Le concept de base

Cette page traite du concept de base de notre thérapie. Si vous souhaitez en savoir plus à propos d’un trouble fonctionnel en particulier, référez-vous aux pages consacrées à Parkinson, au tremblement essentiel ou aux douleurs neuropathiques.

Ces concepts se basent sur des années d’expérience dans le domaine, publiées dans la littérature internationale.

  • Brain Map

     

    Anatomie des zones cibles

     

     

    Les cartes du cerveau de l’atlas du Dr.Morel (Multiarchitectonic Stereotactic Three-dimensional Atlas of the Human Thalamus and Basal Ganglia) permettent de localiser avec une grande précision les zones cibles millimétriques dans le cerveau.

    Superposition d'une image IRM axiale avec la carte de l'atlas correspondante, à la position verticale "zéro".

    Superposition d’une image IRM axiale avec la carte de l’atlas correspondante, à la position verticale « zéro ».

    Brain Rhythm

     

    Physiologie des hémisphères cérébraux

     

    Le fonctionnement du cerveau apparenté à un générateur oscillatoire cohérent est étayé par des preuves de plus en plus nombreuses. Les principaux partenaires sont les zones corticales et le thalamus, qui est un noyau, ou groupe cellulaire, situé au cœur de l’hémisphère cérébral. Il existe une multitude (plusieurs milliards) de connexions récurrentes (ou boucles) du thalamus au cortex et retour, ainsi qu’entre les zones corticales. Cette organisation complexe peut être comparée à un orchestre, le thalamus étant situé au centre et agissant comme chef d’orchestre, tandis que les zones corticales réparties autour représentent les musiciens. Chaque secteur de cet orchestre, sensoriel, moteur et mental (cognitif/émotionnel), possède une double organisation, avec des composants exécutifs dotés d’une organisation serrée et d’autres composants modulatoires dotés d’une organisation diffuse. Ce système ou réseau thalamocortical possède l’organisation neuronale anatomo-physiologique idéale pour fonctionner comme un oscillateur cohérent. Il pourrait en outre posséder des propriétés complexes non linéaires, chaotiques voire même quantiques.

     

    La recherche neurophysiologique des 30 dernières années a en effet permis d’obtenir des indices sérieux attestant que chaque fonction cérébrale est corrélée à la production d’une rythmicité thalamocorticale appropriée. Cette rythmicité a comme base la boucle neuronale qui connecte réciproquement les parties correspondantes du thalamus et du cortex, appelée boucle thalamocorticale. Les rythmes cérébraux peuvent être répartis en hautes (entre 13 et 100Hz) et basses fréquences (entre 1 et 13Hz). Le sommeil est caractérisé par les basses fréquences, alors que les activités sensorimotrices et mentales de veille sont corrélées avec les hautes tout comme les basses fréquences. Le travail accompli par le professeur Llinas à l’université de New York a grandement contribué aux avancées neurophysiologiques de ces 30 dernières années dans ce domaine.

     

    Forme d'onde et zoom de "trains d'impulsions thalamiques"

    Forme d’onde et zoom de « trains d’impulsions thalamiques »

    Brain Storm

     

    La dysrythmie thalamocorticale, un mécanisme pathologique commun

     

    Le terme « dysrythmie thalamocorticale » (DTC) décrit le mécanisme physiologique des troubles fonctionnels cérébraux. Il a été établi dans le cadre d’une collaboration étroite et fructueuse entre notre groupe et celui du professeur Llinas. Il concerne la surproduction d’activités à basses (1-13Hz) et hautes (13-100Hz) fréquences entre le thalamus et le cortex. Ces activités ont pu être examinées ces dernières années grâce à des enregistrements monocellulaires par microélectrodes implantées dans le thalamus pendant les interventions, et sont enregistrées à l’heure actuelle par les techniques d’électroencéphalographie (EEG) et de magnétoencéphalographie (MEG) quantitatives non invasives. Nous utilisons un système d’enregistrement EEG à 64 canaux et appliquons des algorithmes d’analyse de puissance spectrale et de localisation de sources EEG.

