Réseaux cérébraux dans le TMS pour le syndrome de stress post-traumatique combiné et la dépression majeure

Recherche fondamentale sur le traitement par TMS pour la dépression et les traumatismes combinés.

Tout ce que nous faisons, toutes les pensées que nous avons eues, est produit par le cerveau humain. Mais la manière dont il fonctionne reste l’un des plus grands mystères non résolus et il semble que plus nous en explorons les secrets, plus nous trouvons de surprises.

-Neil deGrasse Tyson

La stimulation magnétique transcrânienne (TMS) utilise de fortes impulsions magnétiques répétées pour modifier les activités des neurones. Le TMS nous permet d’influencer directement l’activité cérébrale de manière très sélective, permettant un contrôle sans précédent du fonctionnement de notre esprit pour les applications cliniques et autres (par exemple, médecine légale, amélioration des performances, etc.).

Appliqué à travers le crâne sur différentes zones du cortex cérébral, le TMS peut avoir des effets variables. L’effet du TMS dépend des zones ciblées, y compris la profondeur dans le cerveau, de la capacité de stimulation à augmenter ou à supprimer l’activité dans cette zone, et de la manière dont la modification de l’activité cérébrale affecte la fonction globale du cerveau. l’expérience subjective de l’individu. Comme le traitement TMS a été officiellement utilisé aux États-Unis depuis 2008 pour le traitement du trouble dépressif majeur insensible à au moins un médicament, en utilisant un protocole plutôt basique, l’utilisation future du TMS (et les techniques de neuromodulation associées telles que la stimulation transcrânienne par courant continu). ) dépendra d’une meilleure compréhension du fonctionnement du cerveau.

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En forçant les neurones à tirer en utilisant un champ magnétique en mouvement pour pousser la charge électrique dans les cellules elles-mêmes, l’activité globale du cerveau peut être déplacée d’un état à un autre, dans certains cas. Ainsi, il est possible de déplacer le cerveau d’un modèle déprimé vers un modèle sain ou de modifier les schémas de cognition ou de traitement émotionnel désordonnés pour rétablir le bon fonctionnement ou ralentir l’activité dans les zones motrices du cerveau pour interférer avec les circuits hyperactifs. trouble, ou réduire l’activité dans le cortex auditif pour apaiser les hallucinations, etc. Comprendre le cerveau du point de vue du réseau fournit les informations nécessaires pour concevoir de meilleurs protocoles de traitement et créer des modèles et des simulations plus précis.

Traditionnellement, la fonction cérébrale a examiné la biologie et l’électrophysiologie des neurones et a utilisé des études anatomiques avec une imagerie de base pour déterminer s’il existe des différences de taille dans différentes parties du cerveau ou des différences d’activité ou de pathologie dans les neurones, etc. Compte tenu de la pénétration de la théorie des systèmes et de la modélisation mathématique dans chaque domaine et de l’étroite relation entre neurosciences et mathématiques et psychologie, l’application de la théorie des réseaux pour comprendre le fonctionnement du cerveau a commencé à combler le fossé entre l’esprit et le cerveau. Les progrès des techniques de neuro-imagerie fonctionnelle et de la modélisation mathématique permettent de mieux comprendre le fonctionnement du cerveau, mais aussi de faire fonctionner le cerveau comme il se doit (lorsque la fonction et le dysfonctionnement sont évidents). considéré comme pathologique. Même à un stade précoce de développement, la technologie de neuromodulation, telle que la TMS, permet aux cliniciens d’essayer directement de corriger l’activité cérébrale pathologique.

La présente étude est à noter pour la collecte de données sur la réponse clinique et l’impact sur le réseau de l’utilisation du TMS pour traiter des patients souffrant à la fois d’un trouble dépressif majeur et d’un TSPT. Les premières études dans n’importe quel domaine ont tendance à examiner des situations simplifiées, et les études de TMS ont principalement porté sur les personnes atteintes d’une maladie ou d’une autre, excluant les personnes ayant plus d’une condition des études. Comme le SSPT et la dépression sont souvent comorbides, cette étude est plus pertinente pour travailler avec des populations cliniques réelles où les personnes ont très souvent deux conditions médico-psychiatriques concomitantes ou plus. La dépression et le SSPT sont tous deux plus fréquents dans de nombreux groupes, y compris ceux qui connaissent des difficultés précoces et des niveaux de stress plus élevés au cours de la vie. Nous voulons savoir quel protocole TMS fonctionnera le mieux pour quels patients, et cela nécessite (entre autres choses) d’étudier le TMS dans différents groupes. Bien que les traitements conventionnels soient utiles, ils ne fonctionnent pas du tout pour un pourcentage significatif de patients, et pour d’autres, ils fonctionnent dans une mesure limitée ou ont des effets secondaires indésirables ou inacceptables. De nouveaux traitements sont nécessaires pour remédier à ce manque d’efficacité.

