Elsevier

L'Encéphale

Volume 39, Issue 6, December 2013, Pages 426-431
L'Encéphale

Neuropsychologie
Protocoles de rTMS interactives en psychiatrieInteractive rTMS protocols in psychiatry

https://doi.org/10.1016/j.encep.2013.04.009Get rights and content

Résumé

L’efficacité thérapeutique de la stimulation magnétique transcrânienne répétée (rTMS) dans la prise en charge des troubles psychiatriques est avérée pour l’épisode dépressif majeur (EDM) et très encourageante pour la schizophrénie. Pourtant les protocoles de rTMS restent à optimiser. Les recherches fondamentales en TMS, ayant conduit au concept de state dependency TMS, suggèrent que l’effet d’une impulsion est influencé par l’état d’activation des circuits neuronaux précédant ou accompagnant la stimulation. L’effet de la TMS doit alors être considéré non pas simplement comme une stimulation mais comme le résultat d’une interaction entre un stimulus et un niveau d’activité cérébrale. Ces données suggèrent qu’il faudrait manipuler les activités neurocognitives des patients durant la stimulation afin d’optimiser l’efficacité de la rTMS sur les troubles psychiatriques. Des protocoles thérapeutiques de rTMS interactives ont donc été envisagés. Cet article propose une revue des différents protocoles interactifs mis en place principalement dans le traitement des EDM mais également de la schizophrénie. Les protocoles avec interactions avec les activités cognitives puis avec interactions avec les activités électriques cérébrales seront abordés. Ces études présentent différentes limitations, notamment du fait de leur caractère exploratoire sur un faible échantillon de patients et de leur cadre théorique neurocognitif de justification encore imprécis. Cependant ces protocoles de rTMS interactives permettent de passer en quelque sorte d’une rTMS en troisième personne à une rTMS en première personne où les activités cognitives et cérébrales propres aux sujets ne seraient pas occultées sous prétexte qu’il ne s’agirait que de bruit neuronal et ouvriraient des perspectives novatrices pour la rTMS en psychiatrie.

Summary

Background

The efficiency of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) in the treatment of psychiatric disorders is robust for major depressive episode (MDE) while results are encouraging for schizophrenia. However, rTMS protocols need to be optimized. Basic researches in TMS led to the concept of “state dependency TMS”. This concept suggests that the neural circuits’ activation states, before and during the stimulation, influence the pulse effect. Indeed, TMS effect must be seen, not simply as a stimulus, but also as the result of an interaction between a stimulus and a level of brain activity. Those data suggest that rTMS efficiency could be increased in psychiatric disorders by triggering patients’ neurocognitive activities during stimulation. Thus “interactive rTMS protocols” have been submitted.

Objectives

This article provides a review and a classification of different interactive protocols implemented in the treatment of MDE and schizophrenia. Protocols’ interactions with cognitive activities and brain electrical activities will be discussed.

Literature findings

Interactive rTMS protocols that manipulate cognitive activities have been developed for MDE treatments. They aim at regulating emotional states of depressed patients during the stimulation. The patients perform emotional tasks in order to activate cortical networks involving the left dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) into a state that may be more sensitive to the rTMS pulse effect. Simultaneous cognitive behavioral therapy (“CBT rTMS”) and cognitive-emotional reactivation (“affective rTMS”) have thus been tested during left DLPFC rTMS in MDE.

Interactive rTMS protocols that manipulate brain electrical activities have been developed for MDE and schizophrenia treatments. Two categories of protocols should be identified. In the first set, personalized brain activity has been analyzed to determine the parameters of stimulation (i.e. frequency of stimulation) matching the patient (“personalized rTMS”). Personalized rTMS protocols can be made “online” or “offline” depending on whether the EEG activity is measured during or prior to rTMS. Online protocol is called “contingent rTMS”: it consists in stimulating the brain only when a specific EEG pattern involving the intensity of alpha rhythm is recorded and recognized. Offline protocol is called “alpha rTMS”, and relies on ascertaining frequency of stimulation in accordance with personalized alpha peak frequency prior to rTMS. In the second set, electrical brain activity is modulated before or during rTMS in order to stimulate the DLPFC in optimal conditions. Brain activity modulation may be obtained by transcranial direct current stimulation (“tDCS rTMS”) or EEG-biofeedack (“EEG-biofeedback rTMS”).

