Plasticity modulation of motor cortex targeting the upper limb of stroke patient with two innovative techniques : PAS and motor imagery

Les Accidents Vasculaires Cérébraux (AVC) représentent la première cause de handicap moteur acquis chez l'adulte. La récupération s'appuie en grande partie sur des mécanismes de plasticité cérébrale. La rééducation a pour principal objectif d'optimiser ces mécanismes. Les travaux sur la plasticité cérébrale ont permis de développer de nouvelles techniques de modulation de la plasticité cérébrale à partir de stimulations cérébrales non-invasives (Non-invasive Brain Stimulation, NIBS) : la PAS (Paired Associative Stimulation) est une de ces techniques de stimulation permettant de moduler de façon la plasticité cérébrale. Le PAS consiste à coupler une stimulation électrique périphérique et une stimulation magnétique corticale de type TMS (Transcranial Magnetic Stimulation). Dans des études précédentes, nous avons montré, sur une session de 30 minutes, une facilitation durable (60mn) et spécifique du potentiel évoqué moteur (PEM) du long extenseur radial du carpe (ECRL) chez des patients hémiparétiques. Le protocole CIPASS (Chronic Interventional PAS in Stroke) a pour but d'étudier les effets d'une répétition quotidienne de sessions PAS (pendant 5 jours) et de prouver un effet durable (3 jours) de l'augmentation de la plasticité cérébrale pour le muscle ECRL chez le patient hémiparétique. Vingt-quatre patients ont été inclus dans une étude randomisée, en double-aveugle contre placebo. Aucune différence significative n'a été trouvée entre les groupes PAS et Sham, ni sur le plan électrophysiologique ni sur le plan moteur. Cependant, un sous-groupe de patients semble répondre à l'intervention ; la répétition de sessions PAS semble avoir un impact plus important chez les patients ayant un PEM initial (baseline) bas associé à une importante intensité de stimulation TMS. Cette étude est venue confirmer la variabilité des effets du PAS retrouvée chez le sujet sain et le patient victime d'AVC. Plusieurs études ont montré un effet adjuvant des NIBS lorsqu'elles sont associées à l'apprentissage d'une tâche motrice. Concernant le PAS, quelques études ont montré une facilitation plus importante lorsque celle-ci est associée à une contraction musculaire. L'imagerie motrice (IM) est le fait d'imaginer un mouvement sans le réaliser, elle partage des mécanismes similaires à ceux du mouvement réel. Cette technique a également montré ses effets en tant qu'adjuvant thérapeutique chez le patient hémiparétique, ils restent cependant moins importants que ceux obtenus après un entraînement moteur. L'utilisation de l'IM auprès de patients n'ayant aucune motricité en fait sa singularité et sa force. Le protocole MIPAS a quant à lui pour but d'étudier les effets de l'association du PAS à des exercices d'IM chez le patient hémiparétique et de démontrer l'intérêt thérapeutique de cette association.Stroke represents the first cause of acquired disability in adults. Recovery relies mainly on brain plasticity mechanisms. The main goal of rehabilitation is to optimize those mechanisms. In recent decades, studies on brain plasticity have led to develop new techniques of noninvasive brain stimulation (NIBS) such as the Paired Associative Stimulation (PAS), which is a non-invasive brain stimulation method that modulates cortical plasticity. PAS consists of a combination of peripheral electrical stimulation and cortical TMS (Transcranial Magnetic Stimulation). In previous studies, we have shown that a session of 30 min targeting the extensor wrist muscles (ECRL) on stroke patient can lead to a motor evoked potential (MEP) specific facilitation of 60 min. The trial CIPASS (Chronic Interventional PAS in Stroke) is a new neuromodulation protocol where a PAS session targeting the extensor wrist muscles (ECRL) is performed on a daily basis during 5 days to hemiparetic patients with a stroke (less than 6 months). Our goal is to demonstrate a lasting increase (3 days) of motor cortical plasticity for ECRL muscle. Twenty-four patients were included in a double-blind, placebo-controlled trial and randomly assigned to one of two groups (PAS or sham). No significant difference was observed between the two groups on either electrophysiological or motor parameters. However, a patient profile appears to respond to the intervention; repetitive PAS sessions seems to have a more important impact on patients with a low initial MEP (baseline) associated to a high TMS intensity. This trial has confirmed the variability of PAS effects already found in healthy subjects and stroke patients. Moreover, many studies have shown the adjuvant effect of NIBS when associated to motor leaning. Regarding PAS, some studies have demonstrated an important facilitation when it was combined with muscle contraction. Motor imagery (MI) is the fact to imagine a movement without realising it; it relies on similar mechanisms to those of a real movement. This technique has also shown its interest as a therapeutic adjunct for stroke patients. Its use for patients with a severe paralysis makes it a very interesting technique. The protocol MIPAS (Motor Imagery and Paired Associative Stimulation) that combine PAS with motor imagery exercises for stroke patients aims to demonstrate the therapeutic interest of such an association for stroke patients