Neurostimulation

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La neurostimulation est la stimulation d'un nerf ou de plusieurs nerfs, de la moelle épinière ou d'une partie du cerveau (système nerveux central) à l'aide de neurostimulateurs.

Elle a divers usages (thérapeutiques et/ou exploratoires).

Utilisations[modifier | modifier le code]

Le plus souvent, la neurostimulation est utilisée pour temporairement soulager une douleur, les maux de têtes, de désordres dans le contrôle des mouvements[1] y compris dans le cas de l'épilepsie[2], par stimulation du nerf vague[3].

La neurostimulation dite non convulsive (dont par l'électroacupuncture) est un traitement alternatif (en plein développement dans les années 2010) de multiples facettes de la dépression, par stimulation magnétique transcrânienne répétitive (rTMS), par stimulation transcrânienne à courant continu (tDCS), par neurostimulation du nerf vague (VNS) ou encore par stimulation cérébrale profonde (DBS)[4]. Dans les études disponibles avant 2020, ces traitements semblent induire des effets endocriniens, immunitaires (neuro-immunité) et symptomatiques positifs. Ils inversent aussi l'axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien (HPA) et les changements cytokiniques retrouvés dans la dépression[4]. « Tous les types de neurostimulation non convulsive ont pu inverser les augmentations de cortisol, d'ACTH et d'autres composants de l'axe HPA observées chez les patients déprimés, ainsi que moduler les niveaux de cytokines clés connues pour être régulées à la hausse dans la dépression, tels que IL-1β, IL-6 et TNF-α » (chez l'Homme et chez l'animal), mais il n'y a pas forcément de corrélation entre les changements induits par une neurostimulation non convulsive dans l'axe HPA et les niveaux de cytokines et une évolution des symptômes dépressifs
Des études supplémentaires (en double aveugle et mieux contrôlées) sont encore nécessaires pour mieux comprendre ses mécanismes et détecter d'éventuels autres effets induits[4].

Historique[modifier | modifier le code]

La neurostimulation et neuromodulation par acupression, acupuncture et massage sont probablement très anciennes, et la neuromodulation par l'électricité est connue depuis plus de 2 000 ans.

En 64 av. J.-C., le traitement de la douleur par l'électricité était pratiqué par les médecins de la Grèce antique[5],[6]. En effet ils se servaient de poissons torpilles vivants pour produire des décharges électriques et soulager des patients atteints de douleurs de tout type[7],[8].

C'est sur ce principe que s'inscrit également la SNP (stimulation nerveuse périphérique) et la « stimulation électrique transcutanée », encore utilisée dans le traitement de la douleur après avoir été l’une des premières utilisations médicales de l'électricité.

Dès le XVIIIe siècle et jusqu'au début du XXe siècle, on utilisait des appareils délivrant un champ électrique circulaire ou de plaques électriques au contact desquelles les patients plaçaient leur bras ou leur jambe pour le traitement de leurs douleurs. L'électricité et ses vertus thérapeutiques ont donc longtemps été utilisées au XIXe siècle et au début du XXe siècle. Mais nombre de charlatans vendant leurs appareils à des fins pseudo médicales (ex. : supposé traitement de la calvitie…) ont contribué à un désintérêt de la communauté médicale envers l'utilisation de champs électriques.

Au début des années 1960, on redécouvre les applications médicales des champs électriques en termes de « neuromodulation ». Le premier neurostimulateur (dans le traitement d'une douleur chronique péri-cancéreuse) a été élaboré et utilisé en 1967 par Shealy, Mortimer, Reswick et décrit dans la revue Anesthesia Analgesia cette même année, soit deux ans après la publication de la théorie du Gate control.

Depuis, les progrès ont concerné :

  • les connaissances en matière de neuroanatomie et de neurophysiologie ;
  • la maitrise de l'intensité et de la durée du stimulus et la précision des mesures[9] ;
  • la miniaturisation du matériel[10] et sa sécurité[11] ;
  • l'alimentation électrique des dispositifs (et la recherche se poursuit, par exemple avec les petits modules photovoltaïques organiques)[12] ;
  • la biocompatibilité des matériaux (qui a permis par exemple la création de neurostimulateurs médullaires implantables, par exemple sur les cordons postérieurs de la moelle épinière afin de traiter des douleurs chroniques d’origine neuropathique résistantes aux médicament ou à aux techniques non interventionnelles. Le courant émis substitue cependant à la douleur des paresthésies locales)[13] ;
  • l'amélioration des électrodes ;

...conduisant à un large éventail de dispositifs disponibles en 2021.

Le stimulus[modifier | modifier le code]

Le stimulus est généralement un léger courant électrique appliqué par des électrodes placées sur la peau de manière à exciter telle ou telle partie du système nerveux du patient. On parle alors d'électrostimulus.

Les électrodes peuvent aussi être profondes et exercer leur effet sur un organe profond ou dans le cerveau lui-même, une forme extrême en étant l'électrochoc.

