Les ultrasons focalisés peuvent-ils offrir une nouvelle façon de gérer la douleur ? – Monde de la physique

<a href="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/can-focused-ultrasound-provide-a-new-way-to-manage-pain-physics-world-2.jpg" data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/02/can-focused-ultrasound-provide-a-new-way-to-manage-pain-physics-world-2.jpg" data-caption="Soulagement de la douleur non chirurgical Wynn Legon (à gauche), Andrew Strohman et leurs collègues sont les premiers à démontrer que les ultrasons focalisés de faible intensité peuvent pénétrer profondément dans le cerveau pour soulager à la fois la douleur et la réponse du corps au stress qui en résulte. (Avec l'aimable autorisation de Clayton Metz/Virginia Tech) »>

Le soulagement de la douleur est généralement obtenu à l'aide d'analgésiques en vente libre tels que le paracétamol ou des anti-inflammatoires ; une douleur plus intense peut nécessiter des opioïdes, qui peuvent avoir des effets secondaires et conduire à une dépendance. Des chercheurs de Virginia Tech étudient une autre approche de gestion de la douleur qui n'utilise aucun médicament, mais cible plutôt un point spécifique du cerveau à l'aide d'ultrasons focalisés.

L'insula est une région du cerveau associée à la perception de la douleur. Sa localisation profonde dans les plis du cortex cérébral rend cependant son accès difficile. Les ultrasons focalisés de faible intensité (LIFU), dans lesquels les faisceaux d'ultrasons convergent vers un point minuscule, pourraient fournir un moyen de cibler de telles structures profondes de manière non invasive avec une résolution spatiale élevée.

Dans une étude clinique en double aveugle, dirigée par Wynn Legon du Institut de recherche biomédicale Fralin au VTC, l'équipe a examiné si l'utilisation de LIFU pour modifier de manière non chirurgicale l'activité neuronale pouvait réduire à la fois la perception de la douleur et la réaction du corps à un stimulus douloureux, tel que des modifications de la fréquence cardiaque.

"LIFU offre une spécificité spatiale élevée combinée à la capacité de se concentrer à différentes profondeurs", explique Legon. « Ainsi, cela donne accès à plusieurs régions cérébrales difficiles à cibler sans chirurgie. Il présente également l’avantage – comme toutes les options basées sur un appareil – de ne pas créer de dépendance.

Legon et ses collègues ont étudié 23 volontaires sains, en utilisant la méthode du potentiel évoqué par la chaleur par contact (CHEP) pour évaluer le traitement de la douleur. CHEP fonctionne en délivrant de brefs stimuli thermiques à la main, jusqu'à un niveau jugé modérément douloureux (environ cinq sur une échelle de réponse à la douleur de zéro à neuf). Le stimulus thermique génère une forme d'onde CHEP, qui peut être mesurée via une électrode d'électroencéphalographie (EEG) sur le cuir chevelu.

Chaque participant a assisté à quatre séances, la première comprenant une IRM anatomique et une tomodensitométrie ainsi que des questionnaires de base. Au cours des trois autres séances, les volontaires ont été soumis à 40 stimuli CHEP (300 ms chacun) pendant l'administration de LIFU (pendant 1 s) soit à l'insula antérieure (AI), soit à l'insula postérieure (PI), ou à une exposition simulée inerte.

Les chercheurs ont utilisé un transducteur à ultrasons couplé à la tête avec un gel conventionnel pour délivrer des ultrasons focalisés avec une résolution millimétrique. Ils ont également utilisé une rondelle de couplage personnalisée conçue à l'aide des examens IRM de chaque individu pour placer le point focal exactement sur les cibles insulaires.

L'objectif principal de l'étude, rapporté dans la revue DOULEUR, visait à déterminer si le LIFU associé à l'IA ou à l'IP pouvait inhiber la douleur, tel qu'évalué par les participants lors de chaque session CHEP. Les chercheurs ont également utilisé l'électrocardiographie (ECG) pour examiner comment LIFU affectait la fréquence cardiaque et la variabilité de la fréquence cardiaque, et ont évalué son impact sur la forme d'onde CHEP.

