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La stimulation cérébrale non-invasive améliore l'apprentissage moteur
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Des scientifiques sous la houlette de Friedhelm Hummel, titulaire de la chaire Defitech de neuro-ingénierie clinique de l’EPFL ont mis en œuvre une nouvelle technique appelée «stimulation électrique transcrânienne par interférence temporelle» (tTIS) pour la neuromodulation non invasive chez l’être humain, afin de cibler les structures profondes et d’améliorer l’apprentissage moteur chez des sujets âgés en bonne santé.
Les scientifiques ont combiné la modélisation informatique, les études IRMf et les évaluations comportementales pour montrer, pour la première fois, que la tTIS peut moduler spécifiquement une aire cérébrale profonde appelée striatum, qui est le centre de traitement du contrôle moteur et de l’apprentissage. Contrairement à d’autres techniques de neuromodulation profonde, la tTIS a pu atteindre le striatum sans procédures invasives. « Nous nous sommes intéressés à l’apprentissage, car il est essentiel pour l’acquisition continue de compétences au cours de la vie et pour la récupération après un handicap moteur », affirment Maximilian J. Wessel et Elena Beanato.
Les scientifiques ont appliqué des salves d’impulsions électriques selon un schéma spécifique ("salve thêta") pour moduler l’activité cérébrale chez des sujets humains. Il a été démontré que ce schéma induit des changements de l’excitabilité neuronale et des propriétés neuroplastiques, avec un grand potentiel d’application pour l’amélioration cognitive et la neuroréhabilitation.
La tTIS à rafales thêta a révélé une forte activité dans le striatum et dans le réseau moteur associé. Les participantes et participants âgés en bonne santé, dont les capacités d’apprentissage naturelles sont généralement inférieures à celles des jeunes, ont montré un effet plus important de la stimulation avec une amélioration plus prononcée des performances motrices. Cela suggère que la TTIS pourrait notamment améliorer l’apprentissage chez les populations présentant des troubles de la motricité. « C’est la première fois que l’on démontre chez l’être humain la possibilité de neuromoduler de manière non invasive et ciblée le striatum et d’améliorer le comportement correspondant », déclare Friedhelm Hummel.
La nature non invasive de la tTIS et sa capacité à moduler sélectivement les structures cérébrales profondes sans affecter le cortex sus-jacent ou d’autres aires fonctionnelles en font un nouvel outil intéressant pour la recherche en neurosciences. Elle constitue également les fondements de stratégies de traitement innovantes et non invasives pour les troubles cérébraux dans lesquels les structures striatales profondes jouent un rôle clé, tels que la démence, la dépendance ou les accidents vasculaires cérébraux.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
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