Maladie d’Alzheimer : une nouvelle étude EEG exploratoire évalue l’effet neurophysiologique d’une séance de TPS

La stimulation transcrânienne par impulsions (TPS) utilise des ondes de choc courtes et répétitives susceptibles d’entraîner un large éventail de modifications vasculaires, métaboliques et neurotrophiques. Parmi les caractéristiques positives de la TPS figurent la bonne précision spatiale de la stimulation des régions cérébrales et la possibilité d’atteindre des structures cérébrales plus profondes par rapport à d’autres techniques de stimulation cérébrale non invasives (TMS et tDCS), ainsi que l’adaptabilité des paramètres de stimulation, qui permet des traitements individuels et ciblés des patients. L’un des défis scientifiques actuels consiste à mieux comprendre les effets neurophysiologiques de la stimulation et l’interaction entre les ondes sonores générées par la TPS et les tissus. 

L’objectif d’une nouvelle étude exploratoire menée par Wojtecki et al. [1] était d’utiliser des mesures électroencéphalographiques (EEG) pour mieux comprendre l’effet neurophysiologique d’une séance de TPS dans la maladie d’Alzheimer (MA). Les auteurs documentent les changements dans la puissance spectrale (niveau frontal et occipital), la cohérence (niveau frontal, occipital et temporal), l’entropie de Tsallis (niveau temporal et frontal) et le couplage inter-fréquence (niveau pariétal-frontal, pariétal-temporal et frontal-temporal). Les résultats soulignent le rôle des mesures électroencéphalographiques en tant que marqueurs prospectifs de l’effet neurophysiologique de la TPS. 

Méthodes
Dix patients atteints de la maladie d’Alzheimer (2 femmes, 8 hommes ; âge 69,2 ± 7,1 ans) présentant des symptômes cognitifs légers (3), modérés (5) et sévères (2) ont été recrutés pour l’analyse EEG. Pour mesurer les changements neurophysiologiques, l’électroencéphalographie a été enregistrée avant et après la première séance d’une série de traitements par TPS. 

Le protocole de traitement par TPS était de 4 Hz, 0,20 mJ/mm² par défaut. Le protocole de stimulation était similaire à celui de Beisteiner et al. [2], incluant le cortex frontal bilatéral, le cortex pariétal latéral bilatéral et le cortex précunéus étendu. À la différence de Beisteiner et al, le cortex temporal bilatéral a également été inclus. 

Résultats, discussion et conclusion
Les auteurs ont documenté divers effets neurophysiologiques et des changements significatifs après le traitement par TPS : 

1. Augmentation de la puissance au niveau occipital et frontal (thêta-alpha, alpha-bêta-gamma et bêta-gamma) 
2. Augmentation de la cohérence au niveau temporal (alpha-bêta) et diminution au niveau occipital et pariétal-frontal intégral (thêta) 
3. Augmentation de l’entropie de Tsallis (TE) dans les régions fronto-polaires et temporales 
4. Changements dans le couplage inter-fréquence (cfc) (niveau pariétal-fronto-polaire, fronto-polaire, temporal, frontal intégral-temporal, pariétal-temporal) 

Dans la section Discussion de l’article, les auteurs soulignent certains de leurs résultats pour montrer que les changements significatifs et les tendances statistiques après une séance de TPS pourraient en effet suggérer un effet biologique direct ou indirect sur le cerveau et peuvent indiquer un effet positif généré par la stimulation. Ils soulignent en particulier les effets signalés sur les oscillations des ondes gamma, qui pourraient aller au-delà des réseaux électriques fonctionnels purs. Il a été décrit qu’une augmentation de la puissance gamma pouvait être constatée après une stimulation transcrânienne à courant alternatif (gamma-tACS) en conjonction avec une diminution des niveaux de bêta-amyloïdes dans l’hippocampe dans la MA [3]. Ainsi, les modifications de la TPS sur les réseaux gamma devraient être observées avec un intérêt particulier, car les ondes de choc peuvent affecter le système de la clairance glymphatique du cerveau. 

Les auteurs concluent que leurs résultats confirment le rôle d’une séance de TPS dans la modulation de l’activité oscillatoire et de la connectivité des réseaux électriques du cerveau, avec des implications potentielles dans le fonctionnement cognitif et la modulation de la plasticité. Pour clarifier la perspective des mesures EEG en tant que biomarqueurs neurophysiologiques de la TPS, les futures études devraient examiner les effets de la TPS à différentes échéances et après plusieurs séances en relation avec les scores cognitifs. 

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Sources :
1. Wojtecki, L., Cont, C., Stute, N. et al. Electrical brain networks before and after transcranial pulsed shockwave stimulation in Alzheimer’s patients. GeroScience (2024). https://doi.org/10.1007/s11357-024-01305-x.
2. Beisteiner R, Matt E, Fan C, Baldysiak H, Schönfeld M, Philippi Novak T, et al. Transcranial pulse stimulation with ultrasound in Alzheimer’s disease—a new navigated focal brain therapy. Adv Sci. 2020;7:1902583. https://doi.org/10.1002/advs.201902583.
3. Wu L, Cao T, Li S, Yuan Y, Zhang W, Huang L, Cai C, Fan L, Li L, Wang J, Liu T, Wang J. Long-term gamma transcranial alternating current stimulation improves the memory function of mice with Alzheimer’s disease. Front Aging Neurosci. 2022;15(14):980636. https:// doi. org/ 10. 3389/ fnagi. 2022. 980636.