Ce nouveau dispositif mis au point par une équipe de l’Université de Californie – San Diego (UC San Diego) permet de mesurer l'activité nerveuse et de diagnostiquer non seulement un syndrome de stress post-traumatique (SSPT) mais aussi une septicémie. Présenté dans les Scientific Reports, ce réseau d'électrodes placées sur le cou va ainsi permettre de diagnostiquer les patients particulièrement vulnérables à des niveaux accrus de stress.
L’équipe de bioingénieurs et de médecins de San Diego souhaitait développer un dispositif de mesure, non invasif, de l'activité des nerfs cervicaux chez l'homme afin d’optimiser les traitements des patients atteints de septicémie, une réponse à l'infection mais aussi à certains problèmes aigus de santé mentale, dont le syndrome de stress post-traumatique (SSPT). Avec ces travaux, les chercheurs identifient des preuves électroneurographiques cervicales de comportements « de combat ou de fuite » du système nerveux autonome.
L’étude s'appuie sur les nombreux rôles fondamentaux et documentés du nerf vague cervical, la partie supérieure du nerf vague qui va de l'intestin au cerveau, son activité apportant des données sur l'état des organes internes environnants et sur le contrôle de fonctions corporelles cruciales comme la réponse immunitaire et la digestion. Par ailleurs, le nerf vague cervical est impliqué dans certains troubles psychiatriques majeurs, tels que les troubles de l'humeur et les troubles anxieux.
Le dispositif comprend un réseau flexible d'électrodes qui se placent du bas au haut du dos au niveau du cou et permet ainsi au médecin de capturer l'activité électrique des différents nerfs. Une interface utilisateur intégrée permet de visualiser en temps réel ces données d’activité nerveuse et un algorithme analyse la réponse du système nerveux du patient au stress.
Une mesure non-invasive et nomade de l’activité nerveuse
Jusque-là, la mesure de l'activité nerveuse dans le cou nécessitait l'implantation chirurgicale de microélectrodes. L’équipe du Dr Imanuel Lerman, professeur d'anesthésie à l'UC San Diego a souhaité une méthode moins risquée et moins invasive en adaptant une technologie développée par des chercheurs de l’UC San Diego, un réseau flexible d’électrodes, portable durant la journée et qui s’adapte aux mouvements de la tête et du cou du patient.
Des expériences de laboratoire ont permis de définir les différents biotypes autonomes humains, ou différentes réponses du système nerveux involontaire au stress. Ces expériences ont révélé 2 groupes de biotypes distincts : ceux dont le déclenchement neuronal et la fréquence cardiaque augmente au cours des tests de stress et ceux qui répondent à l’opposé (pas d’augmentation).
Le dispositif se confirme capable d'enregistrer l'activité du système nerveux autonome et de détecter les différents types de réponses au stress et à la douleur, caractéristiques de conditions telles que le SSPT et la septicémie. Car le nerf vague déclenche une inflammation en réponse à des blessures ou à une infection dans le corps, un mécanisme qui peut être perturbé par le SSPT. Le dispositif semble également capable de mesurer la réponse des patients aux thérapies du SSPT, comme par exemple, les exercices de respiration ou de méditation de pleine conscience, en surveillant l’activité dans le nerf vague.
D’autres applications sont déjà à l’étude : le dispositif pourrait également favoriser la sécurité des pilotes d'avions en détectant les poussées d'activité nerveuse qui provoquent des étourdissements ou les nausées. En milieu hospitalier, il pourrait aider à signaler les patients susceptibles de contracter des affections potentiellement mortelles comme la septicémie en identifiant les personnes qui réagissent fortement au stress physique,
la septicémie survenant lorsque le système immunitaire du corps réagit de manière excessive à une infection, endommageant ses propres tissus au cours du processus.
Source: Scientific Reports 14 Nov, 2022 DOI: 10.1038/s41598-022-21817-w A flexible adhesive surface electrode array capable of cervical electroneurography during a sequential autonomic stress challenge