     

    La DTC constitue le mécanisme de base commun à l’origine des manifestations cliniques aussi diverses que la douleur neurogène, les acouphènes, les troubles moteurs et neuropsychiatriques et l’épilepsie. Comme dans la métaphore de l’orchestre, le chef d’orchestre (le thalamus) est à l’origine d’une distorsion fondamentale qui pousse l’orchestre à surjouer dans un secteur affecté. Ce mécanisme est commun à tous les troubles. Les différentes manifestations cliniques sont en corrélation avec le déclenchement du processus de la DTC dans les secteurs thalamocorticaux correspondants, qui soutiennent les fonctions motrices, sensorielles ou mentales. À titre d’exemple, la douleur neurogène peut être considérée comme le résultat d’une suractivité du secteur de la douleur, le tremblement le résultat de la même suractivité dans le secteur moteur.

     

    Le mécanisme de la DTC peut être décrit comme une réaction en chaîne, comme suit :

     

    1. Une anomalie causale, par exemple une amputation, produit une désactivation des cellules thalamiques liées à la douleur, ce qui les pousse à accroître leurs décharges en basses fréquences. Dans le cas de la maladie de Parkinson, les cellules thalamiques sont surinhibées, ce qui produit exactement le même effet qu’une désactivation (hyperpolarisation de la membrane cellulaire).
    2. Le lien étroit entre le thalamus et le cortex provoque une surproduction à basses fréquences dans les zones corticales.
    3. Un accroissement de cette tendance a lieu au sein de l’hémisphère cérébral via le mécanisme de la cohérence. Ceci est en corrélation avec l’apparition de « symptômes négatifs » tels que l’akinésie (manque de mouvement), les déficits cognitifs, la réduction des perceptions tactile et auditive.
    4. La surproduction à basses fréquences provoque une augmentation de l’activité à hautes fréquences, ce qui entraine l’apparition de différents « symptômes positifs » tels que le tremblement, la douleur, les acouphènes, les hallucinations et les crises d’épilepsie.
    Localisation "LORETA" des hyperactivités corticales mesurées à l'EEG

    Localisation « LORETA » des hyperactivités corticales mesurées à l’EEG

    Brain Tune

     

    Stratégie interventionnelle basée sur la régulation et l’épargne

     

    Lorsque la DTC devient chronique, grave et résistante aux traitements et que le diagnostic clinique et EEG est clair, une intervention peut être envisagée. Au cours des 20 dernières années, nous avons élaboré une stratégie interventionnelle de régulation et d’épargne. Elle repose entièrement sur le mécanisme pathophysiologique décrit ici et est donc centrée sur la nécessité de réduire/normaliser la surproduction de basses fréquences EEG sans réduction des boucles fonctionnelles thalamocorticales. Nous avons pu dans cette optique réactualiser les cibles déjà connues et en développer de nouvelles. De manière générale, elles peuvent être qualifiées de « mini-ablations de régulation sélective ». Ces ablations millimétriques visent les modulateurs dysfonctionnels, c’est-à-dire promoteurs de la DTC situés à l’intérieur et autour du thalamus, qui ont perdu leurs fonctions normales au cours du processus. Une telle ablation, laissant intact tous les exécutants thalamocorticaux et tous les modulateurs thalamocorticaux fonctionnels, provoque une atténuation ou suppression des symptômes et n’entraîne aucun déficit, ce qui réduit la DTC sans abaisser les fonctions du système thalamocortical. Ceci est obtenu par une réduction des surdécharges en basses fréquences ou par une réduction de l’hyperinhibition thalamique.

     

    Localisations LORETA des réductions des activités corticales (postopératoires par rapport aux préopératoires) mesurées à l'EEG

    Localisations LORETA des réductions des activités corticales (postopératoires par rapport aux préopératoires) mesurées à l’EEG

    Au cours des 20 dernières années, une analyse détaillée des résultats post-opératoires a pu confirmer, sur plus de 1000 cibles, que cette stratégie interventionnelle est efficace tout en épargnant les fonctions sensorielles, motrices et mentales.

