Projet ANR-08-MNPS-0036 – STN oscillations : Rôle et contrôle des oscillations du noyau sous-thalamique dans la physiopathologie de la maladie de Parkinson
Programme : Maladies Neurologiques et Psychiatriques (MNP) 2008
Année de financement : 2008
Coordinateur du projet : UNIVERSITE BORDEAUX II (VICTOR SEGALEN) (UNIVERSITE BORDEAUX II (VICTOR SEGALEN))
Partenaires : Institut polytechnique de Bordeaux; Université de Bordeaux; Université de Bordeaux
Montant : 500000.0 euros
Date de début : 2009
Durée : 48 mois
Résumé : Les potentiels de champ (LFP) chez les patients parkinsoniens ont révélé une activité oscillatoire dans la bande beta dans le noyau sous-thalamique (NST). A partir de ces travaux, un lien causal entre les oscillations et les symptômes de la maladie a été proposé, sans qu¿il soit prouvé. Notre objectif est d¿étudier l¿effet d¿une induction artificielle des LFPs pathologiques dans la NST du singe normal. Le second objectif est de proposer une nouvelle thérapie en étudiant l¿effet d¿une induction artificielle des LFPs physiologiques dans le NST chez le singe MPTP. Pour atteindre ces objectifs, en plus des approches classiques nous permettant de réaliser les enregistrements électrophysiologiques et les stimulations, nous proposons de développer un système électronique utilisant une boucle fermée qui va nous permettre d¿enregistrer des LFPs et de stimuler en «feedback» et en temps réel utilisant des LFPs adaptés au signal pour contrecarrer l¿état pathologique.  Les LFPs seront enregistrés dans le NST de singes normaux et de singes rendus parkinsoniens par des injections de MPTP. Ces LFPs seront ensuite convertis et utilisés comme stimulus qui sera injecté dans le NST à l¿aide d¿un stimulateur isolateur (AlphaOmega, Israel). 
1) Les oscillations pathologiques beta enregistrés dans le NST de singe MPTP seront injectées dans le NST de singes normaux. Les effets sur le comportement moteurs seront quantifiés en utilisant une batterie de tests incluant l¿échelle des scores cliniques, l¿actimetrie et des mesures de paramètres cinétiques.
2) Dans un second temps, nous testerons les effets des LFPs physiologiques normaux enregistrés chez des animaux contrôles et utilisés comme stimulus injecté dans le NST de singes MPTP.  L¿efficacité clinique sera aussi quantifiée en utilisant la même batterie de tests.
3) Afin d¿étudier les mécanismes de fonctionnement de ce type de stimulation utilisant le signal LFP comme stimulus, plusieurs études sont envisagées :
- électrophysiologie extracellulaire in vivo chez le singe des structures impliqués dans le circuit moteur incluant les ganglions de la base, le thalamus moteur et les aires motrices corticales.
- électrophysiologie in vitro du NST sur des tranches de cerveau de rat .
4) Nous proposons de développer un système électronique inspiré de l¿interface «cerveau-machine» utilisant une boucle fermée avec des fonctions de «feedback» configurable en temps réel pour contrecarrer l¿état pathologique dans l¿optique de fabriquer un système autonome implantable pour des oscillations du NST. En accord avec notre hypothèse, nous nous attendons à ce que la stimulation du NST utilisant des signaux LFP dans la bande de fréquence beta induirait la manifestation des symptômes moteurs parkinsoniens chez le singe normal. Par contre, l¿injection dans le NST de stimulations utilisant des signaux LFPs physiologiques normaux chez le singe rendu parkinsonien par le MPTP devrait améliorer les désordres moteurs. Ces améliorations devraient être liées à la normalisation de l¿activité du circuit moteur incluant les ganglions de la base, le thalamus moteur et les aires motrices corticales. La partie  développement électronique d¿une boucle fermée permettrait de soutenir la recherche en neurophysiologie et aussi la fabrication d¿implants  pour des stimulations adaptées. Dans le cas de la maladie de Parkinson, un système générant des stimulations continues autonomes et adaptées pour améliorer les symptômes moteurs pourrait avoir un impact scientifique et économique très important.