Soutenance de thèse de Emma ACERBO

Un tiers des patients épileptiques sont résistants aux médicaments et seule une fraction de ces patients peut bénéficier d'une chirurgie résectrice. Ainsi, des techniques comme la stimulation cérébrale profonde (SCP) sont apparues comme des alternatives prometteuses. Cependant, ces stratégies posent de nombreuses questions non résolues concernant les paramètres de la stimulation pour un contrôle des crises. Dans cette thèse, l'impact de la fréquence de stimulation sur la connectivité fonctionnelle (CF) chez des patients épileptiques pendant la stereo-electro-encéphalographie (SEEG) a été étudié. Le pulvinar medialis a été stimulé à diverses fréquences (1Hz-200Hz) et des mesures de CF ont été calculées. Les stimulations à haute fréquence (>70Hz) semblent avoir un impact bénéfique sur la CF. Cependant, la SCP reste invasive et associée à une morbidité chirurgicale et à des complications potentielles. Des techniques non invasives de stimulation cérébrale transcrânienne existent mais n’atteignent que les parties superficielles du cerveau. A l'inverse, l'interférence temporelle (TI) apparaît comme une alternative prometteuse permettant de stimuler de manière non invasive les structures cérébrales profondes. Dans une deuxième partie, la TI a été appliquée comme SCP hippocampique chez des souris épileptiques. Deux biomarqueurs de l'épilepsie (décharges interictales -IEDs- et ondulations rapides) ont été réduits chez les animaux. Puis, la TI a été testée sur des cadavres humains afin de montrer le gradient de stimulation entre la profondeur et la surface. Enfin, des expériences préliminaires ont également été menées chez des patients épileptiques pendant le SEEG. Un effet pour une stimulation de 130 Hz en TI ciblant l'hippocampe a été montré (diminution du taux et caractéristiques des IEDs). L'ensemble de ces résultats fournit des données permettant de mieux déterminer les paramètres optimaux des techniques de SCP. Ils ouvrent également la voie à l'utilisation de la TI comme outil non invasif pour les stratégies de neuromodulation.

One third of epilepsy patients are drug resistant and only a fraction of these patients can benefit from resecting surgery. Thus, techniques such as deep brain stimulation (DBS) have emerged as promising alternatives. However, these strategies pose many unresolved questions regarding the parameters of stimulation for seizure control. In this thesis, the impact of stimulation frequency on functional connectivity (FC) in epileptic patients during stereo-electro-encephalography (SEEG) was studied. The pulvinar medialis was stimulated at various frequencies (1Hz-200Hz) and CF measurements were calculated. High frequency stimulation (>70Hz) seems to have a beneficial impact on FC. However, DBS remains invasive and associated with surgical morbidity and potential complications. Non-invasive transcranial brain stimulation techniques exist but only reach superficial parts of the brain. Conversely, temporal interference (TI) appears to be a promising alternative allowing non-invasive stimulation of deep brain structures. In a second part, TI was applied as hippocampal DBS in epileptic mice. Two biomarkers of epilepsy (interictal discharges -IEDs- and rapid undulations) were reduced in the animals. Then, the TI was tested on human cadavers in order to show the gradient of stimulation between depth and surface. Finally, preliminary experiments were also conducted in epileptic patients during SEEG. An effect for 130 Hz TI stimulation targeting the hippocampus was shown (with a decrease in the rate and characteristics of IEDs). Together, these results provide data to better determine the optimal parameters of DBS techniques. They also pave the way for the use of TI as a non-invasive tool for neuromodulation strategies.