STIMULATION CEREBRALE PROFONDE : SOIGNER L'ESPRIT GRACE A DES ELECTRODES ?

Le cerveau est fait pour l’action. C’est même quasiment son unique dessein -et je ne suis pas marseillais. N’importe quelle perception, interprétation, souvenir ou processus cognitif n’a que peu d’intérêt si on ne peut pas réagir, décrire, parler… bouger.

On s’en rend bien compte devant les patients atteints du « lock-in syndrome », le syndrome d’enfermement dont on avait parlé dans le dernier article de 2015 : leurs facultés cognitives sont totalement normales et pourtant ils sont entièrement paralysés, des pieds à la tête… comme enfermés dans leur propre corps. Et leur vie n’aurait aucun sens sans les interfaces cerveau-machine qui ont été mises à leur disposition pour pouvoir communiquer avec leurs proches.

L’élaboration de l’action est quelque chose d’extrêmement complexe, qui met en jeu une grande partie de notre cerveau : non seulement il nous faut un cortex moteur pour commander nos muscles, mais nous avons aussi besoin d’un cortex pré-moteur pour élaborer le programme moteur, un cortex pariétal pour avoir conscience de la position des membres de notre corps, d’un cortex préfrontal pour analyser les buts de l’action… Sans oublier le cervelet, pour guider avec précision nos gestes !

Mais nous avons aussi besoin de structures cérébrales plus archaïques, enfouies au plus profond de notre cerveau, sous le cortex : les ganglions de la base. Hollywood a ses DiCaprio, Clooney ou Jolie, les ganglions de la base ont, eux, les Striatum, Pallidum, Noyaux sub-thalamiques et sa Substance noire (avouez, c’est carrément plus sexy) ! Ces ganglions ont un rôle critique dans l’élaboration de l’action et l’intégration de ses différentes composantes. Une fois leur job accompli, les ganglions de la base donnent leur rapport au cortex, via le thalamus. Les réseaux qu’ils forment donc correspondent à des boucles, appelées cortico-baso-thalamo-corticales –terriblement original comme nom. Ce n’est qu’après que la commande du mouvement ait transité à travers ces boucles que le mouvement sera effectué.

(Très) grossièrement, on peut distinguer une boucle motrice directe, qui stimule la réalisation d’un mouvement, d’une boucle motrice indirecte, qui a plutôt tendance à inhiber le mouvement. Les 2 voies passent par le striatum et le pallidum, mais seulement la voie indirecte passe par le -fameux- noyau sub-thalamique.

Il faut bien que ces 2 boucles soient régulées, pour éviter que système se transforme en gros bordel en moins de deux. Ça, c’est le rôle de la Substance noire : grâce à la dopamine qu’elle sécrète, elle a tendance à favoriser la voie directe, et inhiber la voie indirecte. En bref, elle favorise le mouvement.

Substance noire, dopamine, mouvement… Vous voyez où je veux en venir ?

A la maladie de Parkinson bien sûr !

Il peut arriver, et on ne sait actuellement pas comment ni pourquoi, que la Substance noire se détruise, dégénère, avec ses précieux neurones sécréteurs de dopamine. Sans dopamine, pas de régulation des boucles cortico-baso-trucs, et le système dérape : tout mouvement est inhibé. Le malade parkinsonien se fige.

Lorsque le patient parkinsonien manque de dopamine il est victime de blocages, alors que
Si on lui administre trop de dopamine, il a des dyskinésies.

C’est pour cette raison que pour traiter ces patients, on leur prescrit de la dopamine. Pour remplacer, tout du moins pour un temps, celle que la Substance noire ne sécrète plus. Cela explique aussi pourquoi, lorsqu’on leur administre trop de dopamine, on observe chez ces patients des dyskinésies -des mouvements anormaux involontaires. On a trop fait pencher la balance vers la voie directe.

Ces traitements ne sont efficaces qu’un temps, et c’est pour cela que des médecins proposent parfois à ces patients de leur implanter des électrodes dans le cerveau, au niveau des noyaux sub-thalamiques dont on parlait plus haut. Ces électrodes, en inhibant le noyau, inhibent la voie indirecte et donc favorisent le mouvement. Rééquilibrent le système. Cette technique est connue depuis les années 80-90 et fonctionne très bien –et sa découverte est française, cocorico !

