La stimulation du nerf vague améliore la plasticité cérébrale

Le nouveau traitement peut aider à restaurer la fonction des victimes d’AVC.

Nerf de vagu illustré en jaune.

Source: Sebastian Kaulitzki / Shutterstock

Selon une étude novatrice de l’Université du Texas à Dallas, la stimulation du nerf vague (VNS) améliore la neuroplasticité ciblée, aidant le cerveau à renforcer les connexions neurales après un AVC. À l’aide d’un modèle animal, les chercheurs ont démontré pour la première fois que l’association de VNS à une tâche de physiothérapie accélère la récupération des capacités motrices.

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Les chercheurs ont publié leurs résultats, “Stimulation du nerf vague améliore la plasticité stable et la généralisation de la récupération de l’AVC”, dans la revue Stroke . Un essai clinique humain portant sur le même traitement, «Étude pivotale du VNS pendant la rééducation après un AVC (VNS-REHAB)», est actuellement en cours dans 18 sites de recherche aux États-Unis et au Royaume-Uni. Le but de cette étude est d’évaluer l’efficacité de la stimulation par paires du nerf vague en aidant les patients victimes d’un AVC à récupérer plus rapidement leurs capacités motrices.

Qu’est-ce que la stimulation du nerf vague?

Source: Alila Medical Media / Shutterstock

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La stimulation du nerf vague est administrée par un petit dispositif implanté par voie chirurgicale qui utilise des impulsions électriques d’intensités et de largeurs d’impulsion variables pour activer le nerf vague. La stimulation électrique du nerf vague à l’aide de VNS est un traitement approuvé par la FDA pour l’épilepsie pharmacorésistante et la dépression résistante au traitement. Une étude humaine récente de validation de principe a également révélé que le VNS est un traitement viable pour les maladies inflammatoires des articulations, telles que la polyarthrite rhumatoïde.

La perte soudaine de flux sanguin après un AVC entraîne la mort des neurones de toute région cérébrale affectée par un AVC, ce qui coupe les connexions aux autres cellules nerveuses. La perte de la motricité d’un bras ou d’une jambe après un AVC est provoquée par une perte de connectivité entre les cellules nerveuses du membre et les régions motrices correspondantes du cerveau.

À l’aide d’un modèle animal, les chercheurs de l’UT Dallas ont découvert que de brèves poussées de VNS renforcent les voies de communication en renforçant les connexions cellulaires dans le cerveau après un AVC. En fait, leurs résultats montrent que le fait de coupler les VNS avec des thérapies par mouvements ciblés augmente considérablement les bénéfices de l’entraînement à la réadaptation après un AVC. Et, dans les études sur les animaux, ces améliorations ont duré des mois après la fin de la thérapie ciblée par VNS.

Les auteurs de cette étude, dirigée par Eric C. Meyers, expliquent: “Cette étude fournit la première preuve que la VNS associée à une formation de réadaptation après un AVC (1) double une récupération durable sur une tâche complexe impliquant la supination des membres antérieurs (2).” double la récupération sur une tâche moteur simple qui n’a pas été jumelée à la VNS et (3) améliore la plasticité structurelle dans les réseaux de moteurs. ”

Michael Kilgard, directeur associé du Texas Biomedical Device Center et professeur de neurosciences à la School of Behavioral and Brain Sciences de l’UT Dallas, était l’un des co-auteurs de cette recherche. Kilgard est l’investigateur principal au Laboratoire de plasticité corticale UTD. Son équipe comprend également Seth Hays, chercheur postdoctoral à la School of Behavioral and Brain Sciences de l’UT Dallas, spécialisé dans la thérapie de plasticité ciblée pour atténuer les dysfonctionnements moteurs.

“Notre expérience a été conçue pour poser cette nouvelle question: après un accident vasculaire cérébral, devez-vous réhabiliter chaque action?”, A déclaré Kilgard dans un communiqué. “Si VNS vous aide, est-ce que cela aide seulement avec le mouvement ou la fonction exacte que vous avez associé à la stimulation? Ce que nous avons constaté, c’est que cela améliore également les capacités motrices similaires et que ces résultats ont été maintenus des mois après la fin du traitement par paire de VNS. ”

