Auto Réparation du Cerveau

Tant dans le stade postnatal comme celui de l’adulte, dans la zone du cerveau appelée la zone sub-ventriculaire, existe la neuro-genèse, qui, selon toute vraisemblance, est contrôlée par des mécanismes intrinsèques de souches neurales des cellules qui interagiraient avec des signaux conducteurs extra-cellulaires.

Dans certains cas, si une région qui contrôle une fonction est endommagée, une partie de celle-ci peut être déplacée vers une autre. Cela se produit car les neurones survivants, qui ont été précédemment connectés à la zone touchée, peuvent former de nouvelles connexions et ainsi récupérer une partie de leur fonction.

Les mécanismes d’auto réparation diminuent avec l’âge, une personne jeune récupère plus facilement une fonction perdue ou altérée. Actuellement, les scientifiques dans cette spécialité étudient la naissance de nouveaux neurones dans les stades adultes, comme une option de réparation qui se produit naturellement.

De nouveaux neurones naissent dans le cerveau des adultes. Certains servent à établir des connexions, d'autres à réparer de minuscules lésions.

Le cerveau fabrique des cellules et établit de nouvelles connexions. Cette plasticité lui permet de s'adapter aux changements qui surviennent au cours de la vie, mais lui offre peut-être aussi la possibilité de se réparer après une lésion ou une maladie.

Le cerveau serait capable d'auto réparation après un accident vasculaire cérébral

Des chercheurs de Stockholm et de Lund, en Suède, dans une étude publiée dans la revue Science en octobre 2014, ont constaté que, chez la souris victime d'AVC, avait lieu un processus de régénération cellulaire des neurones.

Ce sont les astrocytes, cellules de soutien et de structure du cerveau, qui, après un AVC, se transformeraient en cellules nerveuses immatures, puis matures, et permettraient au cerveau de se réparer. Le mécanisme identifié serait en fait “verrouillé” chez un cerveau sain, sans AVC, et se déclencherait lorsqu'une lésion apparait.

Les chercheurs ont ainsi pu observer, que, lorsqu'ils déverrouillaient ce mécanisme chez des souris saines, les astrocytes formaient bien de nouvelles cellules nerveuses.

Provoqué par l'apparition d'un caillot de sang qui bloque un vaisseau sanguin dans le cerveau, l'AVC se traduit par la destruction de nombreux neurones, conduisant à des troubles moteurs, sensoriels et cognitifs.

En utilisant un traitement qui ciblerait et augmenterait la transformation des astrocytes en nouveaux neurones, les chercheurs ont bon espoir de pouvoir réparer ce qui a été lésé.

Ce mécanisme n'étant pas exclusif à l'AVC, il pourrait aussi être utilisé pour améliorer les fonctions cérébrales des personnes atteintes de maladies neuro dégénératives telles qu'Alzheimer ou Parkinson.

Ces résultats devront cependant être confirmés par des études chez l'homme, pour vérifier si les astrocytes se transforment bien en neurones dans le cerveau, comme c'est le cas chez la souris.

Neuro-régénération cellulaire dans un nouveau circuit de réparation du cerveau

Des chercheurs de l'Institut Duke pour les Sciences du Cerveau ont trouvé un nouveau type de neurone – choline acétyltransférase – dans le cerveau adulte de la souris, capable d’induire des cellules souches à augmenter la neurogenèse. Bien que les expériences soient à leurs premiers stades, la découverte ouvre la possibilité que le cerveau peut être en mesure de se réparer lui-même à l'intérieur.

Dans une étude avec des souris, l’équipe a trouvé une population inconnue de neurones au sein de la zone sous-ventriculaire du cerveau adulte de la souris – où a lieu la neurogenèse – à côté du striatum. Ces neurones activent l'enzyme choline acétyltransférase nécessaire pour libérer le neurotransmetteur acétylcholine. Les chercheurs ont pu voir des changements clairs de la prolifération des cellules souches dans un circuit neuronal dans le cerveau.

La découverte de ce mécanisme permettrait de trouver le moyen de engager certains circuits du cerveau pour conduire à une modulation neuro-générative, c’est à dire combiner une thérapie comportementale et le traitement de cellules après une lésion cérébrale, afin de reconstruire une partie des dégâts.

