La dépression est la maladie psychiatrique la plus fréquente dans le monde. En France, elle touche environ une personne sur cinq au cours de sa vie. Cette maladie peut entraîner de nombreuses complications, au premier rang desquelles le suicide. Quand la dépression est sévère, les antidépresseurs sont recommandés comme traitement de première intention. Cependant, un tiers des patients sont résistants aux médicaments usuels. C’est pourquoi d’autres stratégies de psychiatrie ont été mises au point, dont les techniques de neuromodulation. Une publication parue dans Brain stimulation présente les résultats encourageants d’un essai clinique ouvert (sans groupe placebo) reposant sur une technologie novatrice à base d’ultrasons. Cette méthode vise à stimuler les régions au milieu du cerveau où il y a un carrefour des réseaux neuronaux liés aux troubles psychiatriques.
David Attali est psychiatre et chercheur à l'hôpital Saint-Anne (Université Paris-Cité) et co-auteur principal de l’étude avec la chercheuse et psychiatre Marion Plaze. Il explique que « la seule façon d’aller stimuler ces régions profondes jusqu’ici, c’était au cours d'une neurochirurgie sous anesthésie générale, durant laquelle on allait implanter une électrode ». Cette pratique de stimulation cérébrale profonde invasive (DBS, pour deep brain stimulation), peut se révéler très efficace, mais elle s'accompagne de potentiels risques d'infection ou d'hémorragie. Cette neurochirurgie était finalement réservée à un nombre très limité de patients chaque année, « il y avait une incohérence entre la faible capacité de dissémination de cette technique et les chiffres stratosphériques de la dépression », renchérit David Attali.
Dans leur publication, les neuroscientifiques présentent la stimulation transcrânienne par ultrasons de faible intensité (TUS, pour transcranial ultrasound stimulation). « Ce sont des ultrasons comme ceux qui sont utilisés lors des échographies obstétricales pour les femmes enceintes », illustre David Attali. Pour la première fois, de façon très précise et non-invasive, la TUS permet d’atteindre les régions profondes du cerveau, dont celles impliquées dans la dépression. Depuis l’invention de l’imagerie par résonance magnétique (IRM) dans les années 1970, les techniques d’imagerie cérébrale ont considérablement progressé. Désormais, les psychiatres connaissent de mieux en mieux les structures du cerveau impliquées dans la dépression. « Pour les cinq patients inclus dans notre étude, nous avons stimulé une région du cerveau qui s'appelle la région cingulaire subcalleuse », explique David Attali. « Elle est située à peu près à six centimètres de profondeur et visible sur des IRMs poussées où toutes les fibres de la matière blanche du cerveau sont reconstruites ».
Pour chaque patient, la localisation de la zone ciblée est déterminée sur mesure avec une longue IRM une semaine avant le traitement par ultrasons. Leur état de santé générale et psychiatrique est également évalué. Ensuite, les patients sont traités avec plusieurs séances de cinq minutes, sur cinq jours consécutifs, à l’aide d’ultrasons de faible intensité. Les séances sont réparties sur une journée et espacées d’une heure environ. Après les cinq jours de traitement, une autre IRM du cerveau est réalisée ainsi que des tests psychiatriques.
En moyenne, au cinquième jour de traitement, la sévérité de la dépression a été réduite de 61 % – chiffre calculé avec l’échelle MADRS (pour Montgomery-Åsberg Depression Rating Scale), reconnue dans la communauté médicale. Le traitement n’a pas provoqué d'effets indésirables graves : « les patients ne se plaignaient d'aucune gêne ni douleur pendant les séances ». C’est la première application chez l'humain des ultrasons aidés de lentilles acoustiques, pour stimuler de façon non-invasive les régions profondes du cerveau avec autant de précision.
Selon David Attali, « les patients étaient incapables de nous dire quand les ultrasons étaient émis ou pas », un point important pour contrôler l’effet placebo dans de futures recherches. Par cet aspect, la TUS se différencie d’autres techniques de neuromodulation, telles que la stimulation magnétique transcrânienne (TMS). Cette dernière est fondée en effet sur l’émission d’un champ magnétique qui se convertit en électricité au croisement avec la peau, conduisant par exemple à la contraction des muscles situés sur le passage du signal (une contraction ressentie par le patient). David Attali se réjouit de ces résultats encourageants. « Nous montrons une faisabilité parfaite d’une technique simple à mettre en place. Le protocole s'est très bien déroulé et la tolérance était très bonne. Mais ces résultats sont à prendre avec des pincettes », nuance-t-il. Le psychiatre rappelle que l’expérience n’a été menée que sur un faible nombre de patients et qu’il manque un groupe témoin (qui sera placé dans les mêmes conditions sans recevoir le traitement testé) afin de valider l’efficacité de la méthode.
Les ultrasons font un véritable carton en neurosciences et cette publication montre qu’un défi a été relevé : contourner l’effet de défocalisation du crâne. En effet, la grande hétérogénéité du crâne altère la qualité du faisceau ultrasonore le traversant et induit des aberrations dans le signal, ce qui a entravé le développement des techniques utilisant des ultrasons en neurosciences durant plusieurs décennies. Pour pallier ce défaut, l’équipe de Jean-François Aubry, ingénieur-physicien au CNRS, a mis au point des lentilles acoustiques imprimées en 3D et fabriquées sur-mesure pour chaque patient. La lentille placée devant le crâne déforme l’onde ultrasonore pour contrebalancer la deuxième déformation qui aura lieu dans le crâne. La TUS aidée de ces lentilles est l’aboutissement de vingt-cinq années de recherche sur les méthodes de focalisation des ultrasons à travers le crâne.
« Grâce à la lentille acoustique développée par l’équipe de Jean-François Aubry et Mickaël Tanter, nous sommes sûrs que les ultrasons se concentrent sur une région cérébrale précisément, et non pas un centimètre à côté », s'enthousiasme David Attali. Cette invention a été élaborée à l’Institut physique pour la médecine et brevetée. La start-up SonoMind a ensuite été créée afin d’accélérer le transfert clinique de cette technologie.
