Qu'est-ce que la stimulation magnétique transcrânienne?

Le stimulation magnétique transcrânienne (EMT) est une technique de stimulation cérébrale non invasive dont l'utilisation a connu une forte augmentation ces dernières années, non seulement dans le domaine de la recherche, mais également dans le domaine clinique de la rééducation et de l'exploration thérapeutique.

Ce type de techniques de stimulation cérébrale permet de moduler l'activité cérébrale sans qu'il soit nécessaire de pénétrer à travers la voûte crânienne pour atteindre directement le cerveau.

Dans le ECNI, on peut trouver différentes techniques, cependant les plus utilisées sont lesStimulation transcrénienne à courant continu (TDCS) et en plus grande proportion stimulation magnétique transcrânienne (TMS), (Vicario et al., 2013).

A quoi sert la stimulation magnétique transcrânienne?

En raison de leur capacité de neuromodulation, ces techniques peuvent être utilisées pour l'exploration et la modulation de différentes fonctions cérébrales: motricité, perception visuelle, mémoire, langage ou humeur, dans le but d'améliorer les performances (Pascual leone et al., 2011). ).

Chez les adultes en bonne santé, ils ont généralement été utilisés pour surveiller l'excitabilité corticale et comme techniques de neuromodulation pour induire une plasticité cérébrale. Cependant, l'utilisation de ces techniques dans la population pédiatrique se limite au traitement de certaines maladies pour réhabiliter les fonctions endommagées (Pascual leone et al., 2011).

Actuellement, son utilisation s'est étendue au domaine de la psychiatrie, de la neurologie et même de la rééducation puisque de nombreuses maladies neurologiques et psychiatriques durant l'enfance et l'adolescence ont des altérations de la plasticité cérébrale (Rubio-Morell et al., 2011).

Parmi les fonctions cognitives qui semblent s'améliorer, on peut citer celles causées par la maladie de Parkinson, le contrôle moteur après un AVC, l'aphasie, l'épilepsie et la dépression (Vicario et al., 2013).

Concept de plasticité cérébrale

La plasticité cérébrale représente une propriété intrinsèque du système nerveux central. Il est essentiel pour la mise en place et le maintien des circuits cérébraux, par la modification des structures et des fonctions en réponse aux exigences environnementales (Pascual leone et al., 2011)

Le cerveau est un organe dynamique qui utilise des mécanismes tels que la potentialisation, l'affaiblissement, l'élagage, l'ajout de connexions synaptiques ou la neurogenèse pour adapter son architecture et ses circuits, permettant l'acquisition de nouvelles compétences ou l'adaptation après une blessure. C'est un mécanisme essentiel pour la capacité d'apprendre, de se souvenir, de se réorganiser et de se remettre des lésions cérébrales (Rubio-Morell et al., 2011).

Cependant, l'existence de mécanismes de plasticité atypiques peut impliquer le développement de symptômes pathologiques. L'excès de plasticité ou l'hyperplasticité impliquerait que les structures cérébrales sont instables et que les systèmes fonctionnels essentiels à un fonctionnement cognitif optimal pourraient être affectés.

Par contre, déficit de plasticité ou hypoplasticité cela peut nuire à l'adaptation de notre répertoire comportemental à l'environnement, c'est-à-dire que nous sommes incapables de nous adapter aux exigences environnementales changeantes (Pascual leone et al., 2011)

Une vue à jour de l'étiologie des troubles psychiatriques relie ces altérations aux troubles dans des circuits cérébraux spécifiques, plutôt que comme des altérations structurelles focales ou dans la neurotransmission (Rubio-Morell et al., 2011).

Par conséquent, les méthodes de stimulation cérébrale peuvent en fin de compte permettre des interventions basées sur la modulation de la plasticité, en raison de leur capacité à induire des changements à long terme et à optimiser ainsi la situation de chaque individu (Pascual leone et al. 2011)

Qu'est-ce que la stimulation magnétique transcrânienne (TMS)?

Le TMS est une procédure de ECNI, focale, indolore et sûre (article Rubio-Morell, et al). En raison de sa capacité de neuromodulation, il est capable de produire des changements transitoires au niveau de la plasticité cérébrale en modifiant les états d’excitabilité corticale (Rubio-Morell et al., 2011).

