Une neurostimulation qui s’adapte à chaque foulée

À Lausanne, des scientifiques ont mis au point une stimulation cérébrale profonde qui s’adapte en temps réel aux besoins de mobilité des personnes atteintes de la maladie de Parkinson. Cette approche a permis d’atténuer de manière significative leurs troubles de la marche.

Voilà plus de trente ans que la stimulation cérébrale profonde (SCP) est utilisée avec succès chez les personnes atteintes de la maladie de Parkinson à un stade avancé. L'envoi continu d'impulsions électriques vers les noyaux profonds du cerveau permet de soulager une grande partie des symptômes moteurs de la maladie, tels que la lenteur des mouvements, la rigidité ou les tremblements. Cependant, cette stimulation atteint ses limites lorsqu’il s’agit de traiter certains symptômes qui apparaissent avec la progression de la maladie et qui peuvent devenir particulièrement invalidants : les troubles de la marche. Pour mieux les corriger, il serait souhaitable que la stimulation puisse s’adapter automatiquement à l’état moteur du patient. Depuis de nombreuses années, les spécialistes cherchent à développer des systèmes dits “adaptatif”, capables d’ajuster la stimulation en fonction de l’état du patient.

Les progrès technologiques rendent aujourd’hui possible une nouvelle génération de stimulation cérébrale adaptative. Des stimulateurs de nouvelle génération, capables d’enregistrer simultanément l’activité cérébrale à travers les électrodes implantées, sont désormais utilisés en pratique clinique. Ces signaux fournissent des informations précieuses et continues sur la nature et la sévérité des symptômes moteurs.

Percée lausannoise
Une équipe scientifique du centre NeuroRestore à l’EPFL et au Centre hospitalier universitaire vaudois (CHUV) à Lausanne a réalisé une avancée majeure dans le domaine de la SCP adaptative. Elle a mis au point une méthode permettant à la stimulation cérébrale de s’ajuster automatiquement, en quelques secondes, en fonction de l’activité motrice et des besoins de mobilité de la personne. À cette fin, les chercheurs ont développé des algorithmes permettant d’identifier et prédire en temps réel différents états locomoteurs à partir de l’activité cérébrale enregistrée par les électrodes implantées. Ces algorithmes, fondés sur l’intelligence artificielle, ont été entraînés et évalués à partir de données recueillies chez quarante personnes atteintes de la maladie de Parkinson lors de différentes situations motrices, notamment en position debout, pendant la marche et lors des changements de direction.

Modulation de la stimulation
Les scientifiques ont testé la nouvelle approche thérapeutique chez quatre personnes. En laboratoire, l'activité cérébrale enregistrée à travers des électrodes de stimulation a été analysée en parallèle de mesures réalisées à l'aide de de caméras haute résolution et des capteurs placés sur les jambes. En dehors du laboratoire, des chaussures équipées de capteurs intégrés ont permis d'enregistrer en continu les activités de marche, afin de caractériser précisément les différents états locomoteurs dans les conditions de la vie quotidienne.

Ces informations ont ensuite été utilisées pour ajuster automatiquement les paramètres de stimulation en fonction de l'activité du patient. Eduardo Moraud, professeur assistant à l’EPFL et titulaire de la chaire Medtronic en neuromodulation, est co-auteur de l’étude publiée dans Nature Medicine. Il explique : « Chaque personne a des besoins de mobilité différents, qui évoluent au cours de la journée en fonction de l’activité physique. Notre système adapte automatiquement la stimulation à ces besoins, en temps réel. Elle peut ainsi être réduite dans certaines situations, par exemple pour limiter les mouvements excessifs ou les crampes dans les jambes quand la personne marche ou monte des escaliers. A l’inverse, la stimilation peut etre automatiquement augmentée en cas de fatigue des jambes ou lors d’épisodes de blocage de la marche. »

Amélioration des symptômes
L’adaptation automatique de la stimulation à l'activité motrice des patients a permis de réduire les troubles de la marche et d’améliorer la capacité à marcher, à monter les escaliers ou à se lever d’une chaise. Grâce à cette nouvelle approche, certains participants ont pu parcourir de plus longues distances, tandis que d’autres ont retrouvé des foulées plus longues ou un meilleur balancement des bras pendant la marche.

Nouvelles opportunités
Les chercheurs estiment que cette approche ouvre de nouvelles perspectives pour les personnes atteintes de la maladie de Parkinson traitées par SCP, en particulier lorsqu'elles présentent de graves difficultés de marche. Moraud souligne : « Les résultats obtenus sont prometteurs et illustrent le potentiel de cette approche. Néanmoins, des études cliniques plus approfondies sont nécessaires pour démontrer que la méthode est sûre, fiable et bénéfique à plus long terme et chez un plus grand nombre de personnes. »

Cette nouvelle phase du projet est d’ores et déjà financée grâce au soutien de la Michael J. Fox Foundation, l'une des principales fondations internationales consacrées à la recherche sur la maladie de Parkinson. « Notre objectif est désormais d'évaluer cette stimulation adaptative chez quinze autres personnes, y compris à leur domicile », poursuit le chercheur de l’EPFL.

Août 2026