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Les mécanismes d’action de la stimulation cérébrale à haute fréquence. Revue de la littérature et concepts actuels - 08/08/12

Doi : 10.1016/j.neuchi.2012.02.006 
R. Carron a, , b , S. Chabardès c, d, C. Hammond b
a Service de neurochirurgie fonctionnelle et stéréotaxique, hôpital de la Timone, 264, rue Saint-Pierre, 13385 Marseille cedex 5, France 
b Institut de neurobiologie de la Méditerranée, UMR 901 Inserm, Aix-Marseille université, 163, route de Luminy, BP 13, 13273 Marseille 9, France 
c Clinique universitaire de neurochirurgie, CHU de Grenoble, 38043 Grenoble, France 
d Inserm-U836, Grenoble Institute of Neurosciences, université Joseph-Fourier, chemin Fortuné-Ferrini, 38706 La Tronche cedex, France 

Auteur correspondant.

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Abstract

High-frequency deep brain stimulation (HF-DBS) has become a widely used therapeutic method in the field of movement disorders for the treatment of Parkinson’s disease, essential tremor or dystonia. New targets and indications are under evaluation in several other conditions such as cluster headache, obesity, epilepsy or psychiatric diseases (depression, OCD). However, the mechanisms of action of HF-DBS remain poorly understood. Herein we present a review of the literature and our current view of the question. The first part deals with the effects of stimulation itself on the different parts of the neuron and tries to answer the question of what is actually stimulated by DBS (cell bodies, dendrites or axons). The second part is devoted to the ortho- and antidromic effects of the stimulation. The third part more specifically focuses on the case of subthalamic nucleus stimulation. The target axons in the subthalamic area are discussed in the light of recent optogenetic studies. In conclusion, HF-DBS leads to a kind of functional deafferentation of the stimulated structure and to the modulation of cortical activity (both ortho and antidromically). Which effects are relevant to the therapeutic effects of DBS is still unclear. Further investigations are required especially regarding the corticosubthalamic pathways.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Résumé

La stimulation cérébrale profonde à haute fréquence est devenue une méthode très largement utilisée dans le domaine des mouvements anormaux pour le traitement de la maladie de Parkinson, le tremblement essentiel ou la dystonie. De nouvelles cibles et indications sont à l’étude dans des pathologies comme l’algie vasculaire de la face, l’obésité, l’épilepsie ou en psychiatrie (dépression et TOC). Cependant, les mécanismes d’action de la stimulation restent mal élucidés. Dans ce travail, nous présentons une revue de la littérature et notre point de vue actuel sur ces questions. Une première partie est consacrée à l’effet de la stimulation sur les différentes parties d’un neurone. En d’autres termes, que stimule t-on ? Les corps cellulaires, les axones ou les dendrites ? La seconde partie traite des effets orthodromiques et antidromiques de la stimulation. Une troisième partie est consacrée au cas de la stimulation du noyau subthalamique. À la lumière des travaux d’optogénétiques, la question des axones cibles de la stimulation dans l’environnement du noyau sous-thalamique est évoquée. En conclusion, la SCP-HF semble aboutir à une désafférentation fonctionnelle de la structure stimulée et à la modulation de l’activité corticale par voie ortho et antidromique. Il reste à établir quels effets parmi ceux décrits sont pertinents pour expliquer l’effet clinique, ce qui requiert des travaux complémentaires, notamment concernant la voie corticosubthalamique.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Mechanisms of action, Deep brain stimulation, Subthalamic nucleus, Optogenetics

Mots clés : Stimulation cérébrale profonde, Mécanismes d’action, Noyau subthalamique, Optogénétique


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Vol 58 - N° 4

P. 209-217 - août 2012 Retour au numéro
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