Deux blessés médullaires marchent à nouveau après avoir activé une zone du cerveau non liée à la marche | Science

Il ne pèse que cinq grammes et représente 0,3% du volume de l’ensemble du cerveau, mais, caché au plus profond du cerveau, l’hypothalamus est gigantesque : il synthétise plusieurs hormones et active ou contrôle des fonctions de base comme la température corporelle, la fréquence cardiaque, la soif, au centre de la faim et de la satiété, du désir sexuel, des motivations… Désormais, un groupe de chercheurs suisses détaille dans la revue scientifique Médecine naturelle qui ont découvert un rôle inattendu, mais qui redonnera de l’espoir aux blessés médullaires. Ils ont vérifié qu’en activant l’hypothalamus latéral avec des électrodes, deux personnes blessées avec la moelle épinière partiellement sectionnée pouvaient à nouveau marcher.

Le neuroscientifique de l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL, Suisse) Grégoire Courtine étudie depuis des années la communication entre le cerveau et la moelle épinière et les dommages associés à la perte de cette communication. Il y a dix ans, il a réussi à faire marcher à nouveau un rat dont la colonne vertébrale était cassée. Durant cette période, son équipe a progressé sur plusieurs fronts, parvenant par exemple à ce que trois paraplégiques puissent marcher seuls à l’aide d’un déambulateur ou, plus récemment, à ce que des dizaines de tétraplégiques puissent améliorer leur dextérité avec leurs mains. L’année dernière, une équipe dirigée par l’Espagnol Eduardo Martín Moraud, également du groupe de Courtine, a fait de grands progrès dans une ligne de recherche parallèle : qu’une personne atteinte de la maladie de Parkinson depuis 25 ans puisse à nouveau marcher. Aujourd’hui, le scientifique suisse et sa partenaire habituelle, la neurochirurgienne Jocelyne Bloch, ont fait une découverte qui pourrait avoir un grand impact : le rôle des neurones de l’hypothalamus latéral, dont on ignorait tout rapport avec le système musculo-squelettique.

Cherchant à créer un atlas du cerveau après une lésion médullaire, Bloch, Courtine et leur équipe ont pris des images IRM de cerveaux de rats présentant une lésion partielle de la moelle épinière au niveau du dos. Dans ces situations, le cerveau se réorganise et essaie par tous les moyens de faire réagir à nouveau le corps à ses stimuli nerveux. Si la section est terminée, il n’y a pas grand-chose à faire, mais s’il reste encore une sorte de connexion résiduelle, cela pourrait servir de base à la récupération. L’IRM leur a réservé une surprise : alors qu’ils reprenaient un certain contrôle sur leurs pattes postérieures, les rongeurs ont montré une grande activité au niveau de l’hypothalamus, notamment dans un ensemble de neurones qui activent ou inhibent un neurotransmetteur, le glutamate.

“C’est une recherche fondamentale qui, en créant des cartes détaillées de l’ensemble du cerveau, nous a permis d’identifier l’hypothalamus latéral lors de la récupération de la marche”, explique Jordan Squair, co-auteur de la recherche et élève, dans une note de l’EPFL et scientifique. .Neurorestorel’entreprise née de ces enquêtes. « Sans ces travaux de fond, nous n’aurions pas découvert le rôle inattendu que joue cette région dans la restauration de la locomotion », ajoute-t-il. L’étape suivante était logique : accroître le rôle des neurones de l’hypothalamus qui se projettent vers la moelle épinière. Pour ce faire, ils ont placé des électrodes sur cette partie du cerveau de souris et de rats blessés. La technique n’est pas nouvelle : la stimulation cérébrale profonde (DBS) est utilisée depuis des années pour contrôler les tremblements chez les personnes atteintes de la maladie de Parkinson. Une fois qu’il a été confirmé que les rongeurs récupéraient la marche grâce à des stimuli électriques, il était temps de le tester chez l’homme.

