Il y a plus de 60 ans, un chercheur pionnier a montré comment une impulsion électrique dans le cerveau d'un taureau de meute pouvait être utilisée pour arrêter l'animal dans son élan. Aujourd'hui, la neurostimulation est utilisée pour traiter diverses maladies humaines, notamment la maladie de Parkinson, les tremblements, le trouble obsessionnel-compulsif et le syndrome de Tourette. Un neurochirurgien de Clinique Mayo et ses collègues pensent qu'une forme de traitement appelée stimulation cérébrale profonde (DBS) est sur le point de résoudre l'un des plus grands défis de santé publique : dépendance chimique.
« La toxicomanie constitue un besoin médical énorme et urgent », déclare Kendall Lee, Ph.D., qui a publié près de 100 articles scientifiques sur la PCU avec ses collègues. La clé du traitement, dit-il, est de supprimer le plaisir de « planer » qui accompagne la dépendance – ce que la PEC finit par faire.
« À l'heure actuelle, nous disposons de plusieurs premières études qui semblent prometteuses pour fournir l'augmentation rapide de la dopamine qui fait que les gens se sentent bien », explique Lee, neurochirurgien à la Mayo Clinic de Rochester, Minnesota.
En 2023, un nombre record de 112 000 personnes sont mortes aux États-Unis après une surdose de drogues, notamment de drogues illicites et d’opioïdes sur ordonnance. En 2019, dans le monde, environ 600 000 décès ont été attribués à la consommation de drogues. Bien qu'il existe plusieurs traitements psychologiques et pharmaceutiques contre la toxicomanie, environ 75 à 98 % des patients rechutent.
« Ce qui est unique avec la dépendance, c'est qu'elle crée un schéma dans le cerveau qui s'auto-entretient », explique Tyler Oesterle, psychiatre à la Mayo Clinic. « Fondamentalement, ce comportement se renforce, le rendant beaucoup plus résistant à l'intervention. »
Le cerveau est programmé pour faire du plaisir une priorité. Le système de récompense du cerveau relie deux petites régions : la zone tegmentale ventrale, qui libère la dopamine, une substance chimique de bien-être, et le noyau accumbens, qui contrôle la mémoire et le comportement. La première est la raison pour laquelle vous ressentez une bouffée de plaisir après avoir croqué dans un hamburger. C'est pourquoi vous avez l'eau à la bouche chaque fois que vous sentez quelqu'un allumer un gril. Les drogues peuvent surcharger ce système, l’inonder de dopamine et renforcer les liens qui soutiennent la dépendance.
Mais et si vous pouviez court-circuiter le système de récompenses ? Si les drogues cessaient de provoquer un état d’euphorie, serait-il plus facile d’arrêter d’en consommer ? Des recherches préliminaires sur des modèles animaux et humains suggèrent qu'il est possible de réduire les comportements de recherche de drogue en stimulant électriquement les régions du cerveau associées à la récompense.
« Les résultats sont prometteurs, mais nous ne savons toujours pas comment cela fonctionne », déclare Hojin Shin, ingénieur biomédical à la Mayo Clinic. « Ce dont nous avons réellement besoin, c'est d'une technique qui nous permette de voir comment le cerveau fonctionne et comment il change en réponse à une stimulation, afin que nous puissions utiliser ces informations pour améliorer le traitement. »
Dans le cadre du laboratoire d'ingénierie neuronale de la Mayo Clinic, Shin et son collègue, le docteur Yoonbae Oh, ont développé de nouvelles techniques pour mesurer les substances chimiques du cerveau, comme la dopamine et la sérotonine, en temps réel. Les dernières versions utilisent des électrodes constituées de fibres de carbone flexibles, plus fines qu'un cheveu humain, connectées à distance à un circuit électronique capable de stimuler simultanément les neurones et de détecter des substances neurochimiques.
Les chercheurs ont utilisé leurs innovations pour acquérir des connaissances importantes sur les mécanismes de la PCU et de la dépendance. Dans une étude, ils ont utilisé l’ECP pour activer la zone tegmentale ventrale productrice de dopamine dans le cerveau des rongeurs. Ils lui ont ensuite administré une dose d'un stimulant hautement addictif. Le traitement expérimental par ECP a réduit de près de moitié le flux de dopamine vers le noyau accumbens, le centre de récompense du cerveau.
Dans une autre étude, l’équipe a testé l’approche sur un modèle de dépendance aux opioïdes chez les rongeurs. Lorsqu’ils ont administré aux modèles un opioïde puissant, ils ont constaté une augmentation des niveaux de dopamine. Mais lorsqu’ils ont traité les modèles avec ECP avant d’administrer le médicament, ce pic ne s’est jamais produit. Le traitement expérimental semble également inhiber la dépression respiratoire, les difficultés respiratoires responsables de la plupart des décès par surdose d'opioïdes.
Récemment, l'équipe a reçu une subvention des National Institutes of Health pour obtenir l'approbation d'une exemption de dispositif expérimental de la Food and Drug Administration (FDA), une étape nécessaire pour les futures études précliniques et essais cliniques de ce traitement expérimental.
« Considérer la dépendance comme un problème biologique et y remédier avec des traitements biologiques comme celui-ci constitue un changement de paradigme », explique Oesterle. « Nous savons que les interventions comportementales ou pharmaceutiques standards ne fonctionnent pas pour tout le monde. Nous repoussons les limites parce que nous savons que nous devons faire quelque chose de différent, de vraiment différent, pour aider les gens à reconstruire leur propre vie.
