Une nouvelle étude révèle que l’utilisation d’ultrasons pour cibler des zones spécifiques du cerveau provoque des changements fonctionnels qui durent jusqu’à une heure. Ces découvertes ouvrent la voie au développement de méthodes non invasives pour traiter les maladies mentales telles que la dépression et l’anxiété.
En règle générale, les ultrasons examinent les structures internes du corps en émettant des ondes sonores diffuses et en enregistrant les sons réfléchis, ou échos, pour produire des images. Cependant, la stimulation transcrânienne par ultrasons (TUS) de faible intensité peut cibler les zones superficielles et profondes du cerveau avec une spécificité extrêmement élevée, en exerçant une pression ultrasonore sur les zones du cerveau qui modifient la façon dont les neurones interagissent.
Des chercheurs de l’Université de Plymouth au Royaume-Uni ont mené une étude pour tester les effets de la TUS sur la fonction cérébrale et ont découvert qu’elle produisait des changements significatifs.
Ils ont recruté 24 adultes en bonne santé pour étudier comment la TUS affecte les niveaux d'acide gamma-aminobutyrique (GABA) et les connexions entre les régions du cerveau. Le GABA est le principal neurotransmetteur inhibiteur du cerveau, réduisant la capacité des neurones à envoyer et à recevoir des messages chimiques. Plus précisément, le GABA affecte la réponse du corps aux sentiments d’anxiété, de peur et de stress.
Tous les participants ont effectué trois traitements Theta-burstTUS et ont subi une IRM après chaque traitement pour évaluer les changements dans la fonction cérébrale. Theta-burstTUS est une stimulation cérébrale à haute fréquence et à impulsions courtes qui imite fidèlement le rythme naturel de l'activité neuronale. On pense qu’il favorise la plasticité, la capacité du cerveau à former et à réorganiser des connexions neuronales basées sur l’apprentissage ou l’expérience.
Les chercheurs ont découvert que le TUS agissant sur le cortex cingulaire postérieur (PCC) - une région cérébrale profonde associée à l'émotion et à la mémoire - réduisait les niveaux de GABA dans cette zone dans l'heure suivant le traitement. Ils ont également constaté que la façon dont le PCC communique avec le reste du cerveau (connectivité fonctionnelle) s'est améliorée pendant cette période. Des anomalies du PCC ont été trouvées dans une gamme de troubles psychiatriques.
En appliquant la TUS au cortex cingulaire antérieur dorsal (dACC) – une région associée à l’émotion, à l’empathie, au contrôle des impulsions et à la prise de décision et, comme le PCC, également impliquée dans la psychopathologie – les chercheurs n’ont pas constaté la même diminution des niveaux de GABA, mais ils ont constaté une augmentation de la connectivité fonctionnelle.
Les chercheurs affirment que leurs résultats montrent que la TUS est efficace chez l'homme et peut produire des changements réversibles dans le cerveau. Bien que des recherches supplémentaires soient nécessaires, ils affirment qu’il s’agit d’une première étape dans le développement de moyens non invasifs de traitement des problèmes de santé mentale.
Elsa Fouragnan, auteur correspondant de l'étude, a déclaré : « Par exemple, si vous prenez un médicament pour traiter la dépression, le médicament affecte l'ensemble du cerveau, et les cliniciens ont un contrôle très limité sur l'endroit où le médicament va et ce qu'il fait. Nous savons déjà que dans certains cas, des zones spécifiques du cerveau (et certaines de ses connexions) deviennent dysfonctionnelles, mais d'autres zones fonctionnent bien. Cette étude nous donne un réel potentiel pour envisager d'utiliser les ultrasons pour des interventions plus ciblées chez les personnes souffrant de divers problèmes de santé mentale.
Les chercheurs étudient déjà si la TUS peut être utilisée pour modifier le système dopaminergique du cerveau, la principale voie de récompense qui détecte et interprète les stimuli gratifiants tels que la nourriture, le sexe et les drogues.
La recherche a été publiée dans la revue Nature Communications.