Un stimulateur cardiaque intelligent contrôle les symptômes de la maladie de Parkinson jour et nuit

La nouvelle ligne de traitement, appelée stimulation cérébrale profonde adaptative ou aDBS, utilise des méthodes dérivées de l’IA pour surveiller l’activité cérébrale d’un patient afin de détecter les changements dans les symptômes.

Lorsqu’il les détecte, il intervient avec des stimuli électriques précisément calibrés. La thérapie complète les médicaments que les patients atteints de la maladie de Parkinson prennent pour contrôler leurs symptômes, en administrant moins de stimulation lorsque le médicament est actif, pour éviter les mouvements excessifs, et plus de stimulation lorsque le médicament cesse d’agir, pour prévenir les raideurs.

C’est la première fois qu’une technologie d’implant cérébral est démontrée La thérapie en circuit fermé agit sur les patients atteints de la maladie de Parkinson pendant qu’ils accomplissent leurs activités quotidiennes.

« Cette étude marque une grande avancée vers le développement d’un système de stimulation cérébrale profonde qui s’adapte aux besoins de chaque patient à un moment donné. En aidant à gérer les symptômes résiduels sans en exacerber d’autres, la stimulation cérébrale profonde adaptative a le potentiel d’améliorer la qualité de vie de certaines personnes vivant avec la maladie de Parkinson », explique Megan Frankowski, Ph.D. L’initiative BRAIN.

Dans la première étude, les chercheurs ont mené un essai clinique auprès de quatre personnes pour vérifier si leur approche fonctionnait pendant la journée, en la comparant à la technologie précédente de stimulation cérébrale profonde (DBS) avec des implants cérébraux.

Pour garantir que le traitement apporte un soulagement maximal à chaque participant, les chercheurs leur ont demandé d’identifier leur symptôme le plus gênant. La nouvelle technologie a réduit ces symptômes de 50 %. Les résultats sont publiés dans ‘Médecine naturelle‘.

«C’est l’avenir de la stimulation cérébrale profonde pour la maladie de Parkinson», précise Philip Starr, l’un des principaux auteurs de l’étude.

10 ans de recherche

Starr jette les bases de cette technologie depuis plus d’une décennie. En 2013, il a développé un moyen de détecter et d’enregistrer les rythmes cérébraux anormaux associés à la maladie de Parkinson. En 2021, son équipe a identifié des schémas spécifiques dans les rythmes cérébraux qui correspondent aux symptômes moteurs.

Plus tôt cette année, des chercheurs de l’UCSF dirigés par Simon Petitils ont manifesté en ‘Nature Communications« que la stimulation cérébrale profonde adaptative a le potentiel de soulager l’insomnie qui affecte de nombreux patients atteints de la maladie de Parkinson.

“Le grand changement que nous avons apporté avec la stimulation cérébrale profonde adaptative est que nous pouvons détecter, en temps réel, où se situe un patient sur le spectre des symptômes et faire correspondre cette zone avec la quantité exacte de stimulation dont il a besoin”, explique Little. auteur principal des deux études.

La maladie de Parkinson touche environ 10 millions de personnes dans le monde. Elle est causée par la perte de neurones producteurs de dopamine dans les régions profondes du cerveau responsables du contrôle des mouvements. Un manque de ces cellules peut également provoquer des symptômes non moteurs, affectant l’humeur, la motivation et le sommeil.

Le traitement commence généralement par la lévodopa, un médicament qui remplace la dopamine que ces cellules ne peuvent plus produire. Cependant, un excès de dopamine dans le cerveau lorsque le médicament fait effet peut provoquer des mouvements incontrôlés, appelés dyskinésies. À mesure que le médicament s’estompe, les tremblements et la raideur réapparaissent.

Certains patients choisissent de se faire implanter un appareil conventionnel de stimulation électrique continue (DBS), qui fournit un niveau constant de stimulation électrique. La stimulation électrique continue peut réduire la quantité de médicament nécessaire et réduire partiellement les oscillations des symptômes, mais l’appareil peut également surcompenser ou sous-compenser, provoquant le basculement des symptômes d’un extrême à l’autre au cours de la journée.

Pour développer un système DBS capable de s’adapter aux niveaux changeants de dopamine d’une personne, Starr et Little devaient rendre le DBS capable de reconnaître les signaux cérébraux qui accompagnent différents symptômes.

Des recherches antérieures avaient identifié des modèles d’activité cérébrale liés à ces symptômes dans le noyau sous-thalamique, ou STN, la région profonde du cerveau qui coordonne les mouvements. C’est la même zone que stimule la stimulation cérébrale profonde continue, et Starr soupçonnait que la stimulation ferait taire les signaux dont ils avaient besoin pour capter.

Ainsi, il a trouvé des signaux alternatifs dans une région différente du cerveau, appelée cortex moteur, qui ne seraient pas affaiblis par la stimulation DBS.

Le prochain défi consistait à trouver comment développer un système capable d’utiliser ces signaux dynamiques pour surveiller le DBS dans un environnement hors laboratoire.

Little a travaillé avec Starr et son équipe pour développer une approche permettant de détecter ces signaux hautement variables à différents niveaux de médicament et de stimulation.

Pendant plusieurs mois, ils ont créé un processus d’analyse des données qui pourrait transformer tout cela en algorithmes personnalisés pour enregistrer, analyser et répondre à l’activité cérébrale unique associée à l’état des symptômes de chaque patient.

Cependant, La stimulation cérébrale profonde continue vise à atténuer les symptômes de mouvement diurne et ne soulage généralement pas l’insomnie.

Mais au cours de la dernière décennie, on a de plus en plus reconnu l’impact de l’insomnie, des troubles de l’humeur et des problèmes de mémoire sur les patients atteints de la maladie de Parkinson.

Pour aider à combler cette lacune, Little a mené un essai indépendant incluant quatre patients atteints de la maladie de Parkinson et un patient atteint de dystonie, un trouble du mouvement connexe.

Dans cet article publié dans ‘Nature Communications», il a été démontré que l’appareil pouvait reconnaître l’activité cérébrale associée à divers états de sommeil et pouvait également reconnaître d’autres modèles indiquant qu’une personne est susceptible de se réveiller au milieu de la nuit.

Les scientifiques développent actuellement des traitements similaires de stimulation cérébrale profonde en boucle fermée pour divers troubles neurologiques.

«Nous constatons que cela a un impact profond sur les patients, avec le potentiel non seulement de traiter la maladie de Parkinson, mais aussi, probablement, troubles psychiatriques tels que la dépression et le trouble obsessionnel-compulsif -Starr dit-. “Nous sommes au début d’une nouvelle ère de thérapies de neurostimulation.”