Stimulation vagale

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Processus de stimulation médicale du nerf vague
Stimulateur du nerf vague implanté pour traiter le Syndrome de Lennox-Gastaut

La stimulation vagale ou stimulation neuro-vagale (SNV ou VNS pour « vagus nerve stimulation » en anglais) consiste à exciter électriquement le nerf vague ou nerf pneumogastrique, via un stimulateur implanté sous la peau ou via un stimulateur externe agissant par voie transcutanée (par exemple au niveau de la branche auriculaire de ce nerf).

Cette méthode aurait pour effet d'améliorer notablement certaines dépressions résistantes aux traitements médicamenteux et permettrait aussi de lutter contre les douleurs pelviennes, les douleurs liées à la fibromyalgie, les troubles gastriques et intestinaux (intestin irritable, côlon irritable, colite), les migraines chroniques, ainsi que certaines épilepsies réfractaires aux traitements classiques. En 2011, une étude démontrait un soulagement des acouphènes chez les rats, amenant différentes études chez l'Homme.

Le , une équipe de chercheurs français de l'Institut des sciences cognitives Marc-Jeannerod de Lyon a annoncé avoir redonné un début de conscience à un patient en état végétatif depuis quinze ans grâce à la stimulation du nerf vague,,,,. Le patient a plus tard succombé à une infection sans lien apparent avec la stimulation.

Manœuvres vagales

Il existe différentes manœuvres vagales qui tendent à augmenter le tonus vagal.

SNV par implantation chirurgicale d'un stimulateur

Depuis les années 2000, la stimulation du nerf vague est appliquée chez des patients souffrant de dépression ou d’épilepsie réfractaires, via un simple dispositif de type pacemaker. L’ajout, dans l’appareil, d’un algorithme qui permet la détection automatique des crises et qui fournit ainsi une stimulation dès qu'une crise est détectée. La détection des crises s’effectue par l’enregistrement continu du rythme cardiaque et par la détection d’une forme spécifique de tachycardie apparaissant lors d'une crise épileptique.

Le mécanisme d’action de la SNV n'est pas encore complètement élucidé, ses nombreux effets impliquent divers neurotransmetteurs et différentes structures cérébrales. La SNV exerce une influence sur la plasticité du cerveau, sur le système nerveux autonome et sur le processus inflammatoire. Ceci a conduit à de nouvelles indications, comme la réadaptation après un AVC, l’insuffisance cardiaque chronique ou la polyarthrite rhumatoïde.

La version invasive de la stimulation du nerf vague (SNV) est une forme de neurostimulation par laquelle le nerf vague au niveau du cou est stimulé au moyen d’une électrode circulaire connectée à un générateur d’impulsions implanté dans la région sous-claviculaire. Au cours des deux dernières décennies, la SNV est devenue une valeur fixe dans les options de traitement de l’épilepsie réfractaire et de la dépression.

Epilepsie réfractaire

Chez environ un tiers des patients épileptiques, l’instauration d’un traitement antiépileptique ne parvient pas à supprimer les crises, ils constituent donc le groupe des patients atteints d’épilepsie réfractaire. Ces patients sont généralement renvoyés pour une prise en charge pré-opératoire. S’ils ne sont pas éligibles à la chirurgie résective, il convient d’envisager un traitement par neurostimulation, entre autres par la SNV. Des études à long terme démontrent qu’environ un tiers des patients soumis à un traitement par SNV atteint une réduction des crises d’au moins 50 %, qu’un tiers présente une réduction des crises inférieure à 50 % tandis que le troisième tiers ne bénéficie d’aucun effet. Par ailleurs, des études démontrent que la SNV, indépendamment de son effet sur la fréquence des crises, exerce également un effet positif sur la cognition et sur l’humeur.

Les dispositifs de SNV de la première génération fonctionnent suivant un système « en boucle ouverte » (open-loop), avec une administration intermittente de la stimulation selon un cycle programmable. En outre, les appareils disposent d’une option magnétique qui permet, si nécessaire, d’administrer une stimulation supplémentaire en déplaçant un aimant sur le générateur d’impulsions.

Cependant, il n’est pas possible pour certains patients d’utiliser cet aimant de manière autonome ou en temps opportun. Dans ce cas, un système de détection automatique des crises fournit une stimulation dès qu’une crise est enregistrée. Étant donné qu’environ 82 % des patients épileptiques présentent une forme spécifique de tachycardie lors d’une crise, cette tachycardie ictale peut être utilisée comme déclencheur de la stimulation automatique. Le générateur d’impulsions AspireSR est le premier[réf. nécessaire] dispositif de SNV incluant un tel algorithme de détection.

