Analyse par voxels des modifications des indices de diffusion microstructurale cérébrale dans la maladie de Parkinson avec freezing de la marche
La maladie de Parkinson (MP) est un trouble neurodégénératif progressif caractérisé par des symptômes moteurs tels que la bradykinésie, les tremblements et la rigidité. Cependant, les symptômes non moteurs, incluant les déficits cognitifs et le freezing de la marche (FOG), impactent significativement la qualité de vie des patients. Le FOG est un trouble moteur particulièrement invalidant, affectant 50 à 80 % des patients aux stades avancés de la maladie. Il se manifeste par des épisodes soudains d’incapacité à initier ou poursuivre la marche, entraînant des chutes et des conséquences physiques et émotionnelles sévères. Contrairement aux autres symptômes moteurs de la MP, le FOG résiste souvent aux traitements dopaminergiques et peut s’aggraver sous lévodopa, suggérant des mécanismes dépassant la dysfonction motrice pure, impliquant potentiellement une altération cognitive. Des études récentes montrent qu’un entraînement cognitif réduit la sévérité du FOG, soutenant l’hypothèse d’un rôle clé de la dysfonction cognitive dans sa physiopathologie.
Pour explorer le lien entre déficit cognitif et FOG dans la MP, cette étude a utilisé l’analyse par voxels (VBA) de données d’imagerie du tenseur de diffusion (DTI) afin d’examiner les modifications des indices de diffusion microstructurale chez des patients MP avec FOG (FOG+), sans FOG (FOG–) et des témoins sains (HC). L’objectif était d’identifier des régions cérébrales spécifiques associées au FOG et à la dysfonction cognitive.
Conception de l’étude et participants
Vingt patients FOG+ ont été recrutés au département de neurologie de l’Hôpital provincial du peuple du Guangdong entre janvier 2014 et décembre 2016. Vingt-trois patients FOG– et 20 HC appariés en âge, sexe et niveau d’éducation ont été sélectionnés à partir d’une base de données hospitalière. Tous les participants ont fourni un consentement éclairé écrit, et l’étude a été approuvée par le comité d’éthique de l’hôpital. La latéralisation manuelle a été évaluée via l’inventaire d’Édimbourg.
Les patients MP répondaient aux critères de la UK Brain Bank, validés par deux neurologues expérimentés. Les évaluations cliniques ont été réalisées en condition « off » (12 heures après arrêt des traitements antiparkinsoniens). La sévérité de la maladie a été mesurée par le stade Hoehn et Yahr (H-Y), la cognition globale par le Mini-Mental State Examination (MMSE), et les symptômes moteurs par l’UPDRS-III. Les patients FOG+ étaient identifiés via un score ≥1 à l’item 3 du FOG Questionnaire et/ou la reconnaissance d’épisodes typiques décrits par un neurologue.
Acquisition et analyse des données d’imagerie
Les données DTI ont été acquises via un scanner IRM 3.0T (Signa Excite HD, GE Healthcare). Le prétraitement a été réalisé avec le logiciel PANDA (Pipeline for Analyzing braiN Diffusion imAges) basé sur MATLAB R2012a. Les analyses statistiques ont utilisé SPSS 21.0, avec un seuil de significativité à p < 0,05. Les critères d’exclusion et les détails méthodologiques sont disponibles en matériel complémentaire.
Caractéristiques cliniques et démographiques
Aucune différence significative n’a été observée entre les groupes pour l’âge, le sexe ou le niveau d’éducation. Cependant, les patients FOG+ présentaient des scores MMSE plus bas (p < 0,05), et des scores UPDRS-III (p < 0,05) et H-Y (p < 0,05) plus élevés que les FOG–. La durée moyenne de la maladie était également plus longue chez les FOG+ (p < 0,05).
Analyse des indices de diffusion
Des différences significatives de diffusivité moyenne (MD) ont été identifiées entre FOG+ et FOG–. Les valeurs de MD étaient plus élevées chez les FOG+ dans le lobe frontal (gyrus frontal médian bilatéral, frontal supérieur droit, frontal inférieur bilatéral, frontal moyen droit et gyrus précentral), les régions limbiques (amygdale droite, gyrus parahippocampique bilatéral, hippocampe et gyrus cingulaire) et le lobe temporal bilatéral (gyrus temporal moyen droit, temporal inférieur gauche et temporal supérieur bilatéral). Aucune différence significative d’anisotropie fractionnelle (FA) n’a été observée, excepté une réduction de la FA dans l’insula gauche des FOG+.
Comparés aux HC, les FOG+ présentaient également des MD plus élevés dans le lobe frontal, contrairement aux FOG–. Ces résultats suggèrent des altérations microstructurales distinctes dans les régions associées à la cognition chez les FOG+.
Discussion
Cette étude révèle que les patients FOG+ présentent une altération cognitive et des modifications microstructurales du lobe frontal bilatéral. Les scores MMSE plus bas et les MD élevés dans le lobe frontal soutiennent l’implication de la dysfonction cognitive dans la physiopathologie du FOG. La MD, reflet du mouvement moléculaire moyen, indique une vulnérabilité accrue du lobe frontal à la neurodégénérescence chez les FOG+.
Le lobe frontal, central dans les fonctions exécutives (flexibilité cognitive, attention, planification motrice), présente une dysfonction corrélée au « signature cognitive » du FOG. Des études en IRM fonctionnelle ont déjà rapporté des anomalies d’activation et de connectivité dans ces régions chez les FOG+. La dysfonction frontale pourrait altérer la capacité à focaliser l’attention sur la performance motrice, déclenchant des épisodes de FOG.
Des modifications limbiques (amygdale, hippocampe, cingulaire) et temporales ont également été observées. Le système limbique, impliqué dans la régulation émotionnelle et la mémoire, est affecté par la déplétion dopaminergique dans la MP. Les troubles de l’humeur, fréquents chez les FOG+, pourraient résulter de cette dysfonction. Le lobe temporal, notamment le gyrus temporal moyen (intégration visuospatiale), semble exacerbé dans le FOG, aggravant les déficits cognitifs et moteurs.
Conclusion
Cette étude met en évidence des altérations cognitives et microstructurales frontales chez les patients FOG+, soulignant le rôle central de la dysfonction frontale dans la physiopathologie du FOG. Ces résultats appuient l’utilisation d’interventions cognitives pour atténuer le FOG. L’implication des régions limbiques et temporales reflète l’interaction complexe entre dysfonctions motrice et cognitive dans la MP.
Ces découvertes approfondissent la compréhension des mécanismes neuronaux du FOG et pourraient guider le développement de thérapies ciblées pour améliorer la qualité de vie des patients.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000001042