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Réseaux cérébraux

Il y a quelques choses à savoir avant de comprendre l’étude, qui va dans le détail. D’abord, de quoi parlons-nous, “réseaux cérébraux”? Il existe plusieurs réseaux cérébraux, mais le réseau de contrôle exécutif (ECN), le réseau de saillance et le réseau de mode par défaut présentent un intérêt particulier pour le TSPT et la dépression. Tous les réseaux cérébraux représentant une activité parmi les régions physiques interconnectées du cerveau tirant dans une danse complexe dans un flux d’activité constant. Les réseaux, en tant que tels, ne sont pas des zones cérébrales spécifiques, mais un groupe fonctionnel de régions liées, apparenté au matériel d’un réseau informatique.

L’ECN dirige le cerveau et régule les émotions, le réseau de saillance sélectionne ce que nous remarquons en interne et en externe, et le réseau en mode par défaut est l’état de repos du cerveau. Ils se sont tous avérés être modifiés de différentes manières à la fois dans la dépression et le SSPT, avec une longue liste de changements observés dans différentes régions du cerveau, et des résultats parfois confus ou contradictoires. L’imagerie fonctionnelle permet aux chercheurs d’étudier l’activité du réseau cérébral et de dresser un tableau des réseaux cérébraux dans différentes conditions cliniques, et de comparer l’imagerie pré et post-traitement avec des réseaux cérébraux sains pour déterminer ce qui s’est passé dans le cerveau. .

L’étude en cours

Sur la base de recherches et de théories antérieures, Philip, Barredo, Wout-Frank, Tyrka, Price et Carpenter (2018) ont utilisé le TMS pour traiter le cortex préfrontal dorsolatéral droit (DLPFC) à une fréquence de 5 impulsions par seconde. (généralement 30-40 minutes) délivrant un total de 3000-4000 impulsions dans des trains d’impulsions séparés de quelques secondes chacun. Imaginez un pic lent qui taper quelques fois toutes les deux minutes. Chaque patient a eu environ 36 séances, sur plusieurs semaines. Le DLPFC est un site de traitement standard de la dépression et constitue un composant important de la NEC, dont on a montré une activité anormalement basse à la fois dans le syndrome de stress post-traumatique et la dépression. Par exemple, si le réseau ECN n’est pas assez puissant, il ne peut pas détourner l’attention sur les aspects négatifs vers des vues plus positives et tournées vers l’avenir, ce qui entraîne des problèmes permanents. Un objectif important de l’étude était de développer des prédicteurs pour la réponse au traitement afin d’orienter les traitements futurs, car le syndrome de stress post-traumatique et la dépression majeure sont difficiles à traiter, entraînant une souffrance chronique pour un trop grand nombre.

Au total, ils ont traité 26 personnes (39,3% de femmes, 51 ans en moyenne) qui répondaient aux critères de diagnostic pour les deux affections. Ils étaient déprimés et souffraient de TSPT de voies de fait, d’agressions sexuelles et de mauvais traitements, ainsi que d’accidents de la route, principalement. Les chercheurs ont recueilli avant et après l’imagerie cérébrale en utilisant l’IRM fonctionnelle, ainsi que des données sur la réponse clinique. Ils ont examiné les différences entre les régions anatomiques et ont calculé les modifications de leur connectivité. Les résultats sont très détaillés, mais les principaux résultats se dégagent.

Résultats

Un tiers des participants souffrant à la fois de TSPT et de dépression répondaient aux critères de réponse clinique significative, mesurés par des échelles standard (PCL et IDS-SR, respectivement pour le TSPT et la dépression). Ceci est plus faible que pour l’une ou l’autre condition, mais pas surprenant compte tenu de la plus grande sévérité de la maladie et des antécédents de mauvaise réponse aux traitements antérieurs. Pour une personne qui n’a pas répondu aux traitements standard antérieurs (généralement des médicaments psychiatriques et une psychothérapie), le TMS peut offrir un soulagement substantiel à une fraction significative, sans risque élevé d’effets indésirables majeurs. Une amélioration modérée de la charge de morbidité chronique peut se traduire par une augmentation de la qualité de vie et des fonctions.

En utilisant leur approche basée sur le réseau, ils ont découvert que le cortex cingulaire antérieur (CGS) subgénéral est un domaine clé avec une activité anormale dans de nombreuses conditions, y compris celles traitées dans cette étude. Ils ont constaté que la connectivité altérée du sgACC dans le réseau de mode par défaut (DMN) prédit la réponse au TMS dans ce groupe. Le sgACC est un nœud hautement connecté important dans de nombreuses fonctions cérébrales, impliqué dans la régulation des réactions de peur conduisant à des réponses adaptatives ou inadaptées à la menace, supprimant les émotions nécessaires pour fonctionner correctement dans les sphères personnelles et sociales et régulant les circuits de récompense -un comportement dirigé ou une activité maniaque excessive lorsqu’il est trop actif (Drevets et al., 2009).

La réponse TMS a également été prédite par une connectivité accrue entre le cortex préfrontal (le PFC, une vaste zone anatomique contenant des composants du réseau exécutif) et l’amygdale, ce qui est important pour des émotions fortes et des réactions de peur à la menace. L’amygdale est étroitement liée à la régulation de l’hippocampe, impliquée dans la mémoire, les récits et le placement d’expériences dans le contexte approprié pour éviter tout désaccord entre les expériences internes et la réalité externe. Le PFC est composé de sous-régions et différentes zones peuvent être connectées différemment à l’amygdale. Les zones du PFC remplissent différentes fonctions, et une connexion excessive avec des centres de la peur entraînerait des symptômes différents selon les domaines.

