Abstract :
[fr] Après un coma, certains patients restent de manière prolongée dans un état végétatif/ syndrome d'éveil non répondant (VS/UWS, éveil sans conscience), un état de conscience minimale (MCS, éveil et fluctuation de la conscience) [1] récemment, sous-catégorisé en état de conscience minimale moins (MCS-, présentant un comportement orienté non-reflexe) et état de conscience minimale plus (MCS+, montrant une réponse à la commande)] ou une émergence de l’étatde conscience minimale (EMCS, utilisation fonctionnelle d’objet et/oucommunication fonctionnelle) avant de récupérer ou non leur état de conscienceinitiale. Certains patients peuvent également rester en VS/UWS ou en MCSpendant des années. Par ailleurs, une minorité de ces patients se réveillentconscients, mais paralysés et sans voix (i.e. locked-in syndrome, LIS), et sont catégorisés à tort en VS/UWS.L’évaluation comportementale est l’outil principal pour établir un diagnostic mais la pratique clinique démontre qu’il reste encore difficile de détecter des signes de conscience au chevet des patients, avec un taux d’erreur diagnostique d’environ 40%. Il est dès lors nécessaire d’utiliser d’autres méthodes plus objectives afin de réduire ce taux d’erreur, comme les techniques de neuroimagerie,d’électrophysiologie ou d’électromyographie (EMG) qui permettent de détecter une réponse mentale à la commande ou des micromouvements volontaires qui ne peuvent être détectés visuellement, ainsi que les interfacescerveau-ordinateur (BCIs) qui permettent de détecter et d’établir une communication potentielle chez les patients avec lésions cérébrales sévères. L’objectif principal de cette thèse est de développer et de valider des outils objectifs et sensibles qui permettront d’évaluer une cognition, même basique, etde détecter des signes de conscience, même subtils, chez des patientssévèrement cérébro-lésés. Dans ce contexte, nous avons effectué quatre études, deux études EMG et deux études BCI. Noter que les méthodesélectrophysiologiques sont plus faciles à utiliser et moins chères que les méthodes de neuro-imagerie. Pour cette raison, nous avons focalisé notre travail sur les méthodes électrophysiologiques. L'objectif de la première étude est donc de valider l'utilisation de l’EMG pourdétecter des réponses à la commande chez les patients en VS / UWS ou MCS.Trente-huit patients ont été inclus dans cette étude (23 traumatiques, 25 patients > 1 an après lésions cérébrales, 10 VS / UWS, 8 MCS- et 20 MCS+). Dix-huit contrôles appariés selon l'âge ont aussi participé à l'expérience. Le paradigme estcomposé de plusieurs commandes présentées dans un ordre aléatoire: « serrer les mains », « bouger les jambes » et « serrer les dents » ainsi qu’une phrase contrôle « Il fait beau ». Chaque stimulation auditive a été répétée quatre fois dans un seul bloc de 30 secondes. Les analyses post-hoc avec correction de Bonferroni ont révélé que les activités EMG étaient plus élevées pour la commande cible, suggérant une réponse volontaire à la commande, chez un patient diagnostiqué VS / UWS permanent (ainsi que chez trois patients MCS+). Afin de confirmer l'intérêt de l'EMG lors de la détection de réponses volontaireschez les patients ayant des lésions cérébrales graves, nous avons effectué une deuxième étude EMG en développant une nouvelle méthode. Quarante patients ont été inclus dans cette étude (20 traumatiques, 24 patients > 1 an après lésions cérébrales, 15 VS / UWS, 7 MCS-, 13 MCS+, 3 EMCS et 2 LIS). Nous avons inclus 20 volontaires sains sans antécédents de troubles neurologiques et appariés à l'âge des patients. Nous avons prolongé le temps de l’expérience où chaque stimulation auditive a été répétée cinq fois dans un seul bloc de 10 minutes; nous avions trois blocs dans cette expérience (donc, 15 présentations dela commande). Nous avons développé une méthode de « décodage simple » del'activité musculaire résiduelle, permettant d’utiliser l’EMG pour communiquer en direct. Les résultats ont montré une réponse à la commande chez 15 VS / UWS, 2/8 MCS- 14/14 MCS+, 3/3 EMCS et 2/2 LIS.Nous avons également effectué deux études sur l’utilisation des BCIs afin de détecter un contrôle volontaire qui permette d’évaluer objectivement la réponse à la commande chez des patients LIS et des patients avec troubles de la conscience. Dans la première étude BCI, nous avons utilisé une plateforme afin d’évaluer la communication en direct. Douze volontaires sains et six LIS ont étéinclus dans cette étude. Il y avait deux parties dans cette expérience : une partie d’entraînement hors-ligne pour détecter la réponse à la commande et l’autre partie pour la communication fonctionnelle en direct. Huit des douze volontairessains et un des quatre patients LIS ont présenté une communicationfonctionnelle. L’évaluation des performances durant la première partied’entraînement hors-ligne a permis de détecter une réponse à la commande chez deux des six patients LIS, tandis que la deuxième partie a permis de détecter une communication fonctionnelle chez un patient LIS. Cet outil permettrait donc nonseulement de détecter une réponse à la commande hors-ligne mais aussi d’établir une communication en direct avec les patients conscients mais paralysés.Dans la deuxième étude BCI, nous avons utilisé l’électroencephalographie et,plus exactement, les potentiels évoqués visuels en régime permanent (steadystate visual evoked potential; SSVEP) avec modulation de l’attention durant une tâche active. Cette modulation volontaire de l’attention a été évaluée à l’aide de l’entropie spectrale chez les patients ayant des troubles de la conscience. Pour détecter une réponse à la commande, nous avons inclus dans cette étude vingt volontaires sains, six LIS et trente patients avec troubles de la conscience: seize VS/UWS, neuf MCS-, trois MCS+, et deux EMCS. Une réponse a été observée chez l’ensemble des patients LIS (94%) et EMCS (71%), chez deux patients MCS+ (59%), tandis que l’ensemble des patients VS/UWS et MCS- ont présenté des performances au niveau de la chance. Le faible taux de faux négatifs (9%) et l’absence de faux positifs (0%) suggèrent la pertinence de ce nouvel outil diagnostique qui offre de meilleures performances que les BCIs proposées précédemment dans la littérature (taux de faux négatifs compris entre25 et 100%).
