient qu’elles se produisent parfois même à de faibles niveaux. Stimulation cérébrale.

« Il est important de comprendre la production et la prévalence de ce type d’activité épileptique, car les thérapies basées sur la stimulation cérébrale sont de plus en plus utilisées », a déclaré le co-auteur principal Emery N. Brown.

Dans le cerveau, les crises associées à la TDM-SCP se produisent sous forme de « crises électrographiques », qui sont des décharges de tension entre les neurones sur un large spectre de fréquences. Sur le plan comportemental, elles se manifestent par des « crises d’absence » au cours desquelles le sujet semble avoir un regard vide et se fige pendant environ 10 à 20 secondes.

Dans leur étude, les chercheurs espéraient déterminer un courant de stimulation CT-DBS – dans une plage cliniquement pertinente de moins de 200 microampères – en dessous duquel les crises pourraient être évitées de manière fiable.

À la recherche de ce courant idéal, ils ont développé un protocole consistant à démarrer de brèves séances de CT-DBS à 1 microampère, puis à augmenter progressivement le courant jusqu’à 200 microampères jusqu’à ce qu’ils trouvent un seuil où une crise électrographique se produit. Une fois ce seuil trouvé, ils ont ensuite testé une période de stimulation plus longue au niveau de courant le plus bas suivant dans l’espoir qu’une crise électrographique ne se produise pas. Ils ont fait cela pour une variété de fréquences de stimulation différentes.

À leur grande surprise, des crises électrographiques se sont encore produites dans 2,2 % des cas au cours de ces essais de stimulation plus longs (soit 22 fois sur 996 tests) et chez 10 souris sur 12. À seulement 20 microampères, les souris ont encore connu des crises dans 3 des 244 tests, soit un taux de 1,2 %.

« C’est quelque chose que nous devions signaler car c’était vraiment surprenant », a déclaré Francisco Flores, co-auteur principal, chercheur affilié au Picower Institute et au CBMM, et professeur d’anesthésie au MGH, où Brown est également anesthésiste. Isabella Dalla Betta, associée technique au Picower Institute, a codirigé l’étude.

La fréquence de stimulation n’a pas d’importance pour le risque de crise, mais le taux de crises électrographiques augmente avec le niveau de courant. Par exemple, cela s’est produit dans 5 des 190 tests à 50 microampères et dans 2 des 65 tests à 100 microampères. Les chercheurs ont également constaté que lorsqu’une crise électrographique se produisait, elle se produisait plus rapidement à des courants plus élevés qu’à des niveaux plus faibles.

Enfin, ils ont également observé que les crises survenaient plus rapidement si le thalamus était stimulé des deux côtés du cerveau plutôt que d’un seul côté. Certaines souris présentaient des comportements similaires à ceux d’une crise d’absence, tandis que d’autres devenaient hyperactives.

On ne sait pas exactement pourquoi certaines souris ont connu des crises électrographiques à seulement 20 microampères alors que deux souris n’ont pas connu de crises même à 200. Flores a émis l’hypothèse qu’il pourrait y avoir différents états cérébraux qui modifient la prédisposition aux crises lors de la stimulation du thalamus.

Il convient de noter que les crises ne sont généralement pas observées chez les humains qui reçoivent une TDM-DBS alors qu’ils sont dans un état de conscience minimale après un traumatisme crânien ou chez les animaux sous anesthésie. Flores a déclaré que la prochaine étape de la recherche viserait à déterminer quels pourraient être les états cérébraux pertinents.

Entre-temps, les auteurs de l’étude ont écrit : « L’EEG doit être étroitement surveillé pour détecter d’éventuelles crises électrographiques lors de la réalisation d’une CT-DBS, en particulier chez les sujets éveillés. »

Le co-auteur principal de l’étude est Matt Wilson, professeur Sherman Fairchild au Picower Institute, au CBMM et aux départements de biologie et de sciences du cerveau et cognitives. En plus de Dalla Betta, Flores, Brown et Wilson, les autres auteurs de l’étude sont John Tauber, David Schreier et Emily Stephen.