Celui-ci consiste à comparer en continu le rythme cardiaque enregistré avec la valeur moyenne du rythme cardiaque de fond sur une période de cinq minutes. Lorsque ce rapport dépasse un certain seuil programmable pendant au moins une seconde, une stimulation du nerf vague est administrée. La sensibilité de ce système de détection des crises est de plus de 80 %, avec un nombre d’enregistrements faux positifs variant de 0,5 à 7,2 par heure. Chaque stimulation automatique est suivie d’une pause visant à limiter la stimulation excessive.

Cette technique amène une diminution potentielle de la gravité des crises et une amélioration de la qualité de vie, une étude rétrospective récente indique une réduction des crises de plus de 50 % chez 59 % des patients traités en moyenne pendant 13 mois.

L’appareil de SNV le plus récent pour le traitement de l’épilepsie réfractaire, le système de SNV SenTiva™, comprend également cet algorithme de détection automatique, en plus d'un certain nombre d’options plus avancées qui simplifient son utilisation pour le patient et le médecin-traitant, comme la programmation assistée, l’augmentation posologique automatique et le réglage de programmes distincts pour le jour et la nuit. Ce système permettrait également d’administrer à l’avenir de nouvelles formes de stimulation telles que la stimulation « en rafales » (burst stimulation). Enfin, ce dispositif est plus petit que son prédécesseur, ce qui constitue surtout un avantage pour les patients épileptiques pédiatriques qui sont éligibles au traitement par SNV. Toutefois, à ce jour, ce système n’est toujours pas remboursé en Belgique.

Nouvelles indications pour la stimulation invasive du nerf vague

Rééducation post AVC

La SNV entraîne un apport accru de noradrénaline et d’acétylcholine, des neurotransmetteurs qui facilitent la réorganisation des réseaux corticaux. Associer la SNV à une réadaptation ciblée pourrait ainsi entraîner une augmentation de la plasticité du cortex moteur en fonction de la tâche à accomplir, améliorant la réadaptation après un AVC.

En 2016, une première étude chez 21 patients ayant subi un AVC ischémique avec limitation fonctionnelle modérée à sévère du membre supérieur ont été randomisés pour recevoir soit un traitement par SNV associé à une réadaptation, soit seulement la réadaptation. La stimulation a été réalisée avec le dispositif Vivistim® (Microtransponder, Dallas, Texas, États-Unis). Il s’agit d’un dispositif de SNV implantable utilisé en association avec un logiciel appelé Stroke Application Programming Software. Ce logiciel spécifique permet de programmer les paramètres à volonté et d’administrer la stimulation à l’aide d’un bouton-poussoir, lorsque le patient effectue un exercice spécifique. Cette étude a montré une amélioration significativement plus importante de la fonctionnalité du membre supérieur. Les effets indésirables résultant de l’intervention et de la stimulation ont été comparables à ceux observés avec les dispositifs de SNV plus anciens.

En 2019, une deuxième étude est menée dans 15 centres auprès de 120 patients ayant subi un AVC. Les résultats de l’étude complète sont attendus en 2021.

Acouphènes, stress post-traumatique

Cette méthode de SNV, en association avec une tâche spécifique à réaliser par le patient, a pour nom « paired vagus nerve stimulation ». En plus des applications dans la réadaptation, cette technique est à l'étude au cours des années 2010 pour traiter les acouphènes, le syndrome de stress post-traumatique.

Autismes, TDAH et autres troubles du neurodéveloppement

Depuis les années 2010, la stimulation du nerf vague (SNV) suscite un intérêt croissant comme complément aux interventions comportementales faites chez les personnes présentant des troubles du neurodéveloppement (TND), et en particulier dans le spectre de l'autisme (qui est assez fréquemment associé à des crises épileptiques et à des perturbations des microglies).

Ces personnes présentent en effet fréquemment un faible tonus vagal, et plusieurs travaux ont montré que SNV peut compenser cette réponse insuffisante, ce qui améliore divers paramètres physiologiques, et accroît leur qualité de vie.

Des études précliniques et cliniques faites sur le modèle animal et chez des patients porteurs de neuropathologies ont aussi montré qu'associer une VNS à des programmes de rééducation amplifie significativement leurs bénéfices thérapeutiques. Selon la littérature récente, ces bénéfices pourraient être induits par la modulation de l'inflammation, des microglies et des voies neurotransmettrices ; et ils semblent pouvoir améliorer sensiblement les résultats fonctionnels et adaptatifs chez les personnes concernées.

