Ils stimulent le cerveau avec des électrodes pour traiter la dépression et les TOC

La stimulation cérébrale non invasive constitue un nouvel espoir pour comprendre et traiter une grande variété d’affections neurologiques et psychiatriques sans chirurgie ni implants, affirment Friedhelm Hummel et Pierre Vassiliadis, de la Faculté des sciences de la vie de l’Université de Washington. EPFL (Suisse) est pionnière dans une nouvelle approche dans ce domaine, ouvrant les frontières dans le traitement de pathologies telles que la toxicomanie et la dépression.

Ses recherches, tirant parti de la stimulation électrique par interférence temporelle transcrânienne (tTIS), ciblent spécifiquement les régions profondes du cerveau qui sont les centres de contrôle de plusieurs fonctions cognitives importantes et sont impliquées dans différentes pathologies neurologiques et psychiatriques.

La recherche, publiée dans ‘Comportement humain », met en valeur l’approche interdisciplinaire qui intègre la médecine, les neurosciences, l’informatique et l’ingénierie pour améliorer notre compréhension du cerveau et développer des thérapies potentiellement révolutionnaires.

Les troubles neurologiques se caractérisent par des pathologies complexes impliquant plusieurs régions et circuits cérébraux. Ils sont notoirement difficiles à traiter en raison de la nature complexe et mal comprise des fonctions cérébrales et de la difficulté de délivrer des thérapies aux structures cérébrales profondes sans procédures invasives.

“La stimulation cérébrale profonde invasive a déjà été appliquée avec succès aux centres de contrôle neuronal profonds pour lutter contre la dépendance et traiter la maladie de Parkinson, le TOC ou la dépression”, explique Hummel. La principale différence avec notre approche est qu’elle est non invasive, ce qui signifie que nous utilisons une stimulation électrique de faible niveau sur le cuir chevelu pour cibler ces régions.».

Deux paires d’électrodes

Vassiliadis, auteur principal de l’article, décrit ce nouveau type de stimulation comme utilisant deux paires d’électrodes connectées au cuir chevelu pour appliquer de faibles champs électriques dans le cerveau. «Jusqu’à présent, nous ne pouvions pas cibler spécifiquement ces régions avec des techniques non invasives, car des champs électriques de faible intensité stimuleraient toutes les régions situées entre le crâne et les zones plus profondes, rendant tout traitement inefficace.» Cette approche nous permet de sélectionner et de stimuler les régions profondes du cerveau qui sont importantes dans les troubles neuropsychiatriques.“, Expliquer.

Cette technique innovante est basée sur le concept d’interférence temporelle, initialement exploré dans des modèles de rongeurs et maintenant transposé avec succès aux applications humaines par l’équipe de l’EPFL. Dans cette expérience, une paire d’électrodes est réglée sur une fréquence de 2 000 Hz, tandis que l’autre est réglée sur 2 080 Hz. Grâce à des modèles informatiques détaillés de la structure cérébrale, les électrodes sont spécifiquement placées sur le cuir chevelu pour garantir que leurs signaux se croisent. la région cible.

C’est alors que la magie des interférences opère : la légère disparité de fréquence de 80 Hz entre les deux courants devient la fréquence de stimulation effective au sein de la zone cible. L’éclat de cette méthode réside dans sa sélectivité ; les fréquences de base élevées (par exemple 2 000 Hz) ne stimulent pas directement l’activité neuronale, laissant les tissus cérébraux intermédiaires inchangés et concentrant l’effet uniquement sur la région cible.

Ces dernières recherches se concentrent sur le striatum humain, un acteur clé des mécanismes de récompense et de renforcement. “Nous examinons comment l’apprentissage par renforcement, essentiellement la manière dont nous apprenons par le biais de récompenses, peut être influencé en ciblant des fréquences cérébrales spécifiques”, souligne Vassiliadis.

En appliquant une stimulation du striatum à 80 Hz, l’équipe a découvert qu’elle pouvait altérer son fonctionnement normal, affectant directement le processus d’apprentissage.

Le potentiel thérapeutique de son travail est immense, en particulier pour des pathologies telles que la dépendance, l’apathie et la dépression, où les mécanismes de récompense jouent un rôle crucial. «Dans le cas des dépendances, par exemple, les gens ont tendance à exagérer les récompenses. Notre méthode pourrait aider à réduire cette suraccentuation pathologique», précise Vassiliadis, également chercheur à l’Institut de Neurosciences de l’UCLouvain.

De plus, l’équipe explore comment différents modèles de stimulation peuvent non seulement modifier, mais aussi potentiellement améliorer les fonctions cérébrales. «Cette première étape consistait à tester l’hypothèse selon laquelle 80 Hz affecte le striatum, et nous y sommes parvenus en interrompant son fonctionnement. “Notre recherche s’avère également prometteuse dans l’amélioration du comportement moteur et l’augmentation de l’activité striatale, en particulier chez les personnes âgées ayant des capacités d’apprentissage réduites”, ajoute Vassiliadis.