Un million d'Américains souffrent de tremblements, de raideurs et de troubles de la parole liés à la maladie de Parkinson. La dépression majeure affecte environ 16 millions d'adultes américains par an. Près de 30 millions d'Américains sont affligés de migraines, tandis qu'environ un sur 1.000 souffre de maux de tête encore plus douloureux. Les médicaments sont généralement le traitement de première intention pour ces troubles neurologiques et d’autres, en chirurgie de stimulation cérébrale profonde: un chirurgien fend le crâne du patient et place de minuscules électrodes dans le tissu cérébral comme une sorte de «stimulateur cérébral», parfois utilisé en dernier recours. recours.
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Et si, au lieu de régimes médicamenteux ou d’interventions chirurgicales invasives entraînant des effets indésirables, ces affections pourraient être traitées en stimulant sans douleur le cerveau de l’extérieur du crâne?
"Et s'il y avait un moyen de faire cela de manière non invasive?", S'est interrogé Ian Graham, étudiant diplômé en génie biomédical à l'Université Johns Hopkins, après avoir assisté à une opération de stimulation de la dépression cérébrale profonde sur plusieurs heures.
La stimulation transcrânienne, ou la stimulation du cerveau de l'extérieur du crâne, est devenue l'un des domaines les plus en vogue du génie biomédical. La méthode est généralement effectuée de deux manières. Une technique, appelée stimulation transcrânienne à courant continu, utilise des électrodes placées sur le cuir chevelu pour envoyer des signaux électriques au cerveau. L'autre, appelée stimulation magnétique transcrânienne, utilise une bobine magnétique sur le cuir chevelu pour produire une activité électrique dans le cerveau. Différents endroits du cerveau sont stimulés à différentes intensités et fréquences en fonction de l'affection traitée. Bien que personne ne sache exactement comment la stimulation cérébrale améliore la maladie de Parkinson et d'autres, il est clair que cette stimulation peut affecter la manière dont les neurones se déclenchent et réguler les neurotransmetteurs tels que la sérotonine et la dopamine.
Graham et d'autres ingénieurs biomédicaux de Johns Hopkins ont inventé un casque qui utilise des électrodes pour stimuler le cerveau des patients atteints de la maladie de Parkinson. Le dispositif STIMband, qui débutera les essais cliniques plus tard cette année ou au début de l’année prochaine, doit être utilisé à domicile, ce qui le distingue des autres dispositifs de stimulation transcrânienne. Les étudiants espèrent que cela aidera à traiter certains des symptômes les plus débilitants de la maladie de Parkinson, notamment les tremblements et l’équilibre. Plus tôt ce mois-ci, le STIMband a remporté un prix de 5 000 $ pour la deuxième place au concours de design national BMEidea de VentureWell destiné aux étudiants en génie biomédical et en bioingénierie.
Les étudiants qui ont créé le STIMband: Ian Graham, Melody Tan, Erin Reisfeld, Shruthi Rajan et David Blumenstyk. (Université Johns Hopkins). Avec STIMband, les étudiants placent les électrodes dans des emplacements connus grâce à la modélisation informatique pour stimuler les parties du cerveau touchées par la maladie de Parkinson. Ils ont observé des patients participant aux études de Johns Hopkins sur la stimulation transcrânienne en courant continu et ont été impressionnés par les résultats.
«J'ai vu un patient arriver et, après le traitement, il a dû signer son nom», explique Graham. "Il a dit qu'il n'avait pas été capable d'écrire comme ça depuis des années."
Les étudiants ont rencontré les patients de la clinique de la maladie de Parkinson de l'hôpital pendant plusieurs mois pour recueillir des données sur ce dont les utilisateurs avaient réellement besoin dans un appareil à domicile. Finalement, ils ont créé une conception à piles reposant essentiellement sur une casquette de baseball, qui peut être facilement enfilée et contrôlée avec un gros bouton.
Le traitement par STIMband commencerait dans le bureau du neurologue, où le dispositif serait adapté au patient. Le patient emporterait alors le STIMband chez lui et l'utiliserait 20 minutes par jour, tous les jours. Le traitement pourrait éventuellement être modifié en fonction des résultats individuels, mais Graham affirme que les patients utiliseraient probablement le STIMband indéfiniment, à condition qu'ils obtiennent des résultats positifs.
"Étant donné que la MP [maladie de Parkinson] est dégénérative et que le STIMband agit différemment des médicaments, il devrait également s'avérer bénéfique pour une période plus longue", a déclaré Graham. "Malheureusement, cette période est encore inconnue."
Si les essais de STIMband s'avèrent fructueux, le groupe espère obtenir l'approbation de la FDA. Le dispositif coûterait probablement entre 600 et 1 000 dollars, selon le choix des matériaux.
Les chercheurs étudient actuellement la stimulation transcrânienne comme traitement des affections neurologiques et neuropsychiatriques, y compris l'épilepsie, les accidents vasculaires cérébraux, le syndrome de Tourette, la dépression et la manie, la migraine, la schizophrénie, les troubles de l'alimentation, la dystonie (contractions musculaires involontaires douloureuses) et la douleur chronique. Mais la FDA n'a approuvé que la stimulation magnétique transcrânienne pour la dépression pharmaco-résistante.
«Il ne s'agit pas de placer des aimants de réfrigérateur sur la tête des personnes», explique le neurologue David Brock, directeur médical de Neuronetics, société qui produit NeuroStar, un appareil de stimulation magnétique transcranien pour la dépression. Le traitement NeuroStar est donné dans un cabinet de médecin. Pendant une période de quatre à six semaines, les patients se présentent cinq jours par semaine pour des séances de 45 minutes. Ils s'assoient sur une chaise pour lire ou écouter de la musique tandis que l'appareil, placé sur le côté gauche de leur front, stimule leur cortex préfrontal gauche.
Les gens considèrent souvent à tort que la stimulation transcrânienne est un traitement alternatif, dit Brock, mais elle est en réalité étayée par des données cliniques. Des études ont montré que 30 à 40% des patients dépressifs résistants au traitement entraient en rémission après l'utilisation de NeuroStar, tandis que d'autres patients présentaient une amélioration des symptômes.
Rendu du patient à l'aide d'un appareil NeuroStar (Neuronetics) La stimulation transcrânienne n'est pas non plus comme la thérapie électroconvulsive (ECT), ou «traitement de choc», le traitement de la dépression stigmatisé mais souvent très efficace qui utilise l'électricité pour provoquer une crise. Contrairement à l'ECT, la stimulation transcrânienne ne provoque pas de convulsions et ne nécessite pas d'anesthésie générale ni de séjour à l'hôpital. Il est également exempt d'effets secondaires plus notoires d'ECT, y compris une perte de mémoire et de la confusion.
Selon Brock, la stimulation transcrânienne deviendra presque certainement un traitement approuvé pour d’autres affections dans les années à venir, une fois que les chercheurs auront identifié le bon emplacement et la bonne intensité pour traiter le problème. «[La stimulation transcrânienne] ressemble beaucoup à un couteau suisse», dit-il. "Nous avons compris comment utiliser la lame, mais nous n'avons pas encore compris comment utiliser tous les autres outils."
