AVC, la stimulation du cervelet ouvre une nouvelle voie vers la récupération : « De cette façon, nous augmentons la plasticité du cerveau »

Depuis des années, les recherches sur la récupération après un AVC s’intéressent principalement au cortex cérébral, la zone directement impliquée dans l’exécution des mouvements. Mais aujourd’hui, un nombre croissant d’études portent leur attention sur une autre région du cerveau, fondamentale pour apprendre, corriger et rendre nos mouvements de plus en plus précis : le cervelet.
C’est précisément sur cette structure qu’une étude de l’IRCCS Santa Lucia de Rome, de l’Institut Italien de Technologie (IIT) et de l’Université de Ferrare de l’IIT, coordonnée par le professeur Giacomo Koch, directeur scientifique adjoint de l’IRCCS Santa Lucia, publiée dans la revue Avancées scientifiques. Les chercheurs ont montré qu’une stimulation non invasive du cervelet, synchronisée avec son rythme électrique naturel, est capable d’augmenter la plasticité cérébrale et d’améliorer la fonction motrice chez les adultes en bonne santé et chez les personnes ayant subi un AVC.
Le résultat s’inscrit dans l’une des tendances les plus prometteuses de la neurologie contemporaine. En fait, ces dernières années, il est devenu de plus en plus clair que la récupération des fonctions perdues après une lésion cérébrale ne dépend pas seulement de la zone endommagée, mais de la capacité de réorganisation de l’ensemble du réseau neuronal. C’est le phénomène connu sous le nom de neuroplasticité, grâce auquel des circuits encore intacts peuvent contribuer, au moins en partie, à compenser ceux qui sont compromis.

Deux stimulations synchronisées sur ondes thêta

Les chercheurs ont combiné la stimulation magnétique transcrânienne (TMS), une technique non invasive, indolore et réversible déjà utilisée avec succès pour de nombreuses maladies neurologiques, et la stimulation électrique transcrânienne à courant alternatif (tACS), qui utilise des courants de très basse tension à des fréquences spécifiques pour s’adapter à l’activité électrique du cerveau. L’élément innovant est que les deux ont été synchronisés avec les ondes thêta du cervelet, des oscillations entre 4 et 8 Hertz qui régulent les processus d’apprentissage moteur.
En fait, le cervelet joue un rôle fondamental dans l’affinement des mouvements par la pratique. Marcher, saisir un objet, écrire ou jouer d’un instrument sont des compétences qui dépendent aussi de la capacité de cette structure à modifier continuellement ses circuits. L’hypothèse des chercheurs était qu’une stimulation « adaptée » à ce rythme physiologique pourrait amplifier ces mécanismes.

Le circuit qui reste actif après le coup

L’étude suggère que la synchronisation de la stimulation renforce le circuit reliant le cervelet au cortex moteur, augmentant ainsi la capacité du système nerveux à transmettre le signal moteur.
«Ce que nous avons observé», explique le professeur Giacomo Koch, neurologue et coordinateur de l’étude, «c’est que la stimulation du cervelet réglée sur la fréquence thêta met en mouvement un circuit qui, à partir de cette structure, atteint la zone motrice, améliorant de façon permanente l’excitabilité et donc la capacité de conduire le signal moteur tout au long du trajet. Cette augmentation est également spécifique à la stimulation de la zone du cervelet, car les mêmes techniques de stimulation appliquées au niveau périphérique n’ont pas produit de résultats appréciables.
Les effets ne se limitent pas aux paramètres neurophysiologiques. Grâce au test à neuf chevilles, utilisé pour mesurer la dextérité de la main, les chercheurs ont observé une amélioration à la fois chez les sujets sains et chez les patients ayant subi un AVC. Dans ce dernier cas, jusqu’à 71 % des participants ont obtenu un meilleur résultat par rapport à la stimulation fictive, ce qui suggère que le circuit cérébello-thalamo-cortical peut continuer à soutenir la récupération motrice même lorsque le cortex a été endommagé.

Le circuit qui reste actif après le coup

L’idée naît d’une observation clinique : dans la plupart des accidents vasculaires cérébraux, le cervelet reste intact et continue d’entretenir des connexions fonctionnelles avec les zones motrices du cortex. Pour cette raison, elle pourrait représenter une cible thérapeutique, là où les techniques traditionnelles de stimulation corticale sont moins efficaces.
«Le thème de la neuroplasticité est fondamental», poursuit Danny Adrian Spampinato, chercheur à l’IRCCS de Santa Lucia et premier auteur de l’étude. «La force de cette étude réside dans sa base rationnelle: nous avons commencé par observer les données statistiques selon lesquelles, en cas d’accident vasculaire cérébral, le cervelet est souvent épargné même en présence de lésions corticales étendues et maintient des connexions fonctionnelles avec les zones motrices à travers les voies cérébello-thalamo-corticales. Cela en fait une cible thérapeutique particulièrement intéressante, précisément dans des conditions dans lesquelles le cortex moteur est endommagé ou difficile à atteindre avec les techniques de stimulation conventionnelles. »
Ces dernières années, le cervelet est devenu l’un des protagonistes de la recherche en neuromodulation. Des études expérimentales suggèrent qu’intervenir sur ses circuits peut favoriser la plasticité motrice et augmenter l’efficacité de la rééducation, bien que les preuves cliniques soient encore limitées et nécessitent une confirmation dans des études plus larges.

Perspectives et limites

Selon les auteurs, le principe de stimulation synchronisée pourrait également être exploré dans d’autres pathologies impliquant le cervelet. « En pensant le cervelet comme un nœud relativement préservé des lésions et richement connecté, il est possible de le stimuler pour favoriser la récupération d’autres affections dans lesquelles les circuits cérébelleux sont impliqués, comme les ataxies cérébelleuses, la sclérose en plaques ou d’autres troubles du mouvement. Ce sont cependant des hypothèses qui devront être vérifiées par des études dédiées : les travaux en cours concernaient spécifiquement des sujets sains et des patients ayant subi un AVC », souligne Koch.
Dans le même sens, le commentaire de Luciano Fadiga, du Centre de Neurophysiologie Translationnelle du Langage et de la Communication de l’IIT de Ferrare et de l’Université de Ferrare : « Ce travail naît de la synergie entre la recherche clinique sur la stimulation cérébrale et les compétences en neurophysiologie translationnelle de notre centre. Le cervelet est un système extrêmement organisé d’un point de vue temporel, et démontrer qu’il est possible de « dialoguer » avec ses rythmes naturels pour guider sa plasticité ouvre une perspective méthodologique qui dépasse la seule étude : un principe de stimulation rythmique spécifique qui peut être étendu à d’autres circuits et d’autres finalités thérapeutiques.
Mais les chercheurs eux-mêmes appellent à la prudence. L’étude a impliqué un nombre limité de participants et a évalué les effets d’une seule séance de stimulation. Des études multicentriques, des protocoles répétés et des populations cliniques plus larges seront nécessaires pour comprendre si ces résultats peuvent se traduire par un bénéfice stable dans la pratique clinique. S’ils sont confirmés, ils pourraient ajouter un nouvel outil à la neurorééducation, en tirant parti de la capacité du cerveau à se réorganiser après une blessure.