L'exercice régulier peut restaurer les connexions cérébrales dans la maladie de Parkinson à long terme

Une nouvelle étude menée au sein des hôpitaux universitaires et du système de santé des anciens combattants du nord-est de l'Ohio (par l'intermédiaire du Cleveland Center for Functional Electrical Stimulation (FES)) offre des indices: elle montre que les programmes d'exercices dynamiques à long terme peuvent avoir un effet réparateur plus large sur les signaux cérébraux chez les patients atteints de la maladie de Parkinson qu'on ne le pensait auparavant.

Les chercheurs ont utilisé des enregistrements provenant d'appareils de stimulation cérébrale profonde (SCP) des participants pour évaluer comment les programmes d'exercice à long terme pouvaient « réactiver » les connexions endommagées par la maladie de Parkinson.

Contrairement aux études précédentes, cette étude visait à déchiffrer les changements cérébraux associés au soulagement des symptômes moteurs à l'aide d'appareils DBS de deuxième génération et d'un programme de cyclisme dynamique à long terme chez les patients atteints de la maladie de Parkinson.

Les détails de l’étude sont publiés dans la revue Clinical Neurophysiology.

L'étude pilote a été dirigée par le neurologue Aasef Shaikh, MD, PhD, de l'UH&VA, qui est également vice-président de la recherche aux hôpitaux universitaires, professeur de neurologie et directeur médical associé du Cleveland FES Center.

L'auteur principal de l'article, Prajakta Joshi, est doctorant en génie biomédical au Shaikh Lab des hôpitaux universitaires de Cleveland et au FES Center du Louis Stokes VA Medical Center de Cleveland.

« Nous avons démontré depuis de nombreuses années l'efficacité de l'entraînement dynamique à vélo pour traiter les tremblements liés à la maladie de Parkinson », a déclaré le Dr Shaikh. « Cette nouvelle étude intègre l'utilisation de la stimulation cérébrale profonde et d'un programme d'exercices continus pour visualiser comment un entraînement à long terme peut reconnecter les connexions neuronales dans le cerveau. »

Un autre élément unique et clé de l’étude, a ajouté le Dr Shaikh, était la collaboration entre les deux systèmes médicaux, qui a permis de recruter un plus grand nombre de participants.

Des participants atteints de la maladie de Parkinson, dont des vétérans militaires, ont été invités à effectuer 12 séances d'entraînement dynamique à vélo sur quatre semaines. Tous avaient préalablement reçu des dispositifs de stimulation cérébrale profonde implantés pour traiter les symptômes moteurs, tandis que les signaux cérébraux dans la zone où les électrodes étaient placées étaient mesurés simultanément.

Un autre aspect important de l'étude était le programme de cyclisme adaptatif. Cette technologie permet au vélo d'appartement d'« apprendre » comment le patient pédale.

Par exemple, pendant un jeu vidéo, on demandait aux cyclistes de pédaler à 80 tr/min et de maintenir cette vitesse pendant environ 30 minutes. L'intensité du pédalage était affichée à l'écran sous la forme d'un ballon qu'il fallait maintenir hors de l'eau, tout en respectant les paramètres définis.

Mais l'adaptabilité de la machine a obligé les participants à hésiter sur l'effort à fournir. Le moteur du vélo les a aidés à atteindre 80 tr/min, mais a également augmenté ou diminué la résistance en fonction de l'effort. Les chercheurs pensent que ce mécanisme de « poussée et de traction » est particulièrement utile dans le traitement des symptômes de la maladie de Parkinson.

Lara Shigo, candidate au doctorat à l'Université d'État de Kent et co-auteur de l'étude, note que 80 tr/min est plus rapide que ce qu'une personne pédalerait normalement, mais elle dit que le rythme ne provoque pas de fatigue car le moteur aide à maintenir cette vitesse.

Des résultats impressionnants

Des enregistrements de signaux cérébraux ont été réalisés à partir d’électrodes DBS implantées avant et après chaque séance.

« Notre objectif était de comprendre les effets immédiats et à long terme de l’exercice dans la zone du cerveau où les électrodes ont été implantées, là où se produit la pathologie de Parkinson », a déclaré le Dr Shaikh.

Les chercheurs n’ont constaté aucun changement immédiat dans les signaux cérébraux, mais après 12 séances, ils ont noté des changements mesurables dans les signaux responsables du contrôle moteur et du mouvement.

Joshi et son équipe ont souligné: « Si les systèmes DBS actuels apportent de nouvelles connaissances sur l’activité cérébrale, ils se limitent à l’enregistrement des signaux provenant des zones où sont placées les électrodes. D’autres régions cérébrales potentiellement impliquées restent à explorer. »

L'idée clé, explique Joshi: « Il pourrait y avoir un circuit plus large impliqué. De multiples voies ascendantes et descendantes pourraient être affectées par l'exercice, et il est possible que nous provoquions un changement au niveau du réseau qui favorise l'amélioration des symptômes moteurs. »

Joshi ajoute que des recherches supplémentaires pourraient apporter davantage de réponses: « La bonne nouvelle est que nos prochaines études pourraient nous rapprocher de traitements révolutionnaires et personnalisés pour la maladie de Parkinson. »