Les mécanismes biologiques de l’épilepsie
Une crise d’épilepsie correspond à une activité électrique anormalement prolongé d’un ensemble de neurones du cortex cérébral. Le potentiel d’action ou influx nerveux est un message électrique créé par une inversion des charges positives et négatives de part et d’autre de la membrane du neurone, inversion résultant d’un échange d’ions entre la cellule et son environnement (Fig B). Au repos, les charges positives se situent à l’extérieur du neurone (Fig A)
Dans des conditions normales, chaque neurone a pour rôle de recevoir, de traiter et de transmettre le message électrique aux autres neurones via la synapse grâce aux neurotransmetteurs (sphères vertes sur le schéma).
Le neurone ayant transmis le signal électrique entre alors dans une phase de repolarisation c’est-à-dire une ré inversion des charges entre l’extérieur et l’intérieur du neurone, pendant laquelle il est inactivable (FigC).
Dans le cas d’