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Partie 2 : Comment fonctionne la machine ?
I - La Stimulation Magnétique Transcrânienne répétitive
1 - QU’EST CE QUE LA STIMULATION MAGNÉTIQUE TRANSCRÂNIENNE RÉPÉTITIVE ?
a. Définition et histoire de la Stimulation Magnétique Transcrânienne :
La Stimulation Magnétique Transcrânienne (ou TMS pour "Transcranial Magnetic Stimulation") est une technique médicale non-invasive*, c'est-à-dire qu'il n'y a aucune pénétration dans l’organisme, et indolore*, ce qui signifie qu'elle n’entraine aucune douleur chez le patient.
La TMS est utilisée dans la plupart des cas par les médecins pour diagnostiquer et traiter certaines maladies psychiatriques et neurologiques.
Lors d'un traitement par TMS, le patient va recevoir une impulsion magnétique sur la zone cérébrale ciblée.
Bien que cette technique ait été décrite pour la première fois en 1896 par d'Arsonval, il faut attendre les années 1980 pour voir apparaître la mise en place d’un appareil permettant une utilisation de ce traitement dans les cliniques. La première étude réussie de TMS est réalisée en 1985 en Angleterre.
La Stimulation Magnétique Transcrânienne (ou TMS pour "Transcranial Magnetic Stimulation") est une technique médicale non-invasive*, c'est-à-dire qu'il n'y a aucune pénétration dans l’organisme, et indolore*, ce qui signifie qu'elle n’entraine aucune douleur chez le patient.
La TMS est utilisée dans la plupart des cas par les médecins pour diagnostiquer et traiter certaines maladies psychiatriques et neurologiques.
Lors d'un traitement par TMS, le patient va recevoir une impulsion magnétique sur la zone cérébrale ciblée.
Bien que cette technique ait été décrite pour la première fois en 1896 par d'Arsonval, il faut attendre les années 1980 pour voir apparaître la mise en place d’un appareil permettant une utilisation de ce traitement dans les cliniques. La première étude réussie de TMS est réalisée en 1985 en Angleterre.
b. La Stimulation Magnétique Transcrânienne répétitive :
Afin de ralentir l’évolution de la maladie d’Alzheimer, une simple impulsion magnétique n’a aucun effet durable sur le patient. Cependant, des impulsions répétées plusieurs centaines de fois peuvent conduire à un changement de l’activité des neurones au-delà de la période de stimulation. Ainsi, en émettant un grand nombre d’impulsions, à raison de plusieurs séances par semaine, l’effet obtenu est durable et plus important, allant de quelques jours à plusieurs mois. La machine neuroAD a donc recours à la Stimulation Magnétique Transcrânienne répétitive.
La Stimulation Magnétique Transcrânienne répétitive (aussi nommée « rTMS » pour « repetitive Transcranial Magnetic Stimulation ») est un type de Stimulation Magnétique Transcrânienne.
La rTMS consiste à émettre une série d'impulsions pendant une période de temps donnée. Cette technique a pour objectif de modifier durablement le fonctionnement de la région visée lors du traitement.
L’efficacité de la Stimulation Magnétique Transcrânienne a été prouvée dans le traitement de crises d'épilepsie, de douleurs chroniques, ou bien encore pour soigner les accidents vasculaires cérébraux. En psychiatrie, elle est notamment employée pour traiter certains cas de dépressions graves.
Les résultats obtenus chez le patient reposent sur quatre paramètres principaux :
· L'intensité de la stimulation.
· La région cérébrale à stimuler.
· La fréquence des trains d'impulsions délivrés.
· Le nombre de trains de stimulation et leur durée.
c. Appareils nécessaires à la rTMS :
La rTMS nécessite un appareillage médical perfectionné. Celui-ci est composé de deux éléments principaux :
• Le stimulateur magnétique : Composé de plusieurs condensateurs*, le stimulateur magnétique est capable de générer un courant électrique de très haut voltage (2-3 kV) et de très courte durée (0,3 à 1 ms). C’est également à l’aide du stimulateur magnétique que l’on contrôle les paramètres de stimulation (envoyer plus ou moins d’impulsions, à une fréquence plus ou moins élevée…).
• La bobine de stimulation : C’est elle qui délivre les impulsions sur la tête du patient. Cette bobine est un solénoïde* : elle est constituée d’un enroulement cylindrique de fils conducteurs sur un cercle.
Dans certains cas seulement, et particulièrement dans la recherche médicale, un appareil de neuronavigation peut être utilisé. Il permet d’identifier précisément la zone à stimuler, grâce à une image IRM.
La rTMS nécessite un appareillage médical perfectionné. Celui-ci est composé de deux éléments principaux :
• Le stimulateur magnétique : Composé de plusieurs condensateurs*, le stimulateur magnétique est capable de générer un courant électrique de très haut voltage (2-3 kV) et de très courte durée (0,3 à 1 ms). C’est également à l’aide du stimulateur magnétique que l’on contrôle les paramètres de stimulation (envoyer plus ou moins d’impulsions, à une fréquence plus ou moins élevée…).
• La bobine de stimulation : C’est elle qui délivre les impulsions sur la tête du patient. Cette bobine est un solénoïde* : elle est constituée d’un enroulement cylindrique de fils conducteurs sur un cercle.
