2009 : marche automatique
Un précédent travail de l’équipe rapporté en 2009 dans « Nature Neuroscience » décrivait comment des rats à la moelle épinière sectionnée pouvaient recouvrer la locomotion automatique grâce à une stimulation électrochimique des circuits spinaux et un entraînement sur tapis roulant à l’aide d’un harnais.
Afin de réactiver les circuits lombosacrés endormis après la lésion médullaire, les chercheurs ont utilisé deux astuces, l’une pour procurer les neurotransmetteurs qui ne sont plus libérés localement (administration systémique d’un cocktail d’agonistes des récepteurs sérotoninergique et dopaminergique), l’autre pour simuler l’apport glutamatergique tonique provenant du tronc cérébral (stimulation électrique épidurale par des électrodes).
Grâce à cette stimulation pharmacologique et électrique continue, les rats paralysés récupèrent une marche automatique (involontaire) sur tapis roulant, qui s’améliore avec l’entraînement.
2012 : marche volontaire
Mais comment faciliter la récupération d’une locomotion volontaire contrôlée par le cerveau ? Les chercheurs ont remplacé le tapis roulant par un harnais robotique qui procure aux rats un soutien vertical et latéral du tronc uniquement lorsqu’ils perdent l’équilibre. Les rats étaient attirés par une récompense de chocolat en bout de plate-forme.
Après deux à trois semaines de cet entraînement, les premiers pas volontaires émergent ; au bout de six semaines les rats sont capables de marcher sur de longues distances en supportant leur propre poids (sous couvert d’une stimulation électrochimique). Après deux à trois semaines d’entraînement supplémentaire avec introduction d’escaliers et d’obstacles, les rats sont capables de courir en montant des marches et d’éviter des obstacles.
On a observé un quadruplement des projections corticales à travers le tronc cérébral et la moelle épinière ; une repousse qui prouve le potentiel énorme de la neuroplasticité, même après une lésion sévère du système nerveux central.
Grégoire Courtine qualifie cette repousse de « nouvelle ontogénie », une forme de répétition de la phase de croissance d’un nourrisson.
Le Pr Courtine espère débuter des essais cliniques de phase II d’ici un a deux ans à Zurich.
Rubia van den Brand et coll. Science 1 juin 2012.
Vidéo réalisée par l'Ecole polytechnique fédérale de Lausanne.
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