Bloch raconte ce qui s’est passé lorsqu’ils ont commencé le test : « Une fois les électrodes placées et le stimulus effectué, le premier patient a immédiatement dit : ‘Je sens mes jambes.’ Lorsque nous avons augmenté la stimulation, il a dit : « Je ressens le besoin de marcher ! Ce retour en temps réel a confirmé que nous avions ciblé la bonne région, même si cette région n’avait jamais été associée au contrôle des jambes chez l’homme. La neurochirurgienne, codirectrice de .NeuroRestore, ajoute que c’est à ce moment-là qu’elle a su qu’on assistait à « une découverte importante pour l’organisation anatomique des fonctions cérébrales ».

L’Autrichien Wolfgang Jäger, 54 ans, est le deuxième patient. Il est en fauteuil roulant depuis qu’une mauvaise chute alors qu’il skiait en 2006 lui a détruit la colonne vertébrale et sectionné la quasi-totalité de sa moelle épinière. Après que l’équipe de Bloch ait implanté les électrodes à l’hôpital universitaire de Lausanne, en Suisse, Jäger a participé à un programme de rééducation de six mois. Il explique lui-même les résultats dans une vidéo : « Maintenant, quand je vois un escalier avec seulement quelques marches, je sais que je peux le gérer. » Sa démarche est encore fragile (voir vidéo), mais, comme il le dit, « c’est un sentiment formidable de ne pas dépendre tout le temps des autres ».

Pour le chef du service de neurologie de l’Hôpital national des paraplégiques de Tolède, Antonio Oliviero, le travail est « très bon et de grande qualité ». Ce qui a le plus retenu son attention, c’est la découverte du « rôle modulateur », dit-il. l’hypothalamus, même s’il reste dubitatif quant à savoir si son intervention « améliore les connexions qui restaient ». [tras la lesión] ou est capable de les régénérer. À cela, Bloch précise dans un e-mail que « ce traitement ne fonctionnera pas en cas de lésions complètes de la moelle épinière, car des connexions de remplacement du cerveau à la moelle épinière sont nécessaires pour que la stimulation de l’hypothalamus latéral fonctionne ». Cependant, pour Oliviero, ce qu’il aime le plus dans ce travail, c’est qu’« une fois les électrodes éteintes, l’amélioration s’est maintenue ». En effet, les deux participants n’ont plus besoin d’une stimulation cérébrale profonde pour pouvoir faire des promenades, même courtes.

Il y a quelques années, le groupe de neuro-ingénierie biomédicale de l’Institut de bio-ingénierie de l’Université Miguel Hernández a découvert comment des changements se produisaient dans certaines régions du cerveau après une lésion de la colonne vertébrale. Le directeur de l’équipe d’Alicante, Eduardo Fernández, relie cela aux travaux actuels des scientifiques suisses : « Maintenant, le groupe du Dr Courtine a montré que ces régions peuvent être importantes et qu’il existe certaines régions clés dont la stimulation électrique peut contribuer à la stimulation spontanée. récupération de la marche après une lésion partielle de la moelle épinière. Cependant, Fernández rappelle qu’il s’agit d’un essai pilote avec seulement deux patients, “donc d’autres études sont encore nécessaires pour confirmer l’efficacité de cette approche thérapeutique chez un plus grand nombre d’individus et pour identifier les patients qui peuvent en bénéficier davantage”. de ce type d’approche thérapeutique.

L’idée de Courtine et Bloch est de passer à un essai sur un plus grand groupe de patients chez qui implanter des électrodes DBS. La première chose qu’ils étudieront dans cette nouvelle phase est le rôle et les effets possibles à moyen ou long terme de la stimulation cérébrale profonde. De plus, ils souhaitent les combiner avec les implants rachidiens qu’ils ont déjà essayés dans le passé. Dans une note, Courtine déclare : « L’intégration de nos deux approches (stimulation cérébrale et vertébrale) offrira une stratégie de récupération plus complète pour les patients souffrant de lésions médullaires. »