Étude des effets de la modulation des ondes cérébrales par stimulation transcrânienne à courant alternatif (tACS) sur le pronostic des patients avec état de conscience altéré conséquemment à une/des lésion(s) cérébrale(s)

Les troubles de la conscience consécutifs à des lésions cérébrales acquises sévères entraînent d’importants déficits fonctionnels, constituant un enjeu majeur de santé publique et soulevant des questions éthiques complexes pour les cliniciens et les familles, notamment en raison de pronostics incertains et d’options thérapeutiques limitées. Face à cette problématique, la littérature souligne l’importance d’étudier les oscillations cérébrales et leurs interactions au sein de réseaux neuronaux dynamiques, afin d’identifier des marqueurs d’altérations de la conscience. Parmi ces oscillations, l’onde alpha (8-13 Hz) joue un rôle déterminant dans la régulation de l’état de conscience, puisqu’elle intervient dans le traitement des signaux cérébraux et la coordination des processus sensoriels et cognitifs. La modulation de cette activité alpha par stimulation transcrânienne à courant alternatif (tACS) offre ainsi une approche thérapeutique novatrice pour favoriser la récupération de la conscience chez ces patients. Articulée autour de cinq volets principaux, cette thèse a pour objectif d’évaluer la faisabilité et l’efficacité préliminaire d’une intervention répétée de tACS à 10 Hz chez des patients cérébrolésés en phase aiguë de trouble de la conscience. L’enjeu majeur est de déterminer si la modulation de l’activité alpha peut stimuler la récupération de la conscience et améliorer les dynamiques cérébrales altérées. Dans un premier temps, une revue systématique a montré que la tACS pouvait accroître significativement la puissance spectrale alpha chez des adultes sains, ce qui a permis de confirmer les paramètres de stimulation optimaux pour la mise en place d’un protocole clinique subséquent. Partant de ces résultats, un essai pilote expérimental à deux groupes (sham vs actif) a été conçu et intégré en soins intensifs comportant une intervention quotidienne de tACS sur cinq jours, associée à un suivi longitudinal complet (mesures neurophysiologiques, comportementales, pupillométrie, actigraphie) et à une évaluation post-intervention de la progression fonctionnelle jusqu’à 12 mois. En parallèle, une étude longitudinale intra-sujets a permis de capturer les changements neurophysiologiques associés aux trajectoires de récupération de la conscience propres à 4 patients masculins partageant le même âge et sévérité et nature lésionnelle. La combinaison de la puissance spectrale et de l'exposant apériodique s’est avérée être un marqueur objectif pour suivre l'état de conscience, tout en exposant la nécessité de mesurer les progressions intra-sujet. Les résultats de cette étude de caractérisation ont par ailleurs servi de fondement aux analyses de l’étude pilote ultérieure. Les travaux menés ont validé la faisabilité du recrutement, de la mise en œuvre et de la collecte de données de haute qualité dans le cadre d’un protocole multimodal de tACS sur cinq jours chez cette population de patients, ainsi qu’un suivi à long terme. Grâce à l’engagement des équipes cliniques et des familles, l’adhésion au protocole a été élevée, ouvrant la voie à une mise à l’échelle sur plusieurs sites pour un essai de plus grande envergure. Enfin, l’essai pilote comparant la tACS active à une stimulation sham a révélé, de manière préliminaire, des augmentations notables de la puissance alpha, une connectivité cérébrale renforcée et une amélioration comportementale chez les patients stimulés, soulignant le potentiel thérapeutique de la tACS ciblant l’activité alpha pour soutenir la récupération de la conscience. Ces résultats prometteurs encouragent la réalisation d’études cliniques de plus grande ampleur et l’intégration de cette méthode dans les futurs protocoles de réhabilitation neurocognitive.