Méthode CES
Effets Neurophysiologiques de NeuroCes™
Le stimulateur de neurostimulation crânienne NeuroCes™ induit des modifications des neurohormones et des neurotransmetteurs dans diverses maladies psychiatriques, en particulier dans les troubles dépressifs et anxieux. La stimulation crânienne par électrothérapie (CES) augmente immédiatement le taux sanguin de bêta-endorphine et de sérotonine, et peut conduire, sur une période de deux semaines, à l’homéostasie de la sérotonine chez les patients dépressifs (Shealy et al., 1989).
Les niveaux de cinq neurochimiques, y compris la sérotonine, la bêta-endorphine, la mélatonine, la noradrénaline et la cholinestérase, dans le liquide céphalorachidien et le plasma, mesurés chez cinq sujets normaux asymptomatiques au repos et après 20 minutes de stimulation crânienne par électrothérapie (CES), ont été rapportés par Shealy et al., 1989. Bien que les niveaux de sérotonine et de bêta-endorphine dans le liquide céphalorachidien augmentent de manière plus marquée avec la CES, la bêta-endorphine, la sérotonine et la mélatonine semblent changer de manière significative dans le plasma, offrant des observations d’intérêt clinique. Les niveaux plasmatiques de noradrénaline semblent changer modérément après la CES. Une modulation hypothalamique pourrait expliquer l’effet antidépresseur rapporté de la CES (Shealy et al., 1989). Les figures 1 et 2 montrent l'augmentation du niveau maximal de neurochimiques dans le liquide céphalorachidien et le plasma chez cinq sujets normaux asymptomatiques.
La stimulation crânienne par électrothérapie des neurones sérotoninergiques dans le système nerveux central (SNC) pourrait agir directement sur l'hypothalamus, entraînant la libération d'hormones hypothalamiques de libération (Liss S, Liss B, 1996).
Neurochimie du Liquide Céphalorachidien et du Plasma
Figure 1. Pourcentage de variation des neurochimiques dans le plasma chez des sujets normaux asymptomatiques après 20 minutes de CES (Shealy et al., 1989).
Figure 2. Pourcentage de variation des neurochimiques dans le liquide céphalorachidien chez des sujets normaux asymptomatiques après 20 minutes de CES (Shealy et al., 1989).
La différence des niveaux de sérotonine plasmatique, de tryptophane, de cortisol et d'ACTH après une stimulation crânienne par électrothérapie a été évaluée par Closson. Les mesures de la concentration sérique de chacun des agents listés dans la Figure 3 ont été effectuées avant la stimulation et 10 minutes après la fin d'un traitement de 20 minutes (Closson, Win. J., 1988).
Figure 3. Différence des niveaux des biomolécules plasmatiques après 20 minutes de stimulation par CES.
Selon l'étude « Répartition du Potentiel et de la Densité de Courant de la Stimulation Crânienne par Électrothérapie (CES) dans un Modèle à Quatre Sphères Concentriques » menée par le programme de génie biomédical de l'Université du Texas à Austin, basée sur la simulation de densité de courant radiale, la densité de courant injectée maximale par la thérapie CES, utilisant un stimulus standard de 1 mA, est d’environ 5 µA/cm² et atteint la zone thalamique à un rayon de 13,30 mm dans le modèle. Cela a démontré que le champ électrique généré par la CES, en tant que stimulus facilitateur, pourrait provoquer la libération de neurotransmetteurs responsables des effets physiologiques (Ferdjallah et al., 1996).
Distributions de Potentiel et de Densité de Courant
Figure 4. Le modèle à quatre sphères concentriques de la tête humaine représentant le tissu cérébral, le liquide céphalorachidien, le crâne et le cuir chevelu.
Les effets de la stimulation crânienne par électrothérapie (CES) sur l’EEG humain et la densité de courant cérébral ont été évalués par électroencéphalographie quantitative (qEEG) et tomographie électromagnétique cérébrale à faible résolution (LORETA) par Kennerly, 2006.
Selon l’étude de Kennerly, les changements observés dans l'EEG quantitatif et la tomographie à faible résolution après une stimulation crânienne par électrothérapie (CES) ont révélé, lors des tests qEEG, qu'à une fréquence de 0,5 Hz de CES, il y avait une augmentation significative de la puissance relative des ondes alpha (8 - 12 Hz), accompagnée de diminutions concomitantes de la puissance relative des ondes delta (0 - 3,5 Hz) et bêta (12,5 - 30 Hz). La CES à 0,5 Hz a réduit l'activité delta sur une large gamme de fréquences. Les changements observés dans la puissance relative du qEEG étaient cohérents avec les effets affectifs et cognitifs de la CES rapportés dans la littérature, tels qu'une relaxation accrue et une diminution de l'anxiété.