Le curcuma entier guérit le cerveau endommagé

Selon une étude réalisée par des chercheurs de l’Institut de Neuroscience et Médicine à Jülich, Allemagne, publiée dans la revue Stem Cell Research & Therapy en septembre 2014, un composant bioactif du curcuma – la turmérone aromatique – aide la croissance des cellules souches neurales.

Injectée dans le cerveau des rats, cette substance a permis de stimuler les zones du cerveau impliquées dans la croissance des cellules nerveuses, qui font partie du kit d'auto réparation du cerveau. Potentiellement, la turmérone favorise la production de ces cellules et donc la prolifération des neurones.

Les scientifiques ont aussi démontré que les cellules souches neurales des rats se développent plus vite lorsqu’elles sont plongées dans la turmérone. Lors de leur expérience, plus la concentration de turmérone était importante, et plus les cellules se développaient. Or ces cellules peuvent se transformer en n'importe quel type de cellule cérébrale et pourraient avoir un rôle dans la réparation des dommages du cerveau.

Les chercheurs en ont conclu qu’il est possible que les cellules du cerveau puissent se réparer plus rapidement sous l'effet du curcuma. Autrement dit, si les résultats peuvent s’appliquer à l’homme, le curcuma pourrait permettre de produire des médicaments pour soigner la forme de démence la plus courante: la maladie d’Alzheimer.

Le curcuma, un additif alimentaire très bénéfique

Le curcuma est une épice de couleur dorée qui est souvent utilisée dans la cuisine indienne. Il est utilisé depuis la nuit des temps en médecine traditionnelle chinoise et en médecine ayurvédique.

La curcumine possèderait plus de 150 activités potentiellement thérapeutiques, incluant une activité anti-inflammatoire et antimicrobienne, en plus de ses propriétés anti-cancer.

Contrairement aux médicaments chimiques c’est un produit naturel et dont les effets secondaires sont inconnus.

Découverte de la capacité du cerveau à se réparer et se préserver des maladies neuro dégénératives

Une équipe de recherche dirigée par le Dr Diego Gomez-Nicola du Centre des sciences biologiques à l'Université de Southampton au Royaume-Uni, dont l'étude publiée dans la revue Brain en juin 2014, décrit que même dans les maladies neuro dégénératives, il est prouvé que le cerveau tente de se réparer lui-même.

Le Dr Gomez-Nicola (premier plan)
à côté du Dr Hugh Perry

Une zone du cerveau qui montre des signes d'auto réparation – ou neurogenèse – est le gyrus denté, qui fait partie de l'hippocampe, lequel contrôle l'apprentissage et la mémoire.

En étudiant les cerveaux de souris avec une maladie à prion – protéine produisant de maladies neuronales dégénératives –, l'équipe a trouvé des preuves de l'augmentation de la neurogenèse dans le gyrus denté qui partiellement compense la perte de cellules du cerveau causée par la maladie.

Leur enquête détaillée a aidé à identifier comment les nouvelles populations de cellules du cerveau ont été générées au cours du temps, et comment elles se sont intégrées dans les circuits du cerveau existants.

L'équipe a également trouvé des preuves pour suggérer une augmentation de l’auto réparation dans des échantillons de cerveau post-mortem de patients qui avaient une variante de la maladie de Creutzfeldt-Jakob et la maladie d'Alzheimer quand ils sont morts.

Les auteurs concluent que le cerveau a une certaine capacité à orchestrer l'auto réparation et suggèrent des possibilités pour des traitements potentiels destinés à stimuler ce mécanisme et préserver la fonction cérébrale chez les patients atteints de maladies neuro dégénératives.

Les cellules nerveuses régénèrent le cerveau – L’Activine A

Selon une étude réalisée par Bryce Vissel et Andrea Abdipranoto, neuroscientifiques à l'Institut Garvan de la Recherche médicale en Australie, publiée dans la revue Stem Cells en juin 2009, les cellules nerveuses dans le cerveau produisent une molécule anti-inflammatoire qui permet au cerveau de se réparer.

Les cellules souches neurales ont été découvertes dans le cerveau au début des années 1990, mais il a fallu aux scientifiques encore 10 ans pour montrer qu'elles peuvent régénérer les cellules nerveuses dans le cerveau.

L’étape suivante consistait à comprendre comment se produit la régénération des tissus et ce qui la bloque, en particulier dans les maladies comme la maladie de Parkinson et la maladie d'Alzheimer.

