Sur la revue systématique et méta-analyse des effets de la stimulation magnétique transcrânienne répétitive (rTMS) sur l’activité corticale - Évaluation par spectroscopie fonctionnelle proche infrarouge (fNIRS)

Introduction

La stimulation magnétique transcrânienne répétitive (rTMS) est un dispositif qui génère un champ magnétique pour induire des courants électriques dans le cortex cérébral, utilisé pour obtenir des effets de modulation neuronale, augmentant ainsi l’excitabilité corticale ou induisant des effets inhibiteurs. Cette technique impacte non seulement l’excitabilité corticale au niveau du site de stimulation, mais influence aussi d’autres zones cérébrales par des réseaux neuronaux complexes et des projections interhémisphériques. Elle est largement utilisée pour le traitement de troubles dépressifs majeurs, de douleurs neuropathiques et de la récupération des fonctions motrices post-AVC.

Ces dernières années, la spectroscopie fonctionnelle proche infrarouge (fNIRS), une méthode d’imagerie neuronale optique, a été utilisée conjointement avec la rTMS pour évaluer et ajuster l’impact de différents protocoles de rTMS sur l’activité corticale, en raison de ses avantages dans la détection des variations de la réponse hémodynamique corticale. Cependant, les effets spécifiques de la rTMS sur l’activité corticale restent controversés. Cette étude vise à révéler les effets de la rTMS sur la réponse hémodynamique du cortex moteur primaire (M1) à travers une revue systématique et une méta-analyse.

Sources de l’étude

Cet article a été réalisé par Shao-yu Chen, Meng-hsuan Tsou, Kuan-yu Chen, Yan-ci Liu et Meng-ting Lin, avec Yan-ci Liu et Meng-ting Lin comme auteurs correspondants. L’étude est affiliée à l’Hôpital de l’Université nationale de Taiwan et à la Faculté de médecine de l’Université nationale de Taiwan. L’article a été publié en 2024 dans le Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation.

Méthodologie

Processus de la revue systématique

L’étude a systématiquement recherché des articles liés à la rTMS dans les bases de données PubMed, Embase et Scopus, de leur création à avril 2024. Les mots-clés incluaient “fNIRS” ou “NIRS” ou “spectroscopie proche infrarouge” ou “tomographie optique”, en combinaison avec “rTMS” ou “stimulation magnétique transcrânienne” et “cortex moteur” ou “région de Broca 4” ou “M1”. Deux chercheurs médicaux ont indépendamment évalué le processus de filtrage, aboutissant à 14 articles pour la revue qualitative et 7 articles dont les données étaient utilisables pour la méta-analyse.

Critères d’inclusion

Les critères d’inclusion étaient : (1) sujets de tout âge ou sexe en bonne santé, sans antécédents de troubles neurologiques ou psychiatriques ; (2) stimulation du cortex M1 par rTMS en conjonction avec fNIRS pour évaluer l’activité corticale. Les études exclues comprenaient : (1) études sur la TMS monophase pulsée ; (2) études où la cible de stimulation n’était pas le cortex M1.

Évaluation du risque de biais

Les essais contrôlés randomisés ont été évalués à l’aide de l’outil Cochrane de risque de biais (Rob 2.0), et les autres études observationnelles avec l’échelle Newcastle-Ottawa (NOS). Deux évaluateurs ont indépendamment évalué le risque de biais et ont atteint un consensus par discussion, en consultant les auteurs correspondants en cas de désaccord.

Méta-analyse

Les données extraites de 7 études comprenaient le nombre de participants, les moyennes et les écarts types, et ont été analysées avec le logiciel RevMan. Les données analysées incluaient les concentrations d’hémoglobine totale ([Hb]), d’hémoglobine oxygénée ([HbO]) et d’hémoglobine désoxygénée ([HbD]).

Résultats de l’étude

Caractéristiques de l’étude

• Nombre total d’études : 312 articles
• Inclusions finales : 14 articles (revue qualitative), 7 articles (méta-analyse)
• Sujets : adultes en bonne santé
• Protocoles rTMS : rTMS conventionnelle (10 articles), stimulation à quatre impulsions (QPS) (2 articles), stimulation en rafales theta (TBS) (3 articles)
• Mesures : enregistrement par fNIRS du flux sanguin cérébral (CBF), [Hb], [HbO] et [HbD]
• Plusieurs études ont enregistré les effets en ligne et post-stimulation, seules quelques études ont enregistré les mesures fNIRS pendant des tâches fonctionnelles comme des tâches de tapotement des doigts.

Résultats des mesures fNIRS

• rTMS inhibitrice : La rTMS à basse fréquence (1 Hz) a montré une réduction de la concentration de [HbO] dans le cortex M1 ipsilatéral, avec une extension de cette diminution au cortex opposé.
• rTMS excitatrice : La rTMS excitatoire comme la rTMS à haute fréquence (>5 Hz) et la QPS à intervalle court (comme QPS-5) ont généralement entraîné une augmentation de la concentration de [HbO] dans le cortex ipsilatéral.

Résultats de la méta-analyse

La méta-analyse a révélé une tendance à l’augmentation de [HbO] dans le cortex opposé et à sa diminution dans le cortex ipsilatéral lors de la rTMS inhibitrice à basse fréquence. Cependant, en raison de la grande hétérogénéité entre les études, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour comprendre pleinement les changements dans l’activité cérébrale induits par la rTMS.

Discussion

Différences des impacts entre la stimulation à haute fréquence et la stimulation à basse fréquence

Les protocoles rTMS à différentes fréquences ont des impacts variés sur l’excitabilité corticale : la rTMS à basse fréquence réduit l’excitabilité corticale, tandis que la rTMS à haute fréquence l’augmente. Le TBS et la QPS peuvent également influencer l’activité cérébrale par la plasticité neuronale à court et long terme.

Configuration de l’équipement et interférences potentielles

Les stimulations rTMS et les mesures fNIRS peuvent créer des interférences. Les chercheurs ont ajusté la distance et la puissance des équipements, mais ces facteurs peuvent introduire du bruit de signal ou des signaux erronés, nécessitant une attention particulière lors de l’analyse des données.

Limites

La présente étude inclut principalement des recherches observationnelles préliminaires avec de petits échantillons et des canaux fNIRS limités, et il existe de grandes variations dans la conception des études et les paramètres de rTMS, ce qui peut affecter l’exactitude des résultats. La grande hétérogénéité entre les études nécessite une interprétation prudente des résultats et pointe vers la nécessité d’études plus standardisées et approfondies.

Conclusion

Malgré les différences dans la conception et les paramètres des études, la tendance de l’augmentation de [HbO] dans le cortex opposé et de sa diminution dans le cortex ipsilatéral lors de la rTMS inhibitrice à basse fréquence a été soutenue par la méta-analyse. Ces résultats suggèrent des interactions denses et des effets de régulation interhémisphériques dans le cortex cérébral. Les recherches futures devraient continuer d’explorer les mécanismes par lesquels la rTMS modifie l’activité cérébrale pour fournir une base théorique à la réhabilitation neurologique.