La comparaison visuelle de l'affichage du spectre de puissance relative au repos et après la stimulation a révélé un schéma cohérent d'augmentation de l'activité alpha, accompagnée de diminutions concomitantes de l'activité delta et bêta (Figure 5.a et Figure 5.b). Dans certains enregistrements, une distribution bimodale est apparue dans l'affichage spectral après la CES, ce qui n'était pas présent dans la condition de repos (Kennerly, 2006).
EEG Quantitatif et Tomographie à Faible Résolution
Relative Power (%)
Baseline Spectral EEG (0.5 Hz CES)
Figure 5.a. Spectre de puissance relative de l’EEG d’un individu avant une CES à 0,5 Hz.
Relative Power (%)
Spectral EEG after 20 minutes of 0.5 Hz CES
Figure 5.b. Spectre de puissance relative de l’EEG d’un individu après une CES à 0,5 Hz. On observe une augmentation de la puissance alpha avec une diminution de la puissance delta et bêta. La distribution bimodale du spectre EEG après la CES est une variante de réponse observée chez certains individus.
Une carte topographique de puissance relative de l'activité, présentée dans la Figure 6, peut représenter les mêmes informations de manière graphique, illustrant plus clairement le schéma de changement par localisation (Kennerly, 2006).
Figure 6. Relative power p-value topographical map for 0.5 Hz CES. Statistically significant changes (0.05 or better) after 0.5 Hz CES are indicated by color; white indicates no significant change. The arrows indicate the direction of change. Statistically significant decreases were seen in delta and beta with statistically significant increases in alpha.
Les effets immédiats de la stimulation CES sur les schémas d'activité cérébrale à l'état de repos et sur la connectivité fonctionnelle au sein des réseaux de connectivité intrinsèque, en utilisant la neuroimagerie fonctionnelle simultanément avec la stimulation crânienne, ont été déterminés par Feusner et al., 2012.
La CES provoque une désactivation corticale dans les régions préfrontales et pariétales de la ligne médiane. La CES semble ainsi entraîner des schémas de désactivation corticale similaires pour différentes fréquences, mais est associée à des altérations plus marquées de la connectivité fonctionnelle pour les fréquences plus élevées. Les schémas de désactivation corticale diffèrent de ceux associés à l'intensité du courant, suggérant que la désactivation corticale pourrait dépendre davantage de la fréquence que de l’intensité de la stimulation (Feusner et al., 2012).
Imagerie par Résonance Magnétique Fonctionnelle (IRMf)
Figure 7. Régions de diminution de l'activité cérébrale résultant de la stimulation crânienne par électrothérapie (CES) pour une stimulation à 0,5 Hz (bleu), une stimulation à 100 Hz (jaune) et les régions de chevauchement entre les deux fréquences (vert).
La stimulation par NeuroCes™ peut entraîner une désactivation corticale ainsi qu'une modification de la connectivité cérébrale dans le réseau du mode par défaut (DMN) après 20 minutes de traitement.
RÉFÉRENCES :
Shealy et al,1989. Depression: A Diagnostic, Neurochemicals Profile & Therapy with Cranial Electrotherapy Stimulation (CES). The Journal of Neurological & Orthopaedic Medicine & Surgery, 1989.
Liss S, Liss B., 1996. Physiological and therapeutic effects of high frequency electrical pulses. Integr Physiol Behav Sci 1996;31:88–96.
Closson, Win. J. 1988. Changes in Blood Biochemical Levels following Treatment with TENS Devices of Differing Frequency Composition, private experiment partially funded by Pain Suppression Labs Inc.
Ferdjallah et. al, 1996. Potential and current density distributions of cranial electrotherapy stimulation (CES) in a four concentric-spheres model. IEEE Trans Biomed Eng 1996;43:939–43.
Kennerly, Richard C, 2006. Changes in quantitative EEG and low resolution tomography following cranial electrotherapy stimulation. August 2006, 425 pp., 81 tables, 233 figures, 171 references.
Feusner JD, et al.,2012. Effects of Cranial Electrotherapy Stimulation on resting state brain activity. Brain Behav 2012;2(3):211–20.