Les scientifiques ont déclenché une neuro-dégénérescence rapide dans le cerveau des souris, et elle a été immédiatement suivie par une réponse régénérative très rapide.

Ils ont trouvé, chaque fois que la régénération a eu lieu, des niveaux élevés d'une molécule appelée Activine A. Cette molécule est libérée par les cellules nerveuses. Ils ont déclenché à continuation la neuro-dégénérescence et en même temps bloqué l’Activine A. Le processus régénératif a été arrêté presque complétement.

L'inflammation est la réponse des tissus du corps à une blessure ou une irritation – caractérisé par la douleur, gonflement, rougeur et chaleur.

En conclusion, les cellules nerveuses peuvent entraîner directement la régénération en libérant l’Activine A. L'action principale de l'Activine A était de bloquer l'inflammation dans le cerveau après la neuro-dégénérescence ou en cas de blessure.

L'administration d'oxygène à plus forte pression permettrait d'améliorer et rétablir l'activité neuronale du cerveau

Des chercheurs de l'école de médecine de l'université de Tel-Aviv dans une étude publiée dans Plos ONE en février 2013, démontrent que l’oxygène restaure des fonctions neurologiques dans des zones du cerveau endommagées par une attaque cérébrale, un traumatisme ou des maladies métaboliques. Avec des conséquences comme des troubles moteurs, psychologiques, de la mémoire ou autres.

L'idée des chercheurs était que des taux d'oxygène plus élevés que dans l'air ambiant pouvaient permettre de réveiller des neurones “endormis”. Le cerveau consomme 20% de l'oxygène du corps, ce qui permet à 5 à 10% des neurones de fonctionner simultanément.

Les chercheurs ont enrôlé 74 personnes ayant subi, 6 à 36 mois auparavant, une attaque cérébrale. Ils ont été divisés en deux groupes : l'un a reçu le traitement hyperbare dès le début de l'étude, l'autre a commencé deux mois plus tard pour deux mois de traitement hyperbare. Celui-ci consistait en 40 sessions de 2 heures, cinq fois par semaine, dans des caissons avec un air enrichi en oxygène.

L'activité cérébrale des patients a été suivie par divers moyens d'imagerie. L'analyse des images a montré que le traitement entraînait un accroissement notable de l'activité neuronale. Avec des conséquences comme une réversion de paralysie, un accroissement des sensations, un retour au langage… Améliorant ainsi nettement la vie quotidienne de ces personnes. Ces résultats montrent que la neuro plasticité du cerveau peut être réactivée, même des mois ou des années après une lésion cérébrale.

Selon les chercheurs il est maintenant bien établi que beaucoup de troubles cérébraux sont dus à un manque d'efficacité de la distribution d'énergie dans le cerveau.

Une greffe de neurones pour réparer le cerveau abîmé

Des chercheurs au Laboratoire de neurosciences expérimentales et cliniques – Inserm, université de Poitiers – et de l'Institut de recherche interdisciplinaire en biologie humaine et moléculaire (Bruxelles), selon une étude publiée dans la revue Neuron en mars 2015, ont pu remplacer une zone lésée du cortex grâce à la thérapie cellulaire. Une prouesse réalisée chez la souris, qui ouvre de nouveaux espoirs pour soigner l'homme.

Le cerveau est un organe dont la puissance n'a d'égale que la fragilité. Il est doté d'une formidable plasticité. Cependant le cerveau est aussi très fragile. Si une lésion survient (à cause d'un AVC, d'une lésion traumatique, d'une maladie neuro dégénérative ou neurologique), il ne sait pas reconstruire les cellules et connexions disparues. La seule solution est alors d'apprendre, au prix d'une longue rééducation, à passer par d'autres chemins pour retrouver les capacités perdues.

Les chercheurs ont pu greffer des neurones dans le cortex visuel lésé de souris adultes, et observer le rétablissement neuro anatomique et fonctionnel de la zone cérébrale.

Ils ont d'abord dû obtenir les bons neurones à partir de cellules souches embryonnaires cultivées in vitro. Une centaine de types de neurones différents peuplent le cortex – couche superficielle du cerveau –, organisés en six couches et en aires cérébrales distinctes. Puis les chercheurs ont greffé les cellules obtenues et ils ont observé, douze mois durant, leur comportement. Le système était en place après un mois et demi et des connexions se sont formées.

