La stimulation cérébrale profonde sur mesure améliore la marche dans la maladie de Parkinson

Chez les patients atteints de la maladie de Parkinson, les modifications de la capacité à marcher peuvent être très marquées. La démarche dite « parkinsonienne » peut se traduire par des modifications de la longueur des foulées et une asymétrie entre les jambes. Ces troubles de la marche réduisent la mobilité, augmentent le risque de chute et altèrent considérablement la qualité de vie du patient.

Bien que la stimulation cérébrale profonde (SCP) à haute fréquence soit très efficace pour réduire les symptômes de tremblement, de rigidité et de bradykinésie (lenteur des mouvements), ses effets sur la marche sont plus variables et moins prévisibles chez les patients présentant des troubles sévères de la marche. Les principaux défis à relever pour améliorer les résultats de la SCP dans le traitement des troubles de la marche demeurent l'absence d'indicateur de marche standardisé permettant aux cliniciens d'ajuster les paramètres de stimulation, ainsi que la méconnaissance des effets des différents facteurs de stimulation sur la marche.

Dans une étude récente, des chercheurs de l'Université de Californie à San Francisco (UCSF) ont développé une méthode systématique pour quantifier les aspects clés de la marche caractéristiques de la maladie de Parkinson et ont utilisé des techniques d'apprentissage automatique pour sélectionner les paramètres DBS optimaux pour chaque patient. Ces réglages personnalisés ont permis d'améliorer significativement la marche, notamment en accélérant et en stabilisant les foulées, sans aggraver les autres symptômes.

Les résultats de leur étude sont publiés dans npj Parkinson's Disease.

« Nous avons abordé la tâche d'optimisation des paramètres DBS comme un problème d'ingénierie, dans le but de modéliser la relation entre les paramètres de stimulation, l'activité cérébrale et les performances de marche », a déclaré le premier auteur Hamid Fekri Azghomi, PhD, chercheur postdoctoral au laboratoire Wang de l'UCSF.

Comment optimiser les performances de la marche

Dans cette étude, des patients atteints de la maladie de Parkinson ont été implantés avec des dispositifs de stimulation cérébrale profonde (SCP) qui non seulement stimulaient le cerveau, mais enregistraient également l'activité neuronale pendant la marche. Lors des consultations, les paramètres de la SCP ont été ajustés dans des plages de sécurité afin d'étudier leurs effets sur la marche. En fonction de chaque réglage, les patients ont parcouru un circuit fermé d'environ six mètres, tandis que les données neuronales et la cinématique de la marche étaient enregistrées en continu.

Les chercheurs ont développé l'indice de performance de marche (WPI), qui évalue des paramètres de marche tels que la longueur et la vitesse de foulée, l'amplitude du balancement des bras et la cohérence de la marche. En combinant ces paramètres, le WPI fournit une évaluation complète de la marche, couvrant plusieurs dimensions de la fonction motrice affectée par la maladie de Parkinson.

« Nos résultats ont confirmé que les modifications des réglages de la stimulation cérébrale profonde étaient bien prises en compte par le WPI et correspondaient aux évaluations des patients et des cliniciens à chaque visite », a déclaré Azgomi. « Cette validation confirme que le WPI est un indicateur efficace pour évaluer et cibler l'amélioration de la marche chez les personnes atteintes de la maladie de Parkinson. Grâce à ces méthodes, nous avons pu prédire et identifier les réglages personnalisés de la stimulation cérébrale profonde qui amélioraient le WPI. »

Les chercheurs ont également identifié des schémas d'activité cérébrale associés à une amélioration de la marche. À l'aide de modèles multivariés, les auteurs ont identifié une dynamique neuronale unique qui différencie une démarche optimale de schémas moins efficaces. Une démarche améliorée était associée à une diminution de l'activité des ondes cérébrales de la bande bêta pendant certaines phases du cycle de marche dans le globus pallidus, une région cérébrale associée à la perte musculaire chez les personnes atteintes de la maladie de Parkinson.

Ces données, ainsi que les biomarqueurs neuronaux individuels identifiés, soulignent l’importance des interventions personnalisées et basées sur les données pour améliorer la marche des personnes atteintes de la maladie de Parkinson.

« Ce travail approfondit non seulement notre compréhension de la façon dont la DBS influence le mouvement, mais démontre également le potentiel de la neuromodulation personnalisée pour la maladie de Parkinson et d'autres troubles neurologiques, nous rapprochant de thérapies plus intelligentes et plus efficaces », a déclaré l'auteur principal de l'étude, Doris Wang, MD, PhD, neurochirurgien et professeur associé de neurochirurgie à l'UCSF.