Des chercheurs utilisent l’IA et la stimulation pour renforcer le cerveau
Une étude pilote montre comment un nouvel outil peut améliorer des fonctions spécifiques du cerveau humain liées à la maîtrise de soi et à la flexibilité mentale.
Dans une étude pilote sur l’homme, des chercheurs de la faculté de médecine de l’Université du Minnesota et du Massachusetts General Hospital montrent qu’il est possible d’améliorer des fonctions spécifiques du cerveau humain liées à la maîtrise de soi et à la flexibilité mentale en fusionnant l’intelligence artificielle avec une stimulation cérébrale électrique ciblée.
Alik Widge, MD, PhD, professeur adjoint de psychiatrie et membre de l’équipe de découverte médicale sur la toxicomanie à la faculté de médecine de l’Université de Toronto, est l’auteur principal de la recherche publiée dans Nature Biomedical Engineering. Les résultats proviennent d’une étude humaine menée au Massachusetts General Hospital de Boston chez 12 patients subissant une chirurgie cérébrale pour l’épilepsie – une procédure qui place des centaines de minuscules électrodes dans le cerveau pour enregistrer son activité et identifier l’origine des crises.
Dans cette étude, Widge a collaboré avec Sydney Cash, MD, PhD du Massachusetts General Hospital, un expert en recherche sur l’épilepsie ; et Darin Dougherty, MD, un expert en stimulation cérébrale clinique. Ensemble, ils ont identifié une région du cerveau – la capsule interne – qui améliore la fonction mentale des patients lorsqu’elle est stimulée par de petites quantités d’énergie électrique. Cette partie du cerveau est responsable du contrôle cognitif – le processus de passage d’un schéma de pensée ou d’un comportement à un autre, qui est altéré dans la plupart des maladies mentales.
L’équipe a développé des algorithmes, de sorte qu’après la stimulation, ils puissent suivre les capacités de contrôle cognitif des patients, à la fois à partir de leurs actions et directement à partir de leur activité cérébrale. La méthode du contrôleur a fourni des impulsions de stimulation chaque fois que les patients faisaient moins bien lors d’un test de contrôle cognitif en laboratoire.
L’étude montre que
- Une fonction mentale humaine spécifique liée à la maladie mentale peut être améliorée de manière fiable en utilisant une stimulation électrique précisément ciblée ;
- Il existe des sous-parties spécifiques de la structure cérébrale de la capsule interne qui sont particulièrement efficaces pour l’amélioration cognitive ; et
- Un algorithme en boucle fermée utilisé comme contrôleur était deux fois plus efficace que la stimulation à des moments aléatoires.
Certains des patients avaient une anxiété importante en plus de leur épilepsie. Lorsqu’ils ont reçu la stimulation d’amélioration cognitive, ils ont signalé que leur anxiété s’était améliorée, car ils étaient plus capables de détourner leurs pensées de leur détresse et de se concentrer sur ce qu’ils voulaient. Les chercheurs ont déclaré que cela suggère que cette méthode pourrait être utilisée pour traiter les patients souffrant d’anxiété, de dépression ou d’autres troubles sévères et résistants aux médicaments.
L’équipe de recherche se prépare maintenant pour les essais cliniques. Étant donné que l’objectif d’amélioration du contrôle cognitif est déjà approuvé par la FDA pour la stimulation cérébrale profonde, les chercheurs ont déclaré que cela pouvait être fait avec les outils et dispositifs existants – une fois qu’un essai est officiellement approuvé – et que la traduction de ces soins dans la pratique médicale actuelle pourrait être rapide.