Des perturbations microgliales et des altérations immunitaires et gliales sont observées dans au moins une partie des cerveaux autistiques, et elles sont documentées dans plusieurs troubles du neurodéveloppement (schizophrénie, TDAH, autisme et épilepsie). Des études post‑mortem, les analyses transcriptomiques en vrac ou à cellule unique (bulk ou single‑cell), les « atlas spatiaux », la déconvolution méthylomique et l'imagerie neuro‑immune montrent que des anomalies microgliales sont anormalement fréquentes dans un sous‑ensemble de cerveaux autistes, mais sans signature unique ou universelle (on observe plutôt une variabilité dépendante de la région cérébrale, du stade de développement, du sexe et du contexte biologique, encore mal comprise, à interpréter conjointement avec les modifications neuronales, astrocytaires, vasculaires et tissulaires). Les études récentes décrivent comment la gestion des lipides, la fonction mitochondriale, la charge phagolysosomale et la signalisation par lipides bioactifs peuvent influencer la compétence microgliale dans des situations pertinentes pour l'autisme. À l'interface microglie‑synapse, des mécanismes tels que le dépôt du complément, l'exposition de la phosphatidylsérine, les points de contrôle anti‑engulfement et le dialogue astrocyte‑microglie offrent des pistes explicatives plus précises que les notions générales d'« activation ». En 2026, le défi majeur n'est plus de savoir si les microglies sont impliquées dans l'autisme mais de distinguer les effets pathogènes primaires des adaptations secondaires, et à relier les signatures moléculaires à des remodelages synaptiques excessifs, insuffisants ou mal ciblés.

La SNV peut activer la libération d'acétylcholine et de moduler les voies neurotransmettrices. Elle peut aussi moduler l'activité microgliale, ce qui en fait un outil pertinent pour explorer les mécanismes reliant nerf vague (NV), les microglies et certaines pathologie, et comme alternative potentielle non invasive aux médicaments (notamment quand ils ne sont pas efficaces).

Insuffisance cardiaque chronique

La stimulation de la branche droite du nerf vague est étudiée dans l’insuffisance cardiaque chronique. Cette indication repose sur les effets autonomes de la SNV qui y augmente l’activité parasympathique. Les résultats contradictoires, sans effet significatif sur la mortalité et avec un effet variable sur les paramètres du remodelage cardiaque, ont toutefois un effet positif sur la qualité de vie,,,.

Polyarthrite rhumatoïde et autres affections inflammatoires

Enfin, en raison de ses propriétés anti-inflammatoires, l’utilisation de la SNV est également étudiée dans la polyarthrite rhumatoïde, avec des résultats prometteurs dans une première étude menée chez l’homme, ce qui pourrait étendre son utilisation à d’autres affections inflammatoires.

SNV non invasives

Les technologies transcutanées (SNVt), parce que non invasives sont bien moins coûteuses, disponible et faciles à appliquer. Pouvant stimuler le nerf vague ou l'un de ses petits rameaux, elles visent la même efficacité qu'un dispositif implanté chirurgicalement, mais sans les risques liés à la chirurgie (bradyarythmies lors de la pose de l'appareil, et développement d'un hématome péritrachéal), et sans les effets secondaires (dysphonie, paresthésies, céphalées et dyspnée, avec parfois une perturbation des schémas respiratoires du sommeil, source d'une augmentation du nombre d'apnées obstructives et d'hypopnées et plus rarement, de possibles bradyarythmies tardives et des dysfonctionnements du bloc atrioventriculaire),,, associés à l'implantation chirurgicale d'électrodes internes.

Elles permettent aussi d'identifier, de manière non invasive, les futurs bons répondeurs et donc de n'implanter en sous-cutané un boîtier et une électrode qu'à ces patients répondeurs.

Deux zones de stimulation sont utilisées :

  1. la stimulation cutanée du rameau auriculaire du nerf vague au niveau de l'oreille externe ; elle a fait l'objet de plusieurs études dans le traitement de l'épilepsie réfractaire, avec des résultats variables ;
  2. une stimulation cutanée dans la région antérolatérale du cou, sur le trajet du nerf vague ; elle est principalement étudiée pour traiter les céphalées primaires, et a donné des résultats favorables.