    Brain Peace

    La dimension psycho-émotionnelle

    Le concept de dysrythmie thalamocorticale (DTC) permet (et le contexte clinique requiert) une intégration approfondie de la dimension psycho-émotionnelle (ou idéo-affective) dans le processus thérapeutique.L’activation et l’optimisation des mécanismes d’autoguérison y sont directement liées.

    De sérieux indices attestent l’existence de deux sources à la base du processus de DTC, à savoir premièrement une anomalie corporelle ou cérébrale (par exemple une amputation) et deuxièmement des activités mentales intenses et persistantes, à savoir des idées et représentations ainsi que les sentiments qui leur sont associés.Ces sources mentales peuvent être activées par la présence d’un état de maladie et de souffrance chroniques, mais aussi par des facteurs biographiques personnels et des traits de personnalité/caractère.Notre expérience indique clairement que la chirurgie permet de maîtriser la DTC relative à la maladie et aux émotions tout en apportant, de manière indirecte et logique, une amélioration mentale et une augmentation de la qualité de vie due à la réduction des symptômes ainsi obtenue.Ces effets thérapeutiques ne peuvent toutefois avoir lieu si une dynamique mentale contre-productive contribue à la souffrance et n’a pas encore été prise en charge et résolue par des mesures psychothérapeutiques appropriées.Ceci s’explique très probablement par la répartition étendue et bilatérale du réseau thalamocortical paralimbique/associatif responsable des fonctions mentales (que nous appellerons brièvement le «cerveau émotionnel»), ainsi que par son interconnectivité large avec les autres secteurs sensoriels et moteurs.Ceci dote le cerveau émotionnel d’une force prononcée et potentiellement dominante.En d’autres termes,l’esprit du patient est plus fort que l’intervention et le chirurgien.Il s’agit indubitablement d’une observation essentielle, qui soutient complètement notre approche thérapeutique intégrative.Celle-ci associe l’intervention et la psychothérapie pour couvrir respectivement les dimensions somatique (ou corporelle) et mentale.Cette discussion délivre aussi une observation importante, souvent négligée dans notre contexte culturel médical matérialiste et linéaire, selon laquelle un être humain peut souffrir de symptômes neurologiques intenses provenant de deux sources, l’une somatique et l’autre mentale.Ceci illustre clairement la nécessité d’une intégration de ces deux dimensions thérapeutiques.

    Les preuves expérimentales récemment obtenues indiquent que l’activité mentale, en particulier émotionnelle, peut entraîner dans le cerveau non seulement une DTC, mais aussi des pertes cellulaires via différents mécanismes.Ceci a été démontré depuis plusieurs années de manière impressionnante dans différentes études ethnologiques, prouvant qu’une conviction profonde peut entraîner des dommages physiques voire la mort.D’où notre grande responsabilité concernant notre cerveau:nos idées, représentations et convictions peuvent activer des processus de pertes cellulaires.Toutefois, nous pouvons aussi déclencher et favoriser des convictions et des émotions qui entraînent la santé cérébrale, le bien-être et l’activation de nos possibilités d’autoguérison, d’ailleurs fortement sous-estimées.

    Considérations psycho-émotionnelles

     Après l’intervention, les mécanismes pathologiques se sont améliorés ou sont éliminés. Une augmentation des phénomènes émotionnels, comme par exemple la peur, la tristesse, le doute ou la frustration, dans le sens d’une déstabilisation émotionnelle, reste toutefois possible. Ces phénomènes peuvent restreindre le bon rétablissement et provoquer l’apparition de divers symptômes (appelés symptômes « psychogènes ») qui pourront être détectés par une analyse psychologique et clinique détaillée ainsi que par un examen EEG. Le fait que ces sentiments négatifs apparaissent peut sembler contradictoire, mais cela peut être expliqué grâce à la reconnaissance des dynamiques suivantes :

