Effets antiépileptiques de la neurostimulation asservie dans un modèle d'épilepsie chez le rat

About 20% of epileptic patients do not respond to pharmacological and surgical treatment. Another therapeutic option is the neurostimulation of neural circuits involved in the control or in the initiation of paroxysmal activity. Deep brain stimulation constitutes the main therapeutic alternative approach in some forms of pharmaco-resistant epilepsy which cannot benefit from resective surgery. The aim of this work was to develop a new system of adaptative deep brain stimulation which is effective for the long term suppression of seizures in a genetic rat model of absence epilepsy. Three main points were approached: (i) the characterisation of basal ganglia (BG) activities during seizures; (ii) the development of a new system based on deep brain stimulation combined to seizure-detection; (iii) the validation of long term closed loop deep brain stimulation. These data confirm the existence of a rapid propagation of spike-and-wave discharges (SWDs) from the cortex towards the thalamus and the BG, and an endogenous control of seizures by the substantia nigra pars reticulata (SNr) target used for seizures modulation. Despite a refractory period of 40 seconds during which the deep brain stimulation is ineffective, we show an antiepileptic effects of closed loop deep brain stimulation by the SNr. During long term closed loop SNr stimulation up to 97% of SWDs were interrupted accompanied by a decrease of SWDs with time. These results constitute a proof of concept for the use of closed loop device for the control of some forms of epileptic seizures.Malgré un traitement pharmacologique et chirurgical adapté, les crises d'épilepsie persistent chez environ 20% des patients. La neurostimulation des circuits générateurs et/ou de contrôle des crises constitue actuellement la principale approche thérapeutique non lésionnelle innovante dans certaines formes d'épilepsies pharmaco-résistantes qui ne peuvent bénéficier d'une chirurgie résective curative. L'objectif de ce travail a été de développer un nouveau système de stimulation intracérébrale profonde qui soit efficace pour la suppression des crises sur le long terme sur un modèle d'épilepsie absence chez le rat. Trois points principaux ont été abordés : (i) la caractérisation de l'activité des ganglions de la base (GB) pendant les crises; (ii) le développement d'un système de stimulation asservie sur le principe de "détection/stimulation" des crises; (iii) la quantification des effets antiépileptiques à long terme de la stimulation asservie. Les résultats obtenus ont permis de confirmer l'existence d'une propagation rapide des décharges de pointes ondes (DPO) du cortex vers le thalamus et les GB, et d'un contrôle endogène des crises par la substance noire réticulée (SNr), cible utilisée pour la modulation des crises. Malgré une période réfractaire de 40 s au cours de laquelle la stimulation est inefficace, les effets antiépileptiques de la stimulation asservie de la SNr se sont avérés probants : taux élevé d'interruption des DPO par la stimulation (97%) accompagné d'une diminution de la survenue des DPO au cours du temps. Ces résultats constituent une preuve de concept de l'utilisation de la neurostimulation stimulation asservie dans le traitement de certaines formes d'épilepsie