C'est une procédure utilisée pour créer un courant électrique dans des régions discrètes, par application d'impulsions électromagnétiques, rapides et changeantes, sur le cuir chevelu de l'individu avec une bobine de cuivre connectée. Le champ électromagnétique pénètre à travers la peau et le crâne et atteint le cortex cérébral pour influencer les changements au niveau de l'excitabilité neuronale.

Les dispositifs utilisés dans l'application du TMS et les champs magnétiques sont variés. En général, les stimulateurs utilisent des bobines de stimulation de différentes formes et tailles utilisées à la surface du cuir chevelu. Les bobines sont construites en fil de cuivre isolé avec un moule en plastique. Les formes de bobine les plus utilisées sont la forme circulaire et la bobine en forme de huit (manuel de manolo).

Principes de TMS

Cette technique est basée sur le principe de l'induction électromagnétique de M.Faraday, à partir de laquelle un champ magnétique en fonction du temps cette oscillation rapide, sera capable d'induire un petit neurones intracrâniennes courant électrique du cortex cérébral sous-jacent.

Le courant électrique utilisé, c'est-à-dire un champ magnétique appliqué sur le cuir chevelu dans une région spécifique, induit dans le cortex cérébral un courant électrique parallèle et dans le sens opposé à celui reçu. Lorsque la stimulation de courant électrique est concentré sur le cortex moteur, et l'intensité optimale est utilisée, une réponse motrice ou moteur potentiel évoqué (Rubio-Morell et al., 2011) sera enregistrée.

Types de TMS

Un type de TMS est le TMS répétitif (SMTr), qui consiste à appliquer plusieurs impulsions électromagnétiques rapidement et successivement. Selon la fréquence de stimulation à laquelle ces impulsions sont émises, cela induira des changements différents.

• Stimulation à haute fréquence: Lorsque la stimulation utilise plus de 5 impulsions électromagnétiques par seconde, l'excitabilité de la voie stimulée augmente.
• Stimulation basse fréquence: lorsque la stimulation utilise moins d'une impulsion par seconde, l'excitabilité de la voie stimulée va diminuer.

Lorsque ce protocole est appliqué, il peut induire des réponses solides et cohérentes chez les sujets et entraîner une augmentation ou une diminution des amplitudes des potentiels évoqués du moteur en fonction des paramètres de stimulation.

Protocole RTMS, connu sous le nom Theta fondit stimulation (TBS), imite les paradigmes utilisés pour induire une potentialisation (LTP) à long terme et la dépression à long terme (DLP) dans des modèles animaux.

Appliquée en continu (CTBS), la stimulation évoquera des potentiels qui montreront une diminution marquée de l'amplitude. En revanche, lorsqu'ils sont appliqués par intermittence (ITBS), les potentiels de plus grande amplitude seront identifiés (Pascual leone et al., 2011).

TMS et techniques d'électroencéphalographie (EEG) et de résonance magnétique (MR)

L'intégration en temps réel du TMS avec l'EEG peut fournir des informations sur la réponse corticale locale et la dynamique des réseaux distribués chez les sujets sains et malades.

L'utilisation de l'EEG et de l'IRM en tant que mesure permet la mise en œuvre d'une variété de techniques sophistiquées pour identifier et caractériser les réseaux de connectivité entre différentes régions du cerveau.

Ainsi, plusieurs études ont montré que l'architecture des réseaux du cerveau varient au cours du vieillissement normal et peut être anormal chez les patients présentant une variété de troubles neuropsychiatriques tels que la schizophrénie, la dépression, l'épilepsie, des troubles du spectre de l'autisme ou un trouble déficitaire attention et hyperactivité.

Stimulation cérébrale et pathologie (Vicario et al., 2013)

L'une des principales applications du TMS est son application à l'amélioration des performances ou des symptômes causés par différents troubles du développement, les troubles neuropsychiatriques ou les lésions cérébrales acquises pouvant affecter le fonctionnement de la plasticité cérébrale.

Maladies vasculaires

La pathologie de maladies vasculaires liées à un déséquilibre de l'hémisphère, dans lequel l'activité de l'hémisphère endommagé est compensée par une augmentation de l'activité de la région homologue controlatéral.

Différentes études avec l'application du protocole SMTT montrent son potentiel pour la réhabilitation des symptômes moteurs: augmentation de la force de préhension ou réduction de la spasticité.