    1. L’attente d’un rétablissement fait monter le stress intérieur, surtout lorsque l’on a souhaité fortement et pendant longtemps le soulagement des symptômes et que l’on souhaite fortement un retour complet des capacités et activités personnelles
    2. Après la joie de l’amélioration obtenue, la peur d’une rechute s’installe et augmente fortement déjà durant les premiers jours postopératoires
    3. La libération des symptômes libère aussi l’esprit, qui peut alors s’occuper de plus en plus des suites de la maladie ou de sujets biographiques non résolus
    4. La nouvelle situation provoque une peur due au manque de références, elle sera vécue comme déficiente et menaçante
    5. Le mécontentement face au temps perdu à cause de la maladie ou face aux limitations restantes de la maladie

    Une maladie chronique ayant duré plusieurs années peut nécessiter une duré de plusieurs mois à quelques années jusqu’à ce qu’une stabilité émotionnelle soit à nouveau recouvrée.

    Une intervention amène une aide extérieure, pendant laquelle le patient/la patiente ne doit pas s’engager personnellement (outre la confiance qu’il/elle a placé dans le médecin et son équipe). Aussitôt que le travail interventionnel est terminé un changement devrait apparaître, au mieux de façon rapide, changement auprès duquel la promotion et la mobilisation des forces de self-guérison (correspondant à une aide intérieure) jouent un rôle central. Une souffrance chronique amène une dévalorisation et un manque de confiance en soi qui sont les racines de la dépression et sont des thèmes centraux à considérer lors d’un soutien psychothérapeutique. La réduction de la colère et de la peur, le traitement d’un ancien trauma vécu et l’établissement de souhaits pour le futur sont aussi et souvent des thèmes relevants. Le but d’une psychothérapie de soutien est de promouvoir différentes capacités mentales qui aident à retrouver une stabilité émotionnelle aussi vite que possible. Selon notre expérience, les points suivants sont d’une importance particulière :

    1. La capacité d’observation, principalement de ses propres représentations et émotions
    2. L’acceptance du passé, de la situation personnelle et de l’impermanence de toutes choses (lâcher-prise)
    3. La prise en charge de sa propre responsabilité pour le développement futur, ceci sans sentiments de culpabilité ni de self-insuffisance
    4. Patience, confiance en soi et « ur- et grundvertrauen »
    5. La flexibilité mentale, capacité d’adaptation, libération des représentations rigides
    6. La concentration de l’esprit sur le « ici et maintenant », loin des drames du passé ou des perspectives d’avenir
    7. Considération du soi comme multiple avec des forces et des faiblesses, des émotions positives et négatives (peur et frustration, mais aussi confiance en soi et courage)
    8. Et la prise en compte du « juste milieu », c’est-à-dire loin des oppositions noir/blanc et enfer/paradis.


    La haute technologie est compatible avec une approche holistique. Du côté de l’équipe chirurgicale, les conditions préalables importantes pour un soutient efficace sont d’une part une intégration satisfaisante de nos propres émotions, une empathie pour le patient et la confiance dans les capacités d’auto-guérison de ce dernier. Tout au long des années précédentes, nous avons pu vivre des expériences très positives dans le contexte d’un tel programme. Quelques exemples impressionnants de contrôle relativement rapide des symptômes ont pu être observés après quelques mois de psychothérapie postopératoire, ce qui a apporté au patient (et à l’équipe chirurgicale !) un sentiment de grande réussite par rapport à l’amélioration, voire au retour à la normale de la qualité et du sens de la vie et de la joie de vivre. Ces expériences, mais aussi la découverte d’un facteur commun au processus des maladies traitées et des phénomènes mentaux -la rythmicité cérébrale- nous ont amenés à la conclusion naturelle que notre prise en charge globale n’est en aucun cas une idée préconçue ou un effet de mode.

    Brain Sound

     

    Opération sans incision à l’aide des ultrasons focalisés

     

    Depuis 10 ans, la société InSightec Ltd (Haifa, Israël) est un pionnier dans l’application thérapeutique des ultrasons focalisés et a enregistré des progrès très significatifs dans ce domaine.