Dans certains cas seulement, et particulièrement dans la recherche médicale, un appareil de neuronavigation peut être utilisé. Il permet d’identifier précisément la zone à stimuler, grâce à une image IRM.
2 - LE FONCTIONEMMENT DE LA STIMULATION MAGNÉTIQUE TRANSCRÂNIENNE RÉPÉTITIVE :
a. L’objectif de la rTMS :
Il est important de comprendre que la rTMS n'est pas utilisée dans le but de guérir entièrement le patient et de supprimer l'intégralité des symptômes de la maladie. En effet, cette technique n'est pas utilisée dans ce but, mais dans l'objectif de ralentir l'affaiblissement des fonctions cognitives*.
Ainsi, les séances de stimulation cérébrale doivent être mises en place à un stade précoce de la maladie, lorsque les capacités du patient liées à la connaissance, comme le langage ou la mémoire, ne sont pas encore totalement inactivées.
L'objectif principal de la rTMS est de réactiver certaines zones du cerveau qui ne fonctionnent plus correctement. Ainsi, la rTMS doit stimuler les parties du cerveau où se déroulent les échanges entre les neurones, ce que l'on appelle les synapses*. Cette stimulation a donc pour principal objectif d'exciter ces zones, afin d'améliorer les fonctions cognitives* du patient.
Il est important de comprendre que la rTMS n'est pas utilisée dans le but de guérir entièrement le patient et de supprimer l'intégralité des symptômes de la maladie. En effet, cette technique n'est pas utilisée dans ce but, mais dans l'objectif de ralentir l'affaiblissement des fonctions cognitives*.
Ainsi, les séances de stimulation cérébrale doivent être mises en place à un stade précoce de la maladie, lorsque les capacités du patient liées à la connaissance, comme le langage ou la mémoire, ne sont pas encore totalement inactivées.
L'objectif principal de la rTMS est de réactiver certaines zones du cerveau qui ne fonctionnent plus correctement. Ainsi, la rTMS doit stimuler les parties du cerveau où se déroulent les échanges entre les neurones, ce que l'on appelle les synapses*. Cette stimulation a donc pour principal objectif d'exciter ces zones, afin d'améliorer les fonctions cognitives* du patient.
b. Le fonctionnement de la rTMS :
Le fonctionnement de la rTMS repose sur le principe de l’induction électromagnétique. Ce principe a été mis en évidence par Faraday, en 1831.
La loi de ce physicien peut être simplifiée de la façon suivante : lorsque l’on soumet un circuit à un champ magnétique* variable, celui-ci fait alors l’objet d’une force électromotrice*. Ainsi, lorsqu’un champ magnétique change rapidement d’orientation, celui-ci produit un courant électrique dans un élément conducteur placé à proximité. Dans ce cas ci, l’élément conducteur est le réseau neuronal.
Le champ magnétique qui est émis sur la tête du patient est à l'origine de a formation d'un champ électrique dans les tissus nerveux de ce dernier. Ce champ électrique est à l'origine de microcourants*, qui vont modifier progressivement l'activité des neurones, ainsi que leur manière de communiquer.
Activé par un microcourant, un neurone va progressivement transmettre cette impulsion à d’autres neurones, à l’aide des synapses*. Or la plupart des fonctions visées par la rTMS lors d'un traitement avec la machine sont dirigées par des zones cérébrales situées dans le cortex*. Ainsi, une stimulation du cortex* pourra avoir des effets sur des structures profondes du cerveau.
Le fonctionnement de la rTMS repose sur le principe de l’induction électromagnétique. Ce principe a été mis en évidence par Faraday, en 1831.
La loi de ce physicien peut être simplifiée de la façon suivante : lorsque l’on soumet un circuit à un champ magnétique* variable, celui-ci fait alors l’objet d’une force électromotrice*. Ainsi, lorsqu’un champ magnétique change rapidement d’orientation, celui-ci produit un courant électrique dans un élément conducteur placé à proximité. Dans ce cas ci, l’élément conducteur est le réseau neuronal.
Le champ magnétique qui est émis sur la tête du patient est à l'origine de a formation d'un champ électrique dans les tissus nerveux de ce dernier. Ce champ électrique est à l'origine de microcourants*, qui vont modifier progressivement l'activité des neurones, ainsi que leur manière de communiquer.
Activé par un microcourant, un neurone va progressivement transmettre cette impulsion à d’autres neurones, à l’aide des synapses*. Or la plupart des fonctions visées par la rTMS lors d'un traitement avec la machine sont dirigées par des zones cérébrales situées dans le cortex*. Ainsi, une stimulation du cortex* pourra avoir des effets sur des structures profondes du cerveau.
Les médecins considèrent qu'une rTMS du cortex moteur primaire* d'une fréquence inférieure à 1 Hz a un effet inhibiteur sur les neurones visés, c'est-à-dire qu'elle a pour but de réduire leur activité.
Au contraire, lorsqu'elle est d'une fréquence supérieure à 5 Hz, une stimulation a un effet excitateur et va alors stimuler certains neurones. Pour le traitement d'un patient atteint de la maladie d'Alzheimer, c'est donc un effet excitateur qui est attendu.