Un dispositif implanté - un peu comme un stimulateur cardiaque - stimule électriquement le nerf vague, tout en inhibant l'activité nerveuse indésirable de manière ciblée.

Formes de traitement de stimulation du nerf vague contre l'inflammation chronique ont déjà été testés avec succès chez l'homme par l'industrie privée dans l'intention de les rendre disponibles pour les patients. Mais l'innovation des chercheurs du Georgia Institute of Technology ajoute un signal inhibiteur qui pourrait augmenter l'efficacité clinique et le bénéfice thérapeutique des traitements existants.

«Nous utilisons une électrode de fréquence kilohertz qui bloque la conduction nerveuse en plus de l'électrode qui stimule l'activité nerveuse», explique le chercheur principal Robert Butera, professeur nommé conjointement à l'École de génie électrique et informatique et au département d'ingénierie biomédicale. "Nous avons arrangé les deux proches l'un de l'autre, donc l'électrode de blocage force la stimulation de l'électrode de stimulation à ne pas aller dans une direction."

L'innovation des chercheurs pourrait théoriquement être mise en œuvre relativement rapidement en augmentant les dispositifs cliniques existants. Jusqu'à présent, les tests sur les rats ont donné des résultats très encourageants, et ils ont été atteints sans prendre des mesures plus drastiques notables dans d'autres expériences pour optimiser ce type de traitement - comme une vagotomie, la coupe d'une partie du vagus.

"Les études originales chez les animaux sur les avantages anti-inflammatoires de la stimulation du nerf vague ont recouru à des transections nerveuses pour obtenir une stimulation directionnelle ainsi que pour stimuler l'efficacité de la stimulation nerveuse. Mais couper le vagus n'est pas cliniquement viable, en raison de la multitude de fonctions corporelles vitales qu'il surveille et régule.

«Notre approche offre le même bénéfice thérapeutique, mais elle est également immédiatement réversible, contrôlable et cliniquement réalisable», explique le chercheur principal Yogi Patel, un étudiant diplômé en bioingénierie.

"Nous appelons cela une vagotomie virtuelle", dit Butera.

Patel, Butera et ses collègues rapportent les résultats de leur étude dans la revue Rapports scientifiques.

Quel est le nerf vague?

Pour comprendre comment fonctionne ce nouveau réglage fin bio-électronique, commençons par le nerf vague lui-même.

Il se trouve à l'extérieur de la colonne vertébrale et se déroule en deux parties sur le devant de votre cou de chaque côté. Il est facile de l'oublier parce que, même si cela vous aide à ressentir des sensations limitées comme la douleur et la chaleur d'une poignée d'organes internes, ces sensations ne sont pas aussi flagrantes et communes que lorsque vous touchez quelque chose avec votre main.

Votre système nerveux volontaire ou somatique est responsable de l'atteinte, du toucher et de la sensation, et le nerf vague appartient à votre système nerveux involontaire, appelé en fait le système nerveux autonome. Bien que vous puissiez éprouver les effets moins consciemment, vous ne pourriez pas survivre sans vagus.

«Le nerf vague transmet une quantité incroyable d'informations sur l'état et la fonction des organes viscéraux - votre tube digestif, votre cœur, vos poumons, des informations sur les nutriments que vous mangez - tout ce qui est nécessaire pour l'homéostasie» .

Le nerf vague est la ligne de vie entre les centres de contrôle de la fonction vitale de votre cerveau et vos organes viscéraux, transmettant constamment des messages entre votre hypothalamus et vos organes pour contrôler le pouls et la respiration, la lubrification des sinus et la réponse immunitaire.

Réponse immunitaire hyperactive

Ce dernier est l'endroit où l'inflammation intervient, car elle fait partie de la réponse immunitaire naturelle du corps. Mais lorsque le système immunitaire devient hyperactif, il peut attaquer non seulement les agents pathogènes mais aussi les tissus non infectés, comme les patients souffrant de maladies telles que la polyarthrite rhumatoïde, le syndrome du côlon irritable ou la maladie de Crohn. Les thérapies à base de médicaments échouent souvent à en bénéficier de manière significative.

Les deux parties du système nerveux autonome (involontaire) - le sympathique et le parasympathique - influencent fortement votre système immunitaire. Le nerf vague appartient à la parasympathique.

"C'est comme un système de bascule. Votre système nerveux sympathique aide le système immunitaire, et le système nerveux parasympathique tempère ", dit Patel.

Stimulation électrique: avantages et inconvénients

Stimuler le nerf vague soutient cet effet de tempérament, mais il peut également exciter quelque peu la partie du système nerveux qui stimule la réponse immunitaire, ce qui est contre-productif si vous cherchez à le calmer.

"Chaque circuit a un chemin qui vient du cerveau et un qui va au cerveau, et quand vous stimulez électriquement, vous n'avez généralement aucun contrôle sur celui que vous obtenez. Vous avez généralement les deux ", dit Patel. Ces voies sont souvent dans le même nerf stimulé.

Le chemin qui quitte le cerveau et se dirige vers d'autres organes, appelé voie efférente, est celui qui stimule le système immunitaire et aide à soulager les états inflammatoires chroniques. Celui qui va au cerveau, appelé voie afférente, s'il est stimulé, conduit finalement à l'hypothalamus, une région de la taille d'un pois au centre du cerveau. Cela déclenche une chaîne de réactions hormonales, libérant éventuellement des cytokines, des molécules de messagerie qui favorisent l'inflammation.

"Vous obtenez une réponse inflammatoire accrue lorsque vous stimulez les voies afférentes, qui transmettent activement des informations sur votre état interne et déclenchent le système immunitaire lorsque cela est nécessaire", explique Patel. "Et si un patient est déjà dans un état immunitaire hyperactif, vous ne voulez pas pousser cela encore plus."

Stimuler vers le bas (efférent), tout en bloquant l'activité du nerf vague (afférent) maintient le bon effet tout en empêchant d'éventuels effets néfastes. Chez les animaux ayant reçu ce traitement, des tests sanguins ont montré que l'inflammation diminuait nettement. Plus important encore, ce traitement peut être activé ou désactivé, et être à l'écoute des besoins de chaque patient.

Les National Institutes of Health et la Ian's Friends Foundation ont financé le travail.

La source: Georgia Tech

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