     

    Le projet, en première mondiale, « High energy transcranial MR-guided focused ultrasound (TcMRgFUS) therapy in functional neurosurgery » a été élaboré en étroite collaboration avec InSightec, Ltd et a été financé par la Swiss National Research Foundation (NCCR CO-ME), l’Université de Zurich, l’ETH Zurich et le Kinderspital de Zurich. Il a été mené par le professeur Jeanmonod en collaboration avec le centre IRM du Kinderspital (Prof. E. Martin). Commencé en septembre 2008 et achevé en juin 2009, il a permis de démontrer la faisabilité, la reproductibilité, la sécurité, la précision et l’efficacité du TcMRgFUS. La seconde étude, la plus grande à cette date (Janvier 2013) s’est déroulée d’Avril 2011 à Décembre 2012 dans le Centre de Neurochirurgie Fonctionnelle par Ultrasons à Soleure et a démontré une précision de ciblage moyenne de 0.5 mm du système TcMRgFUS ExAblate Neuro. Des patients atteints de douleurs neuropathiques, de la maladie de Parkinson ainsi que de tremblements essentiels ont été traités sans complications.

     

    Le TcMRgFUS permet l’ablation thermique, avec une précision millimétrique, de toute zone cible choisie dans et autour du thalamus sans incision cutanée ni trépanation. Ceci permet une suppression de tous les risques liés à la pénétration crânienne et cérébrale. « Focalisé » signifie que 1024 ondes ultrason, chacune d’entre elles inoffensive pour le tissu cérébral, convergent dans la cible, où l’énergie sonique est transformée en énergie thermique dans une zone de seulement 3 à 4mm de diamètre aux bords nets. Les températures souhaitées se situent entre 53 et 60 degrés Celsius et l’augmentation de température cible obtenue est vérifiée toutes les 3 à 4 secondes grâce à la thermométrie de résonance magnétique. Ceci permet un contrôle continu du travail réalisé dans la cible et empêche la production d’une hausse thermique invisible et indésirable au-delà de celle-ci. Cette procédure fournit au patient une précision et une sécurité optimales. Les données récemment collectées indiquent la nécessité de maintenir l’augmentation de température à des valeurs inférieures à 60 degrés Celsius. Ceci permet de réduire les effets sur les petits vaisseaux dans la cible, d’où la possibilité d’une réduction optimale du risque de saignement.

     

    "Lit à ultrasons" de l'ExAblate Neuro d'InSightec attaché au système IRM GE Discovery MR750

    « Lit à ultrasons » de l’ExAblate Neuro d’InSightec attaché au système IRM GE Discovery MR750

    L’intervention est réalisée sans narcose et comprend 1) la fixation d’un anneau autour de la tête du patient sous anesthésie locale et son installation dans la résonance magnétique, 2) la réalisation de séries MR de calibration et de ciblage, et finalement 3) l’application thérapeutique des ultrasons focalisés, en contact étroit avec et sous contrôle continu du neurochirurgien.

  • Glossaire

    Central Lateral Nucleus (CL)

    Medial thalamic nucleus, part of the intralaminar nuclei. It is composed of an elongated, relatively thin portion separating the mediodorsal nucleus (MD) from the ventral tier nuclei, and of an enlarged, mediolaterally oriented posterior portion separating MD from the medial pulvinar. It has diffuse projections to large areas of the neo- and mesocortex and to the striatum.

     

    Electro- Encephalogram (EEG)

    Synchronized extracellular currents in a few square cm of cortex generate electrical potentials measurable with electrodes on the scalp. The signal is low-pass filtered to 50 Hz.

     

    Local Field Potential (LFP)

    Synchronized extracellular currents of a few hundred cells generate a LFP which reflects the average input to individual neurons. The LFP can be recorded with a microelectrode with impedance up to 0.5 MOhm. The signal is analysed for frequencies up to 100 Hz.

     

    Low-Threshold Calcium Spike (LTS) Bursts

    Bursting discharges produced by thalamic and reticular cells, when their membranes are hyperpolarized by either disfacilitation or overinhibition. They are due to the deinactivation of calcium T-channels causing the appearance of a large calcium spike, itself inducing a burst of sodium action potentials.

     

    Magneto- Encephalogram (MEG)

    Synchronized extracellular currents in a few square cm of cortex generate magnetic fields measurable with sensors on the surface of the scalp. MEG offers the advantage over EEG that large numbers of sensors are swiftly mounted around the head.