Conclusion

Interactive rTMS studies have various limitations, notably their exploratory character on a small sample of patients. Furthermore, their theoretical neurocognitive framework justification remains unclear. Nonetheless, interactive rTMS protocols allow us to consider a new field of rTMS, where cognitive and cerebral activities would no longer be considered as simple neural noise, leading to a kind of “first person rTMS”, and certainly to innovative therapy in psychiatry.

Section snippets

Introduction : vers la rTMS interactive ?

L’efficacité thérapeutique de la stimulation magnétique transcrânienne répétée (rTMS) dans la prise en charge des troubles psychiatriques est avérée pour l’épisode dépressif majeur (EDM) [1], [2], [3] et très encourageante pour la schizophrénie [4]. Deux critères sont nécessaires pour optimiser les protocoles de rTMS thérapeutique en psychiatrie [1], [5]. Premièrement, il faut pouvoir déterminer des paramètres de stimulation électromagnétique adaptés (nombre, intensité, fréquence) [6] et

Le concept de State-dependency TMS

Des recherches fondamentales s’intéressant aux effets de la TMS sur le cortex moteur ou visuel ont montré l’influence des activités cognitives ou électriques cérébrales du sujet au moment de la stimulation [17]. Concernant les activités cognitives, l’effet moteur périphérique, pour une même région du cortex moteur stimulée, peut être inhibé si le sujet réalise une tâche cognitive de résistance au geste moteur [18], [19]. Par ailleurs, la couleur d’un phosphène déclenché par une stimulation du

Interaction des activités cognitives avec les protocoles de rTMS

Les protocoles de rTMS interactives avec activités cognitives ont été développés dans les EDM et consistent à réguler les états émotionnels des patients déprimés durant les stimulations. Il s’agit de réaliser des tâches de contrôle émotionnel ou d’induction émotionnelle afin de mettre les réseaux corticaux impliquant le cortex préfrontal dorsolatéral (DLPFC) gauche dans un état d’activation susceptible de favoriser l’effet des impulsions de rTMS sur les réseaux concernés.

Interaction des activités électriques cérébrales avec les protocoles de rTMS

Deux catégories de protocoles de rTMS adaptées aux activités électriques cérébrales des patients souffrant d’un trouble psychiatrique peuvent être identifiées. Premièrement, il peut s’agir de tenir compte de l’activité cérébrale propre au sujet pour déterminer des paramètres de stimulation qui seront donc personnalisés au patient (personalized rTMS). Deuxièmement, il peut s’agir de réguler cette activité électrique cérébrale avant ou pendant la rTMS, afin de stimuler le DLPFC dans des

Discussion et conclusion : interaction et complexité

Des études supplémentaires sont nécessaires afin de confirmer parmi ces différents protocoles de rTMS interactives ceux qui s’avèreront faisables et les plus efficients d’un point de vue clinique. La détermination des activités neurocognitives les plus adaptées pour un patient donné sera également un point essentiel afin d’optimiser le paramètre d’intérêt à réguler avant ou pendant la rTMS [12]. La détermination de ces paramètres pourrait s’avérer difficile du fait de la complexité du

Déclaration d’intérêts

Les auteurs déclarent ne pas avoir de conflits d’intérêts en relation avec cet article.

Remerciements

Clélia Quiles pour la relecture et les commentaires du manuscrit, et Eric Malbos.

Références (38)

Cited by (7)

  • A framework for combining rtms with behavioral therapy

    2016, Frontiers in Systems Neuroscience
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