D'autres types de stimulis du nerf sont possibles (chimiques, thermiques ou mécaniques) avec par exemple par des ultrasons[14].

Risques[modifier | modifier le code]

Les patients traités par des dispositifs implantés présentent un risque élevé de réintervention suite par exemple à un déplacement d'électrode, une cassure d’électrode ou une infection. De plus certains dispositifs sont incompatibles avec l'imagerie par résonance magnétique.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. (en) Robert E. Gross et Andres M. Lozano, « Advances in neurostimulation for movement disorders », Neurological Research, vol. 22, no 3,‎ , p. 247–258 (ISSN 0161-6412 et 1743-1328, DOI 10.1080/01616412.2000.11740667, lire en ligne, consulté le )
  2. (en) « Neurostimulation in the treatment of epilepsy », Experimental Neurology, vol. 244,‎ , p. 87–95 (ISSN 0014-4886, DOI 10.1016/j.expneurol.2013.04.004, lire en ligne, consulté le )
  3. (en) Elinor Ben-Menachem, « Neurostimulation—Past, Present, and Beyond: Neurostimulation—Past, Present, and Beyond », Epilepsy Currents, vol. 12, no 5,‎ , p. 188–191 (ISSN 1535-7597, PMID 23118604, PMCID PMC3482717, DOI 10.5698/1535-7511-12.5.188, lire en ligne, consulté le )
  4. a b et c (en) Andrew J. Perrin et Carmine M. Pariante, « Endocrine and immune effects of non-convulsive neurostimulation in depression: A systematic review », Brain, Behavior, and Immunity, vol. 87,‎ , p. 910–920 (DOI 10.1016/j.bbi.2020.02.016, lire en ligne, consulté le )
  5. (en) Interventional and Neuromodulatory Techniques for Pain Management, vol. 2, p. 3.
  6. Neurostimulation for the Treatment of Chronic Pain, Salim M. Hayek, Robert Levy, vol. 1, Elsevier
  7. (en) Marco Piccolino, « Luigi Galvani and animal electricity: two centuries after the foundation of electrophysiology », Trends in Neurosciences, vol. 20, no 10,‎ , p. 443-448 (ISSN 0166-2236, e-ISSN 1878-108X, DOI 10.1016/S0166-2236(97)01101-6, lire en ligne).
  8. (en) Piero Cotti, « The discovery of the electric current », Physica B: Condensed Matter, vol. 204, nos 1-4,‎ , p. 367-369 (ISSN 0921-4526, DOI 10.1016/0921-4526(94)00289-8).
  9. (en-US) J. Blair Price, Aaron E. Rusheen, Abhijeet S. Barath et Juan M. Rojas Cabrera, « Clinical applications of neurochemical and electrophysiological measurements for closed-loop neurostimulation », Neurosurgical Focus, vol. 49, no 1,‎ , E6 (ISSN 1092-0684, DOI 10.3171/2020.4.FOCUS20167, lire en ligne, consulté le )
  10. Gian Luca Barbruni, Paolo Motto Ros, Danilo Demarchi et Sandro Carrara, « Miniaturised Wireless Power Transfer Systems for Neurostimulation: A Review », IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems, vol. 14, no 6,‎ , p. 1160–1178 (ISSN 1940-9990, DOI 10.1109/TBCAS.2020.3038599, lire en ligne, consulté le )
  11. (en) Dileep R. Nair, Kenneth D. Laxer, Peter B. Weber et Anthony M. Murro, « Nine-year prospective efficacy and safety of brain-responsive neurostimulation for focal epilepsy », Neurology, vol. 95, no 9,‎ , e1244–e1256 (ISSN 0028-3878 et 1526-632X, PMID 32690786, DOI 10.1212/WNL.0000000000010154, lire en ligne, consulté le )
  12. (en) Mertcan Han, Shashi Bhushan Srivastava, Erdost Yildiz et Rustamzhon Melikov, « Organic Photovoltaic Pseudocapacitors for Neurostimulation », ACS Applied Materials & Interfaces, vol. 12, no 38,‎ , p. 42997–43008 (ISSN 1944-8244 et 1944-8252, PMID 32852189, PMCID PMC7582621, DOI 10.1021/acsami.0c11581, lire en ligne, consulté le )
  13. HAS, Fiche « Neurostimulateurs médullaires implantables : une technique de dernier recours », série Bon usage des technologies de santé, consulté le 3 juillet 2021
  14. (en) Randy L. King, Julian R. Brown, William T. Newsome et Kim Butts Pauly, « Effective parameters for ultrasound-induced in vivo neurostimulation », Ultrasound in Medicine and Biology, vol. 39, no 2,‎ , p. 312-331 (ISSN 0301-5629, e-ISSN 1879-291X, PMID 23219040, DOI 10.1016/j.ultrasmedbio.2012.09.009, lire en ligne).

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]