La stimulation cérébrale améliore la fonction visuelle après un AVC

Chaque année, des milliers de personnes souffrent d’hémianopie à la suite d’un AVC. Cette affection, qui entraîne la perte de la moitié de leur champ visuel (la «ligne médiane verticale»), affecte gravement les activités quotidiennes, telles que la lecture, la conduite d’un véhicule ou simplement la marche dans un espace bondé.

Il n’existe actuellement aucun traitement permettant de rétablir de manière satisfaisante la fonction visuelle en cas d’hémianopie. La plupart des options disponibles visent à apprendre aux patientes et patients à s’adapter à la perte de vision plutôt qu’à rétablir celle-ci. Il faut des mois d’entraînement intensif en neuroréadaptation pour obtenir ne serait-ce qu’un rétablissement modéré de la vision.

L’enjeu réside dans la manière dont le cerveau coordonne l’activité entre les régions visuelles, comme entre le cortex visuel primaire et l’aire médio-temporale (cortex visuel secondaire), une interaction responsable de la détection des mouvements. Ces régions fonctionnent normalement de manière organisée et échangent des informations grâce à la synchronisation précise des rythmes électriques du cerveau appelés oscillations. Mais un AVC provoque souvent l’interruption de cette communication.

Des études ont suggéré que cibler ces oscillations par une stimulation cérébrale externe non invasive pourrait aider à rétablir la communication perturbée et désynchronisée entre les régions, améliorer les performances et favoriser le rétablissement de la vision. À cet égard, des chercheuses et chercheurs sous la direction de Friedhelm Hummel de l’Institut Neuro-X de l’EPFL ont testé un nouveau traitement qui combine l’entraînement visuel à une approche multifocale et non invasive de stimulation cérébrale afin de réorganiser la communication cérébrale et d’améliorer la fonction visuelle en cas d’hémianopie.

Dans ce petit essai clinique de validation de principe, contrôlé par placebo et en double aveugle, les premiers auteurs Estelle Raffin et Michele Bevilacqua et leurs collègues ont montré que cette nouvelle approche peut améliorer considérablement le rétablissement de la fonction visuelle chez les patientes et patients victimes d’un AVC, même chez ceux qui souffrent d’une déficience visuelle de longue durée.

«Il s’agit d’un de nos projets cliniques passionnants dans le cadre duquel nous avons appliqué au système visuel une nouvelle stratégie thérapeutique innovante basée sur une stimulation cérébrale non invasive bifocale orchestrée, inspirée du fonctionnement physiologique du cerveau, afin d’améliorer la fonction visuelle des patientes et patients atteints d’hémianopie après un AVC», explique Friedhelm Hummel. «Nous avons également déterminé des facteurs associés à la réponse au traitement, des biomarqueurs potentiels pour la stratification des patientes et patients.»

L’essai a porté sur 16 patientes et patients atteints d’hémianopie à la suite d’un AVC. Les participants se sont entraînés à une tâche de détection de mouvements conçue pour stimuler la limite de leur champ aveugle. Parallèlement, ils ont reçu un type de stimulation cérébrale appelée stimulation transcrânienne à courant alternatif à fréquence croisé (cf-tACS). Celle-ci utilise des courants électriques de faible intensité pour moduler les oscillations cérébrales, les réorganiser et améliorer les fonctions cognitives.

Dans cette étude, la cf-tACS a servi à synchroniser les oscillations cérébrales entre le cortex visuel primaire et l’aire médio-temporale. Les chercheuses et chercheurs ont appliqué des signaux électriques à différentes fréquences à ces deux régions d’une manière qui imite le schéma de communication naturel du cerveau.

Plus précisément, ils ont utilisé ce qu’on appelle une cf-tACS à schéma avant, qui délivre des ondes alpha de basse fréquence au cortex visuel primaire et des ondes gamma de haute fréquence à l’aire sensible aux mouvements. Cette approche reflète le flux d’informations «bottom-up» typique du cerveau pendant le traitement visuel, aidant à rétablir la communication perturbée après un AVC.

La stimulation cérébrale améliore la perception des mouvements

Les patientes et patients qui ont reçu la cf-tACS à schéma avant ont montré des améliorations significativement plus importantes de la perception des mouvements que ceux qui ont reçu le contrôle à schéma inversé. Ils ont connu une expansion mesurable de leur champ visuel, en particulier dans les zones ciblées pendant l’entraînement. Certaines personnes ont même rapporté des améliorations réelles, comme le fait d’être «capable de voir le bras droit de sa femme lorsqu’elle est assise sur le siège passager, lorsqu’elle conduit», ce qui était impossible avant le traitement par cf-tACS.

L’imagerie cérébrale et les données des ECG ont confirmé que le traitement rétablissait la communication entre le cortex visuel primaire et l’aire médio-temporale. L’ECG a révélé une meilleure synchronisation entre ces régions, et les scintigraphies cérébrales ont confirmé une augmentation de l’activité dans l’aire médio-temporale après stimulation. Les améliorations les plus importantes ont été observées chez celles et ceux dont les voies cortex visuel-aire médio-temporale étaient encore partiellement intactes, ce qui suggère que même une préservation partielle de ces circuits peut favoriser le rétablissement de la vision.

Cette étude montre que cibler des circuits cérébraux spécifiques par une stimulation synchronisée et inspirée de la physiologie peut amplifier les effets de l’entraînement visuel. Si elle était confirmée dans des essais de plus grande envergure, cette approche pourrait apporter un traitement plus rapide et plus accessible aux personnes qui souffrent d’hémianopie après un AVC.

Autres contributeurs

• Université de Genève
• Faculté de médecine des Hôpitaux universitaires de Genève
• Hôpital universitaire de Berne (Inselspital)
• Hôpital du Valais
• Université de Rochester