     

    Medial Thalamotomies

    Stereotactic operations performed since the beginning of the fifties against chronic pain. They have been used against both chronic nociceptive and neurogenic pain syndromes, and several different targets within the medial tier of the thalamus have been explored, for example the centre médian-parafascicular complex, central lateral nucleus, posterior complex and medial pulvinar. The results of these operations have been characterized by pain relief without production of somatosensory deficits and without risk for postoperative pain increase. The medial thalamotomy presented in this essay is a central lateral thalamotomy, targeting the posterior part of the central lateral nucleus, where units discharging low-threshold calcium spike bursts were concentrated.

     

    Neurogenic pain

    A pain syndrome arising after damage to the somatosensory pathways, from peripheral nerves and dorsal roots (peripheral neurogenic pain) to the spinal cord, brainstem, thalamus and cortex as well as the fibers inbetween (central neurogenic pain). The denominations deafferentation pain, dysesthetic pain, neuropathic pain (for peripheral type) and central pain are also used. Neurogenic pain is characterized by the following clinical descriptors: 1) pain localization in and around the deafferented body part, 2) pain qualities (pins and needles, electrical discharges, burning, tearing and compressive), and 3) timing of the pain: continuous, intermittent in attacks (lasting a fraction to a few seconds) or in episodes lasting more than a minute. The history and the neurological examination often reveal the evidence and signs of somatosensory damage (hypoesthesia and hypoalgesia). The examination may however be normal in some patients if the deficits have been compensated along time. Neurogenic pain responds specifically to antiepileptics and antidepressants, and represents the most frequent indication for pain surgery in case of chronicity and resistance to non-invasive therapies.

     

    Single Unit Activity (SUA)

    A microelectrode in the extracellular space records action potentials which constitute the output signal of neurons. The active zone of a tungsten microelectrode has a length of a few microns tapered to a tip of < 1 micron, giving an impedance around 0.5 MOhm. The signal is filtered from 300 Hz to 3000 Hz. On the basis of their size and shape, the action potentials are assigned to individual putative neurons.

     

    Thalamocortical Dysrhythmia (TCD)

    Pathophysiological chain reaction at the origin of neurogenic pain. It consists of 1) a reduction of excitatory inputs onto thalamic cells, which results in cell membrane hyperpolarization, 2) the production of low-threshold calcium spike bursts by deinactivation of calcium T-channels, discharging at low (theta) frequency, 3) a progressive increase of the number of thalamocortical modules discharging at theta frequency, and 4) a cortical high frequency activation through asymmetric corticocortical inhibition. These events have been documented by thalamic and cortical recordings in patients suffering from peripheral and central neurogenic pain.

     

    Thalamocortical Module

    Anatomofunctional entity comprising thalamic cells and their cortical partners, interconnected by thalamocortical and corticothalamic projections and sustaining perceptual, motor and cognitive hemispheric functions. The thalamocortical loop is accompanied by a shorter thalamoreticulothalamic loop. Every module may be subdivided in a specific, or content subpart, providing the substrate for the integration of a given function, and a non-specific, or context subpart, dealing with the interactions between functional domains.

     

    Theta Rhythm

    Frequency domain of oscillatory hemispheric activity between 4 and 8 Hz. It has been associated with different functional brain states, e.g. somnolence, cognitive activations, altered states of consciousness like meditation, and, relevant here, dysfunctional brain states like neurogenic pain and tinnitus, abnormal movements, epilepsy and neuropsychiatric disorders (see thalamocortical dysrhythmia).

     

    Ventral Posterior (VP) Complex

    Group of nuclei in the ventral tier of the thalamus, receiving the different somatosensory afferents from the whole body. The complex is organized in a topological way, the head being placed medially (ventral posterior medial nucleus) and the foot laterally close to the internal capsule (ventral posterior lateral nucleus). Nociceptive cells have been found in the different parts of the complex, but more specifically in the ventral posterior inferior nucleus, where a pain homunculus was described. The complex projects mainly to cortical areas SI, SII and the insula.