Des recherches doivent encore valider l'efficacité de ces dispositifs et déterminer leur meilleure localisation et les paramètres optimaux de la stimulation (par exemple en 2020, il y avait un consensus sur le fait que la tVNS provoque une hypo- et une hyperactivation dans diverses régions du cerveau associées à l'anxiété et à la régulation de l'humeur, le mécanisme d'action et d'influence des paramètres de stimulation sur les résultats cliniques étaient encore principalement hypothétique. En 2026, on envisage aussi des approches fondées sur des biomarqueurs pour à la fois affiner les paramètres de stimulation, et mieux personnaliser les interventions.

Stimulation au niveau de l'oreille

Le rameau auriculaire du nerf vague est stimulé au niveau de la peau de l'oreille externe.

L'électrode se place idéalement :

  • au niveau de la Cymba conchae(partie supérieure de la conque de l'oreille, juste sous l'hélix ; le site le plus utilisé et le mieux validé car c'est la région la plus densément innervée par la « branche auriculaire du nerf vague » (BANV) ;
  • dans le tragus, sur la petite saillie cartilagineuse située devant le conduit auditif ; une alternative jugée efficace, même si l'innervation vagale y est légèrement moins dense que dans la cymba conchae.

... Et en cas de difficulté anatomique, l'électrode peut être placée directement dans le conduit auditif.

L'électrode se place dans l'oreille droite si l'on vise les organes situés au dessus du diaphragme (arbre respiratoire et cœur principalement) ou dans l'oreille gauche si l'on vise le système digestif, car le nerf vague gauche traverse le diaphragme pour innerver les organes abdominaux et du petit bassin, tube digestif, organes associés et système immunitaire (Tissu lymphoïde associé au tube digestif ou GALT pour « Gut associated Lymphoïd Tissue »).

L'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) montre que cette stimulation active les mêmes structures intracrâniennes que pour la SNV invasive.

Plusieurs dispositifs de SNVt sont commercialisés, comme le NEMOS® (Cerbomed, Erlangen, Allemagne), le NET-1000, le NET-2000 et le NET-3000 (Auri-Stim Medical, Denver, CO, États-Unis) et le Parasym (Parasym Health, Helsinki, Finlande), dotés d'une électrode fixée à un embout auriculaire ou à un petit clip à appliquer dans ou sur l'oreille.

Traitement de l'épilepsie réfractaire

Dans ce cas, il est conseillé d'utiliser l'appareil pendant une à quatre heures, 3 à 4 fois par jour. L'intensité de la stimulation peut être réglée par le patient ou le soignant, mais des incertitudes subsistent quant à la localisation et la durée optimales de la stimulation, et concernant les paramètres d'efficience.

La SNVt a fait l'objet de plusieurs études dans le traitement anticonvulsivant de l'épilepsie réfractaire, avec des résultats variables. Une première étude randomisée contrôlée par placebo en 2014 a indiqué une réduction significativement plus importante des crises avec la SNVt par rapport au placebo. Cependant, ce résultat n'a pas pu être reproduit dans une deuxième étude randomisée contrôlée par placebo en 2016.

Une étude de cohorte plus récente (2024), a confirmé la bonne acceptabilité du dispositif, et conclu à une activité anticonvulsifiante significative et stable : diminution de plus de 50% la fréquence des crises épileptiques sur plusieurs années, avec une persistance des bénéfices thérapeutiques (même chez ceux qui ont interrompu le traitement après 6,5 ans). Les patients poursuivant la stimulation (ici la durée moyenne était de 9,7 ans) ont conservé une diminution médiane de 56 % des crises, et ceux ayant arrêté le traitement (après 6,5 ans de VNS et 8 ans de suivi supplémentaire) ont maintenu une réduction médiane de 52 % alors que les trajectoires cliniques des deux groupes de patients étaient globalement comparables sur le long terme.

D'autres travaux, multicentriques (c'est à dire réalisés dans plusieurs centres simultanément, parfois dans différents pays, mais avec un même protocole afin de garantir la comparabilité des données) ont confirmé cette efficacité prolongée de la VNS contre l' épilepsie résistante, en identifiant des facteurs pronostiques associés à une meilleure réponse clinique. Un suivi monocentrique (sur 10 à 17 ans) a confirmé l'amélioration progressive des taux de réponses, avec une part croissante de patients atteignant une réduction d'au moins 50 % des crises au fil du temps.

