Publié le 9 janvier 2024. Une équipe de scientifiques argentins a découvert que la stimulation combinée de la lumière et du son, synchronisée à une fréquence précise (40 Hz), pourrait stimuler la croissance de nouveaux neurones dans l’hippocampe, une zone du cerveau cruciale pour la mémoire, ouvrant des perspectives prometteuses pour lutter contre le déclin cognitif lié à l’âge et aux maladies neurodégénératives comme la maladie d’Alzheimer.
- La stimulation multisensorielle synchronisée à 40 Hz favorise la neurogenèse et améliore la connectivité neuronale dans l’hippocampe.
- L’efficacité de cette stimulation repose sur la combinaison simultanée de stimuli visuels et auditifs.
- Cette approche non invasive, peu coûteuse et facile à mettre en œuvre suscite un intérêt croissant pour atténuer le déclin cognitif.
Des recherches menées par des scientifiques du Conicet (Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas) et publiées dans la revue internationale Psychiatrie Moléculaire révèlent que cette stimulation synchronisée potentialise les circuits de l’hippocampe, une région cérébrale essentielle à la formation de nouveaux souvenirs et particulièrement touchée par la maladie d’Alzheimer. Cette découverte ouvre de nouvelles voies pour le développement de thérapies non invasives visant à améliorer les fonctions cognitives.
Ces dernières années, la stimulation sensorielle non invasive utilisant des impulsions lumineuses intermittentes dans la bande gamma basse s’est affirmée comme un domaine de recherche prometteur, notamment pour les personnes atteintes de maladies neurodégénératives. Des essais cliniques sont déjà en cours aux États-Unis depuis environ cinq ans. Cependant, les mécanismes biologiques sous-jacents à ces effets positifs restaient jusqu’à présent mal compris.
Les équipes du Laboratoire de Plasticité Neuronale et du Laboratoire de Physiologie et Algorithmes du Cerveau de la Fondation Institut Leloir (FIL), dirigées respectivement par Alejandro Schinder et Emilio Kropff, ont démontré chez des souris âgées que la stimulation combinée de la lumière et du son induit la génération de nouveaux neurones dans l’hippocampe.
Mariela Trinchero, chercheuse au Conicet à la FIL et principale auteure de l’étude, en collaboration avec Magalí Herrero, doctorante dans la même institution, explique :
« En plus d’augmenter en nombre, les nouveaux neurones présentaient un degré de maturation significativement plus élevé, ils grandissaient davantage, développaient des dendrites et des axones plus complexes et s’intégraient plus efficacement dans le circuit neuronal. »
L’étude a également mis en évidence l’importance de la combinaison simultanée de stimuli visuels et auditifs.
« Lorsque nous appliquions la lumière ou le son séparément, les avantages étaient limités. Au lieu de cela, la stimulation multisensorielle synchronisée produisait une synergie claire dans la structure et la fonction des neurones. »
a précisé Trinchero.
Alejandro Schinder a souligné que les raisons profondes de cette synergie ne sont pas encore entièrement élucidées et font l’objet de recherches continues :
« Les raisons profondes de cette synergie ne sont pas encore tout à fait claires et font partie des questions que nous continuons d’étudier. »
Le cerveau fonctionne selon différents rythmes électriques qui génèrent des oscillations dans une large gamme de fréquences, permettant de coordonner l’activité de millions de neurones. Parmi ces rythmes, la fréquence gamma (environ 30 à 100 Hz chez l’homme) est particulièrement liée aux processus cognitifs tels que l’apprentissage et la mémoire. Avec l’âge, ces oscillations tendent à s’affaiblir, contribuant à la détérioration des circuits neuronaux.
Il est bien établi que l’activité gamma est altérée chez les personnes atteintes d’Alzheimer. Une étude pionnière du MIT, publiée en 2016 dans la revue Nature, a montré qu’une stimulation non invasive par lumière vacillante à 40 Hz était capable de réduire, chez la souris, l’accumulation de plaques amyloïdes, des dépôts anormaux de la protéine bêta-amyloïde entre les neurones, l’un des principaux marqueurs de la maladie.
S’appuyant sur cette découverte, de nombreux groupes de recherche à travers le monde ont exploré le potentiel thérapeutique de la stimulation lumineuse à cette fréquence. Les preuves accumulées, d’abord sur des modèles animaux puis chez l’homme, suggèrent qu’il s’agit d’une stratégie sûre, capable d’atténuer expérimentalement certains symptômes de la maladie d’Alzheimer.
Les chercheurs ont également identifié que les effets bénéfiques de la stimulation audiovisuelle dépendent de signaux favorisant la croissance neuronale, notamment l’activation d’un récepteur appelé TrkB, reconnu pour son rôle central dans la plasticité cérébrale.
« Nous avons également pu identifier que les effets de la stimulation audiovisuelle dépendent de signaux favorisant la croissance neuronale, notamment l’activation d’un récepteur appelé TrkB, largement reconnu pour son rôle central dans la plasticité cérébrale. »
explique Trinchero.
Schinder a souligné l’importance de cette étude pour combler un écart entre les essais cliniques en cours et les connaissances fondamentales sur les mécanismes d’action :
« Cette étude contribue à combler un écart fondamental entre les essais cliniques déjà en cours et les connaissances de base de leurs effets, et pourrait jeter les bases de futures études cliniques également en Amérique latine, utilisant des interventions non invasives et potentiellement largement accessibles. »
Il a également insisté sur la nécessité d’investir dans la recherche sur les mécanismes du vieillissement cérébral :
« Comprendre la plasticité neuronale est une étape essentielle pour concevoir des stratégies qui favorisent un vieillissement en bonne santé et préviennent ou traitent les maladies neurodégénératives. Sans ces connaissances de base, le reste ne serait pas possible. »
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