Les chercheurs de l’UT Dallas sont optimistes quant au fait que leurs dernières recherches sur la stimulation ciblée du nerf vague constituent une étape cruciale vers la création de lignes directrices pour l’utilisation standardisée des VNS au cours du traitement post-AVC chez l’homme. “Nous avons longtemps émis l’hypothèse que VNS établissait de nouvelles connexions dans le cerveau, mais rien n’était certain”, a déclaré Hays dans un communiqué. “Ceci est la première preuve que nous conduisons des changements dans le cerveau chez les animaux après une lésion cérébrale. C’est un grand pas en avant dans la compréhension du fonctionnement de la thérapie – cette réorganisation que nous avions prédit serait à la base des avantages de la technologie VNS. ”

Une autre étude récente de UT Dallas a montré que la stimulation du nerf vague de faible intensité optimisait plus efficacement les effets de la SNV sur la neuroplasticité et l’amélioration de la mémoire que la stimulation de faible ou de forte intensité. Notamment, les chercheurs ont souligné que la largeur d’impulsion optimale et l’intensité du courant étaient marquées par un schéma en “U inversé” dans lequel trop ou trop peu de VNS était moins efficace qu’une tache douce d’intensité modérée. Ces résultats de 2017 ont été publiés dans la revue Brain Stimulation .

Stimulation du nerf vague associée à un nouvel espoir pour la réadaptation après un AVC

En 2017, les fabricants d’un appareil de stimulation du nerf vague ont lancé un essai clinique en double aveugle randomisé sur la réadaptation VNS pour les patients après un AVC cérébrovasculaire. Cette étude, actuellement en cours, inclura jusqu’à 120 sujets dans 18 sites cliniques aux États-Unis et au Royaume-Uni. La date de conclusion estimée de la recherche préliminaire pour cet essai clinique est le 30 juin 2019.

L’Université d’État de l’Ohio est l’une des institutions participant à l’essai clinique couplé sur les SNV. Marcie Bockbrader du centre médical Wexner à OSU est leur enquêteur principal pour le procès.

Dans un communiqué de presse récent, Bockbrader a déclaré: “Cette stimulation nerveuse est comme activer un interrupteur, rendant le cerveau du patient plus réceptif au traitement. Le but est de voir si nous pouvons améliorer la récupération motrice chez les personnes qui ont en fait un stimulateur cérébral implanté dans leur corps. L’idée est de combiner cette stimulation cérébrale avec une rééducation normale et de voir si les patients qui ont suivi toutes leurs autres thérapies habituelles après un AVC peuvent être encore meilleurs. ”

Vous trouverez ci-dessous une vidéo YouTube de Marcie Bockbrader et de ses collègues du laboratoire de thérapie VNS avec un patient décrivant son processus de réadaptation:

Pour cet essai clinique, chaque participant à l’étude reçoit trois séances d’une heure de physiothérapie intensive par semaine pendant un total de six semaines. L’objectif est d’améliorer la fonction du bras moteur spécifique à la tâche. La moitié du groupe participant à cet essai clinique avait un dispositif de stimulation du nerf vague implanté chirurgicalement; l’autre moitié servira de groupe de contrôle.

Au cours de chaque séance de rééducation, chaque fois qu’un patient exécute correctement une motricité particulière, le thérapeute appuie sur un bouton pour déclencher une largeur d’impulsion optimale et une intensité actuelle de stimulation du nerf vague. L’hypothèse est que si des mouvements précis et précis sont positivement renforcés par une brève rafale de VNS au cours d’un processus d’apprentissage par essais et erreurs, ces actions deviennent «câblées» plus rapidement dans le cerveau.

“Nous essayons de voir si ce neurostimulateur pourrait être utilisé pour stimuler le traitement efficace, créant une sorte de” thérapie suralimentée “. Nous voulons déterminer si les patients peuvent récupérer plus rapidement grâce à cette stimulation », a conclu Bockbrader.

Les références

Eric C. Meyers, Bleyda R. Solorzano, Justin James, Patrick D. Ganzer, Elaine S. Lai, Robert L. Rennaker, Michael P. Kilgard, Seth A. Hays. “La stimulation du nerf vague améliore la plasticité et la généralisation de la récupération des accidents vasculaires cérébraux “. Accident vasculaire cérébral (première publication en ligne: 25 janvier 2018)

Kristofer W. Loerwald, Michael S. Borland, Robert L. Rennaker II, Seth A. Hays, Michael P. Kilgard. “L’interaction de la largeur d’impulsion et de l’intensité du courant sur l’étendue de la plasticité corticale provoquée par la stimulation du nerf vague.” Stimulation cérébrale (Première publication en ligne: 15 novembre 2017)