L'équipe a constaté que le LIFU associé à l'IA et à l'IP réduisait les évaluations de la douleur. La moyenne des réponses aux 40 stimuli CHEP pour chaque sujet a abouti à des évaluations moyennes de la douleur de 3.03 ± 1.42, 2.77 ± 1.28 et 3.39 ± 1.09 pour l'IA, l'IP et l'exposition fictive, respectivement. La différence observée entre la stimulation IP et la stimulation fictive était statistiquement significative, alors que les différences entre l'IA et la stimulation simulée ou entre l'IA et l'IP ne l'étaient pas.

Legon note que même si cette réduction d'environ trois quarts de point sur l'échelle de la douleur peut sembler assez faible, une fois qu'elle atteint un point maximum, elle est presque significative sur le plan clinique. "Cela pourrait faire une différence significative en termes de qualité de vie ou de capacité à gérer la douleur chronique avec des médicaments en vente libre plutôt qu'avec des opioïdes sur ordonnance", explique-t-il dans un communiqué de presse.

Pour évaluer l'impact du LIFU sur la forme d'onde CHEP, les chercheurs ont mesuré l'amplitude crête à crête depuis le premier grand négatif (N1) jusqu'à la première grande déviation positive (P1) dans l'EEG. Les amplitudes crête à crête étaient de 23.35 ± 11.58, 22.90 ± 12.35 et 27.79 ± 10.78 mV pour l'exposition AI, PI et fictive, respectivement. L'analyse a révélé une différence significative entre l'simulacre et l'IA, et entre l'simulacre et l'IP, mais pas entre l'IA et l'IP.

L’équipe a observé que la délivrance d’ultrasons focalisés à l’IA ou au PI avait un impact distinct sur le tracé CHEP. LIFU vers le PI affectait les amplitudes EEG antérieures, tandis que LIFU vers l'IA affectait les amplitudes EEG ultérieures, ce qui implique que la modulation du PI et de l'IA provoque des effets physiques différents.

Legon raconte Monde de la physique qu'avant cette étude, il n'était pas possible d'étudier de manière non chirurgicale comment différentes régions de l'insula contribuent à l'expérience douloureuse ou comment les informations nociceptives (liées à la douleur) sont relayées d'une zone à l'autre. La résolution millimétrique du LIFU permet cependant de cibler spécifiquement des régions proches pour rechercher des effets spécifiques.

"Des enregistrements invasifs antérieurs avec des électrodes en profondeur avaient démontré que les informations nociceptives étaient relayées dans l'espace et dans le temps de l'IP à l'IA", dit-il. "Nos résultats ont récapitulé cela de manière non invasive, ce qui constitue une découverte importante."

LIFU n'a pas affecté la fréquence cardiaque moyenne des participants pendant les stimuli CHEP. Les chercheurs ont cependant constaté une différence significative dans la variabilité de la fréquence cardiaque entre l’exposition simulée et l’exposition à l’IA. LIFU à l’IA a augmenté la variabilité de la fréquence cardiaque, associée à une meilleure santé globale.

L’équipe examine actuellement l’administration de LIFU dans différentes zones du cerveau en tant que traitement potentiel contre la douleur. "Nous ne savons pas encore quel dosage est approprié ni quels paramètres spécifiques peuvent conduire à des résultats cliniquement significatifs", explique Legon. « Ainsi, nous commençons à tester LIFU pour soulager la douleur chez les populations souffrant de douleur chronique. Nous étudions également l’utilité du LIFU pour d’autres indications cliniques telles que l’anxiété et la dépendance.

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• La source: https://physicsworld.com/a/can-focused-ultrasound-provide-a-new-way-to-manage-pain/