Mais les neurologues se sont aperçus que certains patients implantés développaient des symptômes étranges : ils devenaient très impulsifs, pouvaient être victimes de crises de rires –ou de pleurs- incontrôlables, ou au contraire devenaient complètement apathiques ou dépressifs. Tout cela à cause de cette inhibition du noyau sub-thalamique, qui semble avoir bien d’autres rôles que le contrôle moteur…

Il n'y a pas seulement le cortex moteur qui projette sur les ganglions de la base, mais des vastes régions de cortex associatif et limbique (émotionnel).
Légende : CN : Noyau Caudé, Put : Putamen, GP : Globes Pallidus (ou Pallium), STN : Noyau Sub-Thalamique.

Car en réalité, les ganglions de la base –ces structures qui traitent, intègrent et filtrent les différentes facettes d’une même action- intègrent et traitent l’ensemble des informations qui transitent dans notre cortex. Que ce soit des informations cognitives, des perceptions, et même des émotions. Leur rôle est de mélanger, de recoder, de moduler, d’intégrer toutes les informations de notre cortex, pour lui en proposer en retour une vision qui prend à la fois en compte les informations motrices, perceptives, cognitives et émotionnelles.



Les ganglions de la base forment un entonnoir qui concentre les informations provenant du cortex.
Cet entonnoir se termine par le noyau sub-thalamique (rond rouge).

Et ces ganglions, dont le fonctionnement est capital à notre cerveau, forment un entonnoir le long duquel les informations sont de plus en plus condensées et mélangées. Cet entonnoir se termine dans une structure à peine plus grosse qu’un grain de riz, au plus profond de notre cerveau… Le noyau sub-thalamique !

On comprend donc que lorsqu’on y implante une "grosse" électrode et qu’on lui envoie des courants électriques, ce ne sont pas seulement les commandes motrices qui seront modulées, mais l’ensemble des informations cognitives et émotionnelles qui y transitent !

Tout cela pour arriver à l’idée que cette stimulation cérébrale profonde, grâce à une électrode, pouvait être utilisée pour traiter certains désordres psychiatriques. Ce n’est pas une idée nouvelle : dès les années 40, les psychiatres avaient proposé ce moyen pour remplacer les lobotomies qui étaient alors pratiquées, et qui il faut le dire… commençaient à avoir mauvaise presse ! Cette idée de stimuler le cerveau venait à l’origine des psychiatres, et non des neurologues.

Ainsi, la stimulation cérébrale profonde voyagea au cours du temps de la psychiatrie à la neurologie et la maladie de Parkinson, avant de revenir vers la psychiatrie ces dernières années.

Désormais, dans des conditions très particulières, les psychiatres peuvent être amené à proposer l’implantation d’électrodes dans le cerveau pour corriger des troubles mentaux. Et cette option est capitale : aujourd’hui, près de 30% des dépressifs sont pharmaco-résistants –c’est-à-dire que les antidépresseurs n’ont aucun effet sur eux. On observe la même proportion chez les patients atteints de troubles obsessionnels compulsifs (les TOCs). On ne sait pas le plus souvent pourquoi ces médicaments sont actifs chez certaines personnes, et n’ont aucun effet sur d’autres.

Ces pathologies s’accompagnent d’un dysfonctionnement des ganglions de la base, mais aussi du cortex. Ainsi, on peut implanter des électrodes dans le noyau sub-thalamique de ces patients, mais certains chercheurs tentent de stimuler directement le cortex. On vise alors le cortex sub-genual, connu pour être dysfonctionnel dans la dépression : il s’agit d’une petite zone du cortex frontal, caché sous le corps calleux.

Les résultats ne sont pas toujours aussi probants qu’espérés. Mais on doit continuer à améliorer la technique, qui reste une alternative crédible pour les patients pharmaco-résistants.

SOURCES :

- Medline Neurologie
- Krack, P., Hariz, M. I., Baunez, C., Guridi, J., & Obeso, J. A. (2010). Deep brain stimulation: from neurology to psychiatry?. Trends in neurosciences, 33(10), 474-484.