Épilepsie

L'épilepsie est une pathologie qui implique la souffrance d'épisodes convulsifs dus à une hyper-excitabilité du cortex cérébral.

Un nombre varié d'études sur des enfants dans l'enfance atteints d'épilepsie de type focal ont montré une réduction significative de la fréquence et de la durée des crises d'épilepsie. Cependant, cette conclusion n'est pas généralisable car il n'y a pas de réduction systématique de tous les participants.

TDAH

Le trouble d'hyperactivité avec déficit de l'attention est associé à une hypoactivation de différentes voies, en particulier dans le cortex préfrontal dorsolatéral.

L'étude de Weaver et de ses collaborateurs montre une amélioration clinique globale et les résultats des échelles d'évaluation chez les personnes atteintes de TDAH après l'application de différents protocoles de TMS.

Thé

Dans le cas du trouble du spectre autistique, une augmentation de l'activité gamma générale est décrite, qui peut être liée aux différentes altérations de l'attention, de la langue ou de la mémoire de travail que ces individus présentent.

Les différentes investigations suggèrent des avantages de l'utilisation thérapeutique du TMS chez les enfants atteints de TSA. Les participants montrent une amélioration significative de l'activité gamma, une amélioration des paramètres comportementaux, des améliorations de l'attention et même une augmentation des scores liés à l'acquisition du vocabulaire.

Cependant, en raison du faible nombre d'études et de la diversité des protocoles de stimulation, il n'a pas été possible d'identifier un protocole optimal pour son utilisation thérapeutique.

La dépression

La dépression chez les enfants et les adolescents semble être associée à un déséquilibre dans l'activation de différents domaines tels que le cortex préfrontal dorsolatéral et les régions limbiques. En particulier, une hypoactivation se produit dans les régions de gauche, alors qu’à droite se trouve une hyperactivation de ces structures.

Les études disponibles suggèrent l'existence d'effets cliniques de l'utilisation des protocoles SMTr: réduction des symptômes, amélioration et même rémission clinique.

La schizophrénie

Dans le cas de la schizophrénie a été identifié, d'une part, une augmentation de l'excitabilité de la gauche temporo-pariétale cortex, associée à des symptômes positifs et d'autre part, une diminution de l'excitabilité préfrontal gauche, liée aux symptômes négatifs.

Les résultats sur les effets du TMS dans la population pédiatrique montrent des signes de réduction de la symptomatologie positive, des hallucinations.

Limites du TMS

En général, ces études montrent des preuves préliminaires sur le potentiel des techniques de stimulation cérébrale. Cependant, diverses limitations ont été identifiées parmi lesquelles la faible utilisation des techniques de stimulation, généralement associés à la thérapie maladie ou d'un médicament grave qui n'a aucun effet significatif.

Par contre, l'hétérogénéité des résultats et les différentes méthodologies utilisées rendent difficile l'identification des protocoles de stimulation optimaux.

Les recherches futures devraient approfondir les connaissances sur les effets physiologiques et cliniques de la stimulation magnétique transcrânienne.

Bibliographie

1. Pascual-Leone, A., Freitas, C., Oberman, L., Horvath, J., Halko, M., Eldaief, M. Rotenberg, A. (2011). Corticales Plasticité la caractérisation et la dynamique réseau à travers l'âge Span dans la santé et la maladie avec TMS-EEG et TMS-IRMf. Cerveau Topogr.(24), 302-315.
2. Rubio-Morell, B., Rotenberg, A., Hernandez-Expósito, S. et Pascual-Leone, Á. (2011). Utilisation de la stimulation cérébrale non invasive dans les troubles psychiatriques de l'enfance: nouvelles opportunités et défis diagnostiques et thérapeutiques. Rev Neurol, 53 ans(4), 209-225.
3. Munoz Tours, J., Ramos ESTEBANEZ, C., Valero-Cabré, A., Gimenez Camprodon, J., & Pascual Pascual-Leone, A. (2008). Stimulation Magnétique Transcranienne. Dans F. Maestú Unturbe, M. Rios Lago, et R. Cabestro Alonso, Neuroimagerie Techniques et processus cognitifs (pp. 213-235). Elsevier
4. Vicario, C. et Nitsche, M. (2013). Stimulation cérébrale non invasive pour le traitement des maladies du cerveau chez les enfants et les adolescents: état de l'art, limites actuelles et défis futurs. Frontières dans les systèmes neurscience, 7(94).
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