La thérapie lumineuse et sonore peut stimuler la fonction cérébrale
Une nouvelle recherche chez la souris révèle qu’une thérapie innovante de stimulation lumineuse et sonore peut éliminer l’accumulation de plaque toxique dans le cerveau et réduire certains des symptômes de la maladie d’Alzheimer et des troubles cognitifs.
Les caractéristiques de la maladie d'Alzheimer dans le cerveau comprennent la formation de plaques bêta-amyloïdes et la fusion de tau, une protéine toxique qui perturbe le bon fonctionnement des réseaux neuronaux.
Des recherches récentes ont suggéré que les personnes atteintes de cette forme de déficience cognitive subissent également des perturbations des ondes cérébrales.
Les neurones (cellules du cerveau) produisent des oscillations électriques de diverses fréquences, appelées «ondes cérébrales».
La recherche a montré que dans la maladie d'Alzheimer, les individus subissent une perturbation du schéma d'activité des ondes gamma, les ondes cérébrales avec la fréquence la plus élevée.
Ces dernières années, une équipe de scientifiques du Massachusetts Institute of Technology (MIT) à Cambridge a découvert des preuves que certains types de stimulation lumineuse peuvent rétablir l'équilibre des ondes gamma et réduire l'accumulation de bêta-amyloïde dans des modèles murins de la maladie d'Alzheimer.
Maintenant, la même équipe, travaillant sous la direction du professeur Li-Huei Tsai du MIT, a découvert qu'une combinaison de thérapie lumineuse et sonore peut avoir un effet significatif sur l'amélioration du fonctionnement cognitif de ces modèles de souris.
Encouragé par ces résultats, qui paraissent dans la revue Cellule, les chercheurs organisent actuellement un essai clinique pour tester les effets de cette nouvelle thérapie chez l'homme atteint de cette maladie neurodégénérative.
La stimulation auditive apporte des avantages
Dans leur étude précédente, le professeur Tsai et ses collègues ont utilisé un traitement de stimulation lumineuse, qui consistait à exposer des modèles de souris à des lumières scintillant à 40 Hertz pendant 1 heure par jour.
À ce stade, les chercheurs ont découvert que cette approche non invasive permettait de réduire les niveaux de plaques bêta-amyloïdes et de protéines tau phosphorylées dans le cerveau des rongeurs.
De plus, l'équipe a observé que la stimulation lumineuse augmentait l'activité de la microglie, un type de cellule neurale qui joue un rôle dans la réponse immunitaire et agit en éliminant les débris cellulaires.
Cependant, ces recherches antérieures se sont concentrées uniquement sur les modifications du cortex visuel du cerveau. Dans l'étude actuelle, les scientifiques ont décidé d'aller plus loin et d'essayer de traiter d'autres régions du cerveau impliquées dans les processus de mémoire et d'apprentissage en utilisant la stimulation sonore pour rééquilibrer les ondes cérébrales gamma.
Ainsi, ils sont allés de l'avant et ont exposé des souris à 40 sons Hertz pendant 1 heure par jour pendant 7 jours consécutifs. Cette stimulation auditive a eu pour effet de réduire les niveaux de bêta-amyloïdes non seulement dans le cortex auditif mais également dans l'hippocampe, une région du cerveau qui joue un rôle clé dans le traitement et le rappel des souvenirs.
«Ce que nous avons démontré ici, c'est que nous pouvons utiliser une modalité sensorielle totalement différente pour induire des oscillations gamma dans le cerveau», explique le professeur Tsai.
«Et deuxièmement», ajoute-t-elle, «ce gamma induit par la stimulation auditive peut réduire la pathologie amyloïde et Tau non seulement dans le cortex sensoriel, mais aussi dans l'hippocampe.»
Plus important encore, lorsque les chercheurs ont évalué l'effet de ce traitement de stimulation sonore sur les capacités cognitives des rongeurs, ils ont constaté que les souvenirs des souris s'étaient améliorés et qu'ils avaient beaucoup mieux performé sur un test qui les obligeait à trouver leur chemin hors d'un labyrinthe en rappelant des points de repère.
À la fin du traitement, la capacité des souris à se souvenir des objets auxquels les chercheurs les avaient précédemment exposés s’était également améliorée.
L'approche combinée donne les meilleurs résultats
En termes d'impact physiologique, la stimulation auditive a non seulement déclenché une activité microgliale, mais a également eu un effet sur les vaisseaux sanguins et la circulation. Selon les chercheurs, cela pourrait aider à réduire davantage les niveaux de protéines toxiques dans le cerveau.
Encouragée par ces résultats, l'équipe a ensuite combiné une thérapie de stimulation lumineuse et sonore et a été agréablement surprise de constater que ce traitement avait un effet encore meilleur.
Les chercheurs ont découvert que l'approche combinée conduisait à l'élimination des plaques bêta-amyloïdes dans davantage de régions du cerveau, y compris le cortex préfrontal, qui est essentielle au fonctionnement cognitif d'ordre supérieur.
De plus, il offrait un coup de pouce plus intense à l'activité microgliale. «Ces microglies s’empilent les unes sur les autres autour des plaques», note le professeur Tsai, qualifiant l’effet de «très dramatique».
«Lorsque nous combinons la stimulation visuelle et auditive pendant une semaine, nous constatons l'engagement du cortex préfrontal et une réduction très spectaculaire de l'amyloïde.»
Professeur Li-Huei Tsai
L'équipe a également constaté que s'ils interrompaient le traitement après la première semaine, ses effets positifs disparaîtraient en l'espace d'une semaine seulement, ce qui suggère que les spécialistes devront peut-être administrer ce traitement en continu.
Le professeur Tsai et ses collègues ont déjà vérifié que la nouvelle thérapie combinée était sûre chez l’homme et recrutent actuellement des participants atteints de formes précoces de la maladie d’Alzheimer dans un essai clinique qu’ils ont conçu pour évaluer l’effet du traitement sur les personnes.