Dans leur discussion, les auteurs de l’étude rapportent que “les résultats actuels suggèrent une relation entre le degré de pathologie du réseau et le résultat du traitement, et une signature” plus saine “de la connectivité réseau (caractérisée par un DMN moins hyperconnecté et un plus grand réponse TMS prédite. “Les patients avec une faible connectivité entre les zones clés du PFC et de l’amygdale peuvent ne pas bien répondre au TMS, car le trajet entre le cortex et la région cérébrale profonde doit être disponible pour stimuler l’activité les réseaux ciblés. Les patients prenant en compte le TMS pourraient être imagés en premier pour l’activité du réseau. En principe, ceux qui ont en principe une anatomie intacte pourraient être convertis en répondeurs TMS en les prétraitant avec une autre approche de neuromodulation, telle que le STCC, ou éventuellement d’autres traitements, y compris des modifications de médicaments, un neurofeedback ou une psychothérapie. Par contre, si les tests pré-TMS révélaient des dommages physiques, tels que des lésions anatomiques comme une lésion cérébrale traumatique ou une pathologie d’origine auto-immune ou neurodégénérative (par exemple), il ne serait pas possible d’augmenter la connectivité sans s’attaquer aux dommages sous-jacents. Il est possible d’imaginer «patcher» différentes régions du cerveau avec des implants pour compenser les voies endommagées à l’aide de la microtechnologie.

Prédiction de la réponse au TMS

Pour ceux qui ont répondu au TMS dans cette étude, il y avait deux marqueurs majeurs de la réponse clinique. Le premier TMS a diminué la connectivité entre le sgACC et le DMN (réseau en mode par défaut), et la connectivité entre l’hippocampe et le SN (réseau de saillance) a diminué. Il y avait également des changements de connectivité sgACC avec les zones du cortex préfrontal (PFC), y compris les PFC médians et les PFC dorsolatérales, tous deux importants pour différentes fonctions liées à la dépression et au SSPT et jugés importants dans des recherches antérieures. Bien qu’il soit parfois trop facile d’adapter les observations à nos attentes, ces résultats sont logiques étant donné que les personnes atteintes de SSPT et de dépression peuvent moins se concentrer sur les négatifs (plus de flexibilité cognitive et de neuroplasticité). DMN) pour dysfonctionner sur les problèmes lorsque nous sommes inactifs.

Source: Philip et al., 2018

De même, une diminution de l’apport de sgACC dans l’hippocampe et la SN devrait atténuer certains aspects des symptômes de SSPT et de dépression en permettant à la fois une meilleure contextualisation des expériences et des émotions, une amélioration de la fonction de mémoire. aptitude à détourner l’attention des pensées pénibles ou des expériences passées négatives vers des considérations plus adaptatives et utiles. Les changements de cette nature améliorent parallèlement les symptômes de dépression et de SSPT ou leur rétablissement, et représentent sans doute une normalisation de l’activité cérébrale générale plus cohérente avec une vie plus complète et un fonctionnement plus efficace, un sentiment de bien-être et une meilleure entente avec les autres. .

Directions futures

TMS est encore à un stade précoce de son développement, mais depuis qu’elle a été approuvée par la FDA pour une dépression majeure en 2008 aux États-Unis, elle est devenue un traitement standard pendant son raffinage. Des études comme celle-ci, qui étudient la réponse TMS et les prédicteurs, aideront à orienter la pratique clinique future et à traduire la recherche en neurosciences en protocoles de traitement ciblant les réseaux impliqués dans la dépression, le TSPT et d’autres maladies. Parmi les autres possibilités de développement du TMS, citons l’utilisation de différents types d’impulsions magnétiques, utilisant différents types de bobines magnétiques pour atteindre les zones plus profondes du cerveau, combinant le TMS avec d’autres approches pour améliorer les réponses et traiter plusieurs régions du cerveau. patients résistants et leurs proches.

La SMT peut devenir une alternative privilégiée pour les conditions sévères de résistance au traitement, mais pour le moment, il s’agit d’un outil thérapeutique prometteur dont l’efficacité est modérée, comparable à celle des médicaments et de la psychothérapie. Le traitement de la dépression et du TSPT reste difficile et implique généralement un plan de traitement à multiples facettes.

Les références

Drevets WC, Savits J, Trimble M. (2008). Le cortex cingulaire antérieur subgénéral dans les troubles de l’humeur. Spectres CNS, août; 13 (8): 663-681.

Philip NS, J Barredo, M van ‘t Wout-Frank, Tyrka AR, Price LH et Carmpenter LL. (2018). Mécanismes de réseau de réponse clinique à la stimulation magnétique transcrânienne dans le syndrome de stress post-traumatique et le trouble dépressif majeur. Psychiatrie biologique, février; 83: 263-272.