Biophysical and electrophysiological studies of transcranial electrical stimulation in human in-vivo using simultaneous stereoelectroencephalographic recordings in focal drug-resistant epilepsy and face recognition

Études biophysiques et électrophysiologiques de la stimulation électrique transcrânienne chez l'homme in-vivo à l'aide d'enregistrements stéréoélectroencéphalographiques simultanés dans l'épilepsie focale pharmacoresistante et en reconnaissance des visages Du poisson électrique utilisé par les romains aux générateurs de courant variable d'aujourd'hui en passant par la pile de Volta au XIXe siècle, l'Homme a depuis toujours et spontanément appliqué un courant électrique sur la tête de patients dans un but thérapeutique. Cependant, la stimulation électrique transcrânienne (SET), qui consiste à appliquer un faible courant par le biais d'électrodes placées à la surface du cuir chevelu, n'est devenue populaire qu'au début du XXIe siècle. Les effets de la SET sont directement reliés aux champs électriques générés modifiant ainsi l'activité neuronale. Ces effets ont largement été étudiés in-vitro et en intracérébral in-vivo chez l'animal. Chez l'Homme, des effets ont également été observé en EEG de surface, ou au niveau comportemental ou encore au niveau de l'expression d'une pathologie neurologique étudiée. Or, malgré ces résultats, il subsiste des débats quant aux réels effets de la SET en cognition ou en clinique. Un des principaux arguments avancés est que l'intensité de stimulation utilisée en routine (1 à 2 mA) ne peux délivrer un champs électrique suffisant sur site pour induire une modulation de l'activité électrique neuronale (1V/m). Un autre argument consiste à dire qu'il existe des biais cognitifs induit par la stimulation électrique dans les études comportementales. Ces débats sont induits par un manque de connaissance tant au niveau biophysique (propagation des champs électriques intracérébraux chez l'Homme) que au niveau de l'expression électrophysiologique de la pathologie ou encore de la réponse cognitive en intracérébral chez l'Homme in-vivo. Cela est principalement due aux verrous scientifiques et techniques que sont (1) La difficulté de mesurer un champs électrique intracérébral chez l'Homme in-vivo en simultané à une SET. (2) L'enregistrement intracérébral de l'expression électrophysiologique d'une pathologie durant une SET. (3) L'enregistrement intracérébral d'une réponse électrophysiologique associée à une fonction cognitive lors d'une SET via un protocole robuste évitant ainsi les biais cognitifs et les effets test-re test.Ainsi c'est dans ce contexte que cette s'inscrit cette thèse et tentera de répondre aux trois questions scientifiques suivantes : (1) Est-il possible de générer un champ électrique intracérébral suffisant lors d'une SET ? (2) Est-il possible de moduler l'activité électrophysiologique d'une pathologie via une SET ? (3) Est-il possible de moduler l'activité électrophysiologique associée à une fonction cognitive (perception des visages) via une SET ?La force et l'originalité de la thèse repose sur l'enregistrements multi-échelle (EEG de surface et intracérébrale (SEEG)) concomitant à la SET chez des patients atteint d'épilepsie focale pharmacorésistante. L'étude portera dans un premier temps sur l'enregistrement en intracérébral de la décroissance du signal lors d'une stimulation transcrânienne à courant alternatif (tACS) qui permettra de calculer le champ électrique généré dans des structures profondes. Dans un deuxième temps, l'étude portera sur la mesure intracérébrale de biomarqueurs épileptiques (décharges paroxystiques intercritiques) avant, pendant et après une stimulation transcrânienne à courant continu (tDCS). Dans un troisième temps, l'étude portera sur la mesure de biomarqueur électrophysiologique associés à la tâche cognitive de reconnaissance des visages lors d'une Fast Periodic Visual Stimulation (FPVS) avant, pendant et après une tDCS permettant ainsi de s'affranchir de l'effet test-retest et du biais cognitif généré par la sensation lors de la stimulation.