Des analyses complémentaires ont précisé les résultats à long terme, ainsi que les facteurs influençant le pronostic des patients implantés.

Long-term outcomes and prognosis factors of vagus nerve stimulation in patients with refractory epilepsy | Acta Epileptologica | Springer Nature Link. Enfin, une étude rétrospective comparant stimulation invasive et transcutanée a montré que les deux approches produisent des effets anticonvulsivants mesurables sur le long terme, consolidant l'idée que la modulation vagale constitue une stratégie thérapeutique robuste dans l'épilepsie réfractaire.

Autres indications

La Stimulation non invasive du nerf vagual initialement explorée comme alternative non invasive à la VNS pour l'épilepsie réfractaire et la dépression, fait désormais l'objet d'applications cliniques étendues : du traitement de la douleur (certaines migraines, arthrites rhumatoïdes, fibromyalgie, syndrome de l'intestin irritable, et douleurs chroniques du bas du dos,), des acouphènes et des maladies inflammatoires à la modulation cardiovasculaire (ex : fibrillation auriculaire. Les effets indésirables signalés le plus fréquemment avec cette technique sont des maux de tête et des douleurs, rougeurs, gonflements ou démangeaisons au site de la stimulation, ainsi que les nausées et la fatigue,, métabolique, cognitive et neuro‑rééducative, avec des effets démontrés sur la connectivité thalamocorticale, la voie cholinergique anti‑inflammatoire, la variabilité cardiaque et divers marqueurs physiologiques dans des affections allant de la migraine et la polyarthrite à l'AVC, les troubles de la conscience, le tinnitus ou le syndrome des ovaires polykystiques.

Stimulation au niveau du cou

Une autre zone de stimulation non invasive du nerf vague est le cou. Par exemple, a le dispositif Gammacore© (electroCore LLC, Basking Ridge, NJ, aux États-Unis) permet de stimuler la peau de la région antérolatérale du cou, au dessus du trajet du nerf vague. On choisit le côté droit ou gauche du cou selon la cible, cardiaque ou gastro-intestinale de la stimulation.

Le Gammacore© est un appareil portable constitué d'un générateur d'impulsions, d'une interface utilisateur et de deux électrodes en contact avec la peau. Il fournit durant deux minutes une stimulation d'amplitude réglable.

Mais des incertitudes subsistent concernant les paramètres d'utilisation les plus efficients (durée, intensité, fréquence optimales de la stimulation).

Indications

Le Gammacore© est principalement utilisé pour traiter la céphalée primaire. En l'associant au traitement standard, on observe une amélioration significative aussi bien des accès de céphalée que dans la prévention de la migraine et de l'algie vasculaire de la face,,,.

Il est aussi étudié pour traiter l'épilepsie, les troubles gastro-intestinaux, la dépression, les troubles anxieux et la maladie de Parkinson qui débute souvent par des symptômes non moteurs tels que l'hyposmie et la constipation, reflétant une atteinte précoce des structures périphériques dont le bulbe olfactif, le système nerveux entérique et surtout le noyau moteur dorsal du nerf vague, conformément au schéma de progression décrit par Braak ; plusieurs travaux suggèrant que des facteurs environnementaux pénétrant par les voies olfactives ou digestives initient la pathologie, laquelle se propage ensuite vers le système nerveux central par transmission trans-synaptique d'agrégats d'α‑synucléine le long des fibres sympathiques et parasympathiques, incluant le nerf vague . Le modèle animal, avec l'administration intragastrique chronique de rotenone, reproduit cette séquence en montrant que la neurodégénérescence apparaît d'abord dans l'ENS et le noyau moteur dorsal du vague avant d'atteindre la substance noire. L'ensemble des résultats plaide pour une origine périphérique intestinale ou olfactive de la maladie, avec un rôle clé du nerf vague comme voie anatomique de propagation ascendante de la pathologie vers le tronc cérébral puis les structures dopaminergiques centrales.

Les effets indésirables signalés le plus fréquemment sont des douleurs faciales, des troubles gastro-intestinaux, des maux de tête, des spasmes oculaires, des étourdissements, des maux de gorge, des douleurs cervicales, des paresthésies et une rhino-pharyngite,,,.

Enfin, des fonctions spécifiques du nerf vague pourraient être influencées en stimulant ce nerf à d'autres endroits via des dispositifs adaptés, ce qui pourrait conduire à élargir la variété d'options thérapeutiques ciblées faisant intervenir le nerf vague et la SNV.

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Articles connexes

Liens externes