Une oreillette qui accélère la récupération après un accident vasculaire cérébral

Les accidents vasculaires cérébraux sont la première cause de handicap physique persistant chez les adultes dans le monde. Les personnes qui en sont victimes ont souvent du mal, voire sont dans l'impossibilité, d'effectuer des gestes physiques du quotidien, comme marcher ou attraper quelque chose. L'une des raisons en est que l'AVC a endommagé les régions du cerveau impliquées dans la réalisation des mouvements nécessaires.

Les premières études cliniques menées par d'autres scientifiques ont montré que la stimulation du nerf vague joue un rôle crucial dans la réhabilitation des régions du cerveau endommagées par un accident vasculaire cérébral. Cette stimulation a permis à des patientes et patients victimes d'un AVC de retrouver leurs mouvements plus rapidement et plus efficacement.

Mais jusqu'à présent, les patients et patientes devaient subir une opération coûteuse, réalisée sous anesthésie générale, pour implanter un dispositif de stimulation sous la peau. Comme il est courant d'attendre une année entière après un accident vasculaire cérébral pour effectuer cette procédure, les elles et ils perdent un temps précieux.

Aujourd'hui, les chercheurs de l'ETH Zurich Paulius Viskaitis et Dane Donegan, du Rehabilitation Engineering Laboratory ont mis au point un nouveau système qui devrait rendre la stimulation du nerf vague beaucoup plus facile et disponible beaucoup plus rapidement : «Notre oreillette émet de subtiles impulsions électriques pour activer le nerf dans l'oreille externe, éliminant ainsi la nécessité d'une procédure chirurgicale», explique Dane Donegan Viskaitis, qui a récemment reçu une bourse pioneer de l'ETH Zurich pour l'aider à commercialiser la technologie.

Les impulsions électriques aident le cerveau à apprendre

Il y a quelques années, alors qu'il était encore à l'Université du Colorado, Dane Donegan a pu montrer que la stimulation du nerf vague n'était pas le seul facteur. Le neuroscientifique a démontré que le choix du moment était également crucial : les impulsions électriques sont particulièrement efficaces si elles sont administrées pendant que les patients et patientes tentent d'effectuer les mouvements qu'elles et ils ont eu du mal à faire depuis leur accident vasculaire cérébral.

Cela aide le cerveau à recâbler les circuits neuronaux moteurs pour compenser les dysfonctionnements des régions endommagées par l'accident vasculaire cérébral. «C'est comme si nous reconfigurions le logiciel du cerveau : la stimulation du nerf favorise la neuroplasticité, aide à la formation de nouvelles synapses et soutient le réapprentissage des actions physiques», explique Dane Donegan.

Le capteur de mouvement permet une stimulation ciblée

Un autre inconvénient du traitement par capteur implanté est qu'il faut ensuite faire appel à un ou une kinésithérapeute pour faire fonctionner manuellement le stimulateur. Cela prend beaucoup de temps et d'argent.

Les deux chercheurs de l'ETH Zurich ont donc mis au point un capteur de mouvement qui fonctionne un peu comme une smartwatch. Les patientes et patients victimes d'un AVC portent ce capteur à l'endroit où leur fonction motrice est altérée, par exemple sur leur bras droit. À l'aide d'un logiciel spécial, que Paulius Viskaitis et Dane Donegan ont également développé, le capteur analyse les mouvements du bras en temps réel et indique à l'écouteur lorsque le patient a particulièrement bien bougé son bras.

Cela déclenche la stimulation du nerf vague et le cerveau apprend à se rappeler la séquence correcte de mouvements plus rapidement et plus efficacement. Le terme technique pour ce processus est l'apprentissage par renforcement.

Traitement à domicile possible

Contrairement aux options de traitement précédentes, les patients et patientes victimes d'une attaque cérébrale peuvent utiliser la technologie développée par les deux chercheurs de l'ETH Zurich sans supervision professionnelle. De plus, le capteur de mouvement permettra aux kinésithérapeutes de suivre les progrès de leurs patients et patientes de manière pratique à l'aide d'un smartphone. Les chercheurs de l'ETH Zurich s'attendent à ce que le traitement progresse encore.

D'ici la fin de l'été, Paulius Viskaitis et Dane Donegan veulent lancer une spin-off de l'ETH Zurich et procéder le plus rapidement possible à des tests sur des personnes en bonne santé. Ils prévoient ensuite de procéder à la première étude clinique.