Dans une nouvelle étude, des chercheurs de l’université de l’Iowa ont établi un lien entre une région du cerveau et la manière dont les humains réorientent leurs pensées et leur attention lorsqu’ils sont distraits. Ce lien est important car il permet de mieux comprendre les effets secondaires cognitifs et comportementaux d’une technique utilisée pour traiter les patients atteints de la maladie de Parkinson.
Le noyau subthalamique est une région du cerveau de la taille d’un petit pois, impliquée dans le système de contrôle moteur, c’est-à-dire nos mouvements.
Chez les personnes atteintes de la maladie de Parkinson, ces mouvements sont compromis : Les chercheurs pensent que le noyau subthalamique, qui agit normalement comme un frein sur les mouvements soudains, exerce une influence trop importante. Les chercheurs pensent que ce frein trop actif est à l’origine des tremblements et des autres déficiences motrices associées à la maladie.
Ces dernières années, les cliniciens ont traité les patients atteints de la maladie de Parkinson par stimulation cérébrale profonde, une électrode implantée dans le noyau sous-thalamique qui génère de façon rythmique des signaux électriques, amenant la région cérébrale à relâcher son freinage, libérant ainsi les mouvements. Le système de stimulation cérébrale profonde est comme un pacemaker pour le cœur ; une fois implanté, il fonctionne en continu.
« Cette technique est franchement miraculeuse », déclare Jan Wessel, professeur associé aux départements des sciences psychologiques et cérébrales et de neurologie de l’Iowa. « Les chirurgiens branchent l’électrode et les tremblements disparaissent. Soudain, ils peuvent tenir leurs mains et jouer au golf. C’est l’un de ces traitements à succès qui, lorsqu’on le voit à l’œuvre, nous fait vraiment croire en ce que fait la communauté des neurosciences ».
Pourtant, certains patients traités par stimulation cérébrale profonde ont souffert d’une incapacité à se concentrer et de pensées impulsives, conduisant parfois à des comportements à risque tels que les jeux d’argent et la consommation d’alcool et d’autres drogues. Les chercheurs ont commencé à se poser des questions : Le rôle du noyau subthalamique dans le mouvement signifiait-il que cette même région du cerveau pouvait être responsable des pensées et du contrôle des impulsions ?
Wessel a décidé de le découvrir. Son équipe a conçu une expérience visant à évaluer l’attention de plus d’une douzaine de patients atteints de la maladie de Parkinson lorsque le traitement de stimulation cérébrale profonde était activé ou inactif. Les participants, équipés d’une calotte crânienne permettant de suivre leurs ondes cérébrales, ont été invités à fixer leur attention sur un écran d’ordinateur pendant que les ondes cérébrales de leur cortex visuel étaient surveillées. Environ une fois sur cinq, dans un ordre aléatoire, les participants ont entendu un gazouillis, destiné à détourner leur attention visuelle de l’écran vers la distraction auditive nouvellement introduite.
Dans une étude réalisée en 2021, le groupe de Wessel a établi que les ondes cérébrales dans le cortex visuel des participants diminuaient lorsqu’ils entendaient un gazouillis, ce qui signifiait que leur attention avait été détournée par le son. En interchangeant les cas où il y avait un gazouillis et ceux où il n’y avait pas de son, les chercheurs ont pu voir quand l’attention avait été détournée et quand le centre de l’attention visuelle avait été maintenu.
Pour cette étude, l’équipe s’est intéressée aux groupes de patients atteints de la maladie de Parkinson. Lorsque la stimulation cérébrale profonde était inactive et que le gazouillis retentissait, les patients atteints de la maladie de Parkinson détournaient leur attention du système visuel vers le système auditif, comme l’avait fait le groupe de contrôle dans l’étude précédente.
Mais lorsque le gazouillis a été présenté aux participants atteints de la maladie de Parkinson et que la stimulation cérébrale profonde a été activée, ces derniers n’ont pas détourné leur attention visuelle.
« Nous avons constaté qu’ils ne peuvent plus interrompre ou supprimer leur attention de la même manière », explique Wessel, auteur correspondant de l’étude. « Le son inattendu se produit et ils sont toujours pleinement attentifs à leur système visuel. Ils n’ont pas détourné leur attention du visuel ».
Cette distinction confirme le rôle du noyau subthalamique dans la façon dont le cerveau et le corps communiquent non seulement avec le mouvement – comme on le savait déjà – mais aussi avec les pensées et l’attention.
« Jusqu’à présent, on ne savait pas très bien pourquoi les personnes atteintes de la maladie de Parkinson avaient des problèmes avec la pensée, et notamment pourquoi elles obtenaient de moins bons résultats aux tests d’attention », explique M. Wessel. « Notre étude explique pourquoi : Si la suppression de l’influence inhibitrice du noyau sous-thalamique sur le système moteur est utile dans le traitement de la maladie de Parkinson, la suppression de son influence inhibitrice sur les systèmes non moteurs (tels que les pensées ou l’attention) peut avoir des effets néfastes. »
Le Dr Wessel est convaincu que la stimulation cérébrale profonde devrait continuer à être utilisée pour les patients atteints de la maladie de Parkinson, en citant ses avantages évidents pour l’aide aux fonctions de contrôle moteur.
« Il se peut qu’il y ait différentes zones du noyau sous-thalamique qui arrêtent le système moteur et qui arrêtent le système attentionnel », explique-t-il. « C’est la raison pour laquelle nous faisons de la recherche fondamentale, pour savoir comment l’affiner afin d’obtenir tous les avantages pour le système moteur sans accumuler d’effets secondaires potentiels.
L’étude, intitulée « The human subthalamic nucleus transiently inhibits active attentional processes », a été publiée en ligne le 4 mars dans la revue Brain.
Le premier auteur est Cheol Soh, du département des sciences psychologiques et cérébrales de l’Iowa. Les auteurs collaborateurs, tous de l’Iowa, sont Mario Hervault, Nathan H. Chalkley et Cathleen M. Moore, du département des sciences psychologiques et cérébrales, Jeremy Greenlee et Andrea Rohl, du département de neurochirurgie, et Qiang Zhang et Ergun Uc, du département de neurologie.
Source : https://medicalxpress.com/news/2024-04-brain-region-involved-attention.html
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