Après 12 mois, la greffe avait pris chez 61 % des animaux. Six greffons sur 47 contenaient une large proportion de cellules non neuronales, ce qui pourrait indiquer la formation d'un tératome, type de tumeur formé par des cellules non correctement différenciées.

L'étude suggère aussi que, pour qu'un cortex puisse bénéficier d'une greffe neuronale, celle-ci doit être réalisée avec des neurones correspondant à la zone lésée.

L'un des défis majeurs de la réparation du cerveau, selon les chercheurs, est le rétablissement d'une connectivité neuronale spécifique et complexe. Cela implique de générer des motifs particuliers de couches corticales et d'aires cérébrales, afin de reconstruire des réseaux fonctionnels.

Ils espèrent désormais  pouvoir obtenir d'autres types de neurones, en particulier des neurones moteurs. Ils vont aussi tester ces greffes chez des singes, qui sont plus proches de l'homme.

Cultiver des neurones pour réparer le cerveau

Une équipe de l'Université de Pennsylvanie, dans une étude publiée dans la revue Journal of Neural Engineering en février 2016, présente une méthode de production pour faire pousser des axones in vitro. Une piste pour réparer les réseaux de neurones du cerveau endommagés.

Quand un accident vasculaire cérébral, un traumatisme ou une maladie neuro dégénérative de type Alzheimer ou Parkinson, détruit les réseaux de neurones du cerveau, ceux-ci ne se reconstruisent pas ou peu.

Les neurones sont des cellules nerveuses connectées les unes aux autres par de longues fibres conductrices appelés axones. Ce qu'on appelle la matière blanche. Lorsque les axones sont endommagés, ils ne se régénèrent que de manière très limitée, interrompant la transmission du signal électrique d'un neurone à l'autre.

L'équipe a conçu une méthode de fabrication d'axones en laboratoire. Un tube aussi fin qu'un capillaire constitué d'agarose (sucre) est rempli d'une matrice extra cellulaire. Puis cette matrice est "ensemencé" avec des corps cellulaires de neurones issus de cortex cérébral, par exemple. Petit à petit, selon l'étude, les axones se mettent à pousser le long du tubule et se maintiennent vivants durant 22 jours.

Cette structure baptisée micro-TENNS (micro-tissue engineered neural network) pourrait servir à réparer les voies axonales lésées. C'est une stratégie conçue pour une implantation mini-invasive qui faciliterait la réparation du système nerveux en apportant simultanément des neurones de remplacement et des fibres axonales sur de longues distances.

On espère que cette stratégie de médecine régénérative sera capable un jour de faire pousser des réseaux neuronaux individualisés, adaptés à chaque besoin spécifique des patients. Et, en fin de compte, ils pourraient remplacer les circuits neuronaux perdus et améliorer le fonctionnement du cerveau.

Le Neurofeedback

Le Neurofeedback est une approche découverte au début des années 70 aux Etats-Unis qui permet d’aider le cerveau à se réorganiser de lui-même pour mieux fonctionner. Au moyen d’électrodes placées sur le crâne, le système analyse l’activité électrique du cerveau et lui renvoie ensuite des informations sur son propre fonctionnement.

C’est cette notion de retour d’information ou de rétroaction qu’exprime le terme de feedback. Le cerveau, alerté sur son activité, se réorganise et des changements positifs surviennent, d’ordre psychique ou physique.

Du nourrisson qui ne s'éveille pas ou qui a des problèmes de sommeil au 4ème âge qui voit ses facultés cognitives diminuées et bien d'autres sensations désagréables, la réparation neuronale trouve sa place.

Que l'on souffre de troubles du sommeil, de stress, de phobie, d’angoisse, de TOC, de manque de confiance en soi, de manque de concentration ou d’attention, d’hyperactivité, de mémoire, de dépendance, ou dans le cas d’enfants plus lourdement handicapés, d’épilepsie, d’autisme, de troubles du comportement, de problèmes moteurs, de rigidité, de spasticité, de sursauts.

La perte de mémoire, la perte de circuits neuronaux, une moins bonne plasticité neuronale et un rétrécissement général du cortex sont des phénomènes largement décrits et qui sont susceptibles d'impacter négativement le bien-être physique et émotionnel. Le neurofeedback peut aider à ralentir et même renverser les effets du vieillissement cérébral.

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