Améliorer la qualité de vie dans l'épilepsie en prédisant les crises d'épilepsie

La première étude visant à examiner l'activité de centaines de cellules cérébrales humaines individuelles lors de crises convulsives a révélé que les crises commençaient par une activité neuronale extrêmement diverse, contrairement à la conception classique selon laquelle elles se caractérisaient par une activité massivement synchronisée. L'enquête menée par le Massachusetts General Hospital (MGH) et des chercheurs de l'Université Brown a également observé des modifications de l'activité neuronale avant la saisie, tant dans les cellules d'origine des crises que dans les cellules voisines. Le rapport apparaîtra dans Neuroscience de la nature et reçoit une publication préalable en ligne.
"Nos résultats suggèrent que différents groupes de neurones jouent des rôles distincts à différents stades des crises", explique Sydney Cash, MD, PhD, du Département de neurologie de l'HGM, auteur principal du journal. "Ils indiquent également qu'il est possible de prévoir des crises imminentes et que les interventions cliniques visant à les prévenir ou à les arrêter devraient probablement cibler ces groupes spécifiques de neurones."
Des crises d'épilepsie ont été signalées depuis l'Antiquité et aujourd'hui, 50 millions de personnes dans le monde sont touchées. mais on ignore encore comment les crises commencent, se propagent et se terminent. Les connaissances actuelles sur ce qui se passe dans le cerveau pendant les crises proviennent en grande partie des lectures EEG, qui reflètent l'activité moyenne de millions de neurones à la fois. Cette étude a utilisé une neurotechnologie qui enregistre l'activité de cellules cérébrales individuelles via un capteur implanté de la taille d'un bébé aspirine.
Les chercheurs ont analysé des données recueillies auprès de quatre patients atteints d'épilepsie focale - des crises provenant de tissus cérébraux anormaux - qui ne pouvaient être contrôlées par des médicaments. Les participants avaient les capteurs implantés dans la couche externe du tissu cérébral pour localiser les zones anormales avant le retrait chirurgical. Les capteurs ont enregistré l'activité de dizaines à plus d'une centaine de neurones individuels sur des périodes de cinq à dix jours, au cours desquelles chaque patient a eu plusieurs crises. Chez certains participants, les enregistrements ont détecté des modifications de l'activité neuronale jusqu'à trois minutes avant le début des crises et ont révélé une activité neuronale très diverse à mesure qu'une crise se déclenche et se propage. L'activité devient plus synchronisée vers la fin de la crise et s'arrête presque complètement lorsqu'une crise se termine.
"Même si les différents types d'activité neuronale conduisaient à une crise d'épilepsie, la plupart d'entre eux permettaient de détecter des changements avant la prochaine crise", explique le co-directeur et auteur correspondant, Wilson Truccolo, Ph.D., Brown University. Département de neuroscience et chercheur en MGH. "Nous sommes encore loin de pouvoir prédire une crise - ce qui pourrait constituer une avancée cruciale dans le traitement de l’épilepsie - mais cet article indique une voie à suivre. Pour la plupart des patients, la nature imprévisible de l’épilepsie est si débilitante. Ainsi, le simple fait de savoir à quel moment une crise va se produire améliorerait leur qualité de vie et permettrait peut-être un jour aux cliniciens de l’arrêter avant qu’elle ne commence. "
Cash ajoute: "Nous utilisons des méthodes de plus en plus sophistiquées pour traiter les grandes quantités de données que nous recueillons auprès des patients. Nous évaluons maintenant la capacité de prédire les crises à l’aide d’ensembles de neurones simples et nous continuons à utiliser ces techniques démêler les mécanismes à l'origine des crises humaines et exploiter ces connaissances pour tirer le meilleur parti des modèles animaux. " Cash est professeur adjoint de neurologie à la faculté de médecine de Harvard et Truccolo est professeur adjoint de neuroscience (recherche) chez Brown.
Remarques:
Cette étude est le fruit d'une collaboration continue entre des chercheurs de MGH, Brigham et Women 's Hospital (BWH), Brown et le Providence VA Medical Center pour développer et tester des technologies qui enregistrent et surveillent l'activité neuronale troubles et pour rétablir la communication, la mobilité et l’indépendance des personnes atteintes de maladies neurologiques, de blessures ou de pertes de membres. La technologie d'enregistrement expérimentale utilisée dans cette étude, le réseau NeuroPort, est étroitement liée au réseau BrainGate qui a permis aux individus souffrant de lésions de la moelle épinière et d'autres troubles neurologiques de contrôler un curseur avec leurs seules pensées.
Jacob Donoghue de MGH Neurology est le co-auteur principal du Neuroscience de la nature papier. Les autres co-auteurs sont Leigh Hochberg, MD, Ph.D., MGH / BWH Neurology et Brown University; Emad Eskandar, MD, MGH Neurologie; Emery Brown, MD, Ph.D., MGH Anesthesia; Joseph Madsen, MD, et William Anderson, MD, Ph.D., neurochirurgie BWH; et Eric Halgren, PhD, Université de Californie, San Diego. Truccolo et Hochberg sont également affiliées au centre médical Providence VA. L'étude a été financée par des subventions du Centre pour l'intégration de la médecine et des technologies innovantes, des Instituts nationaux de la santé, du Howard Hughes Medical Institute, de la Fondation Klingenstein, du ministère des Anciens combattants et de la Doris Duke Charitable Foundation.
Source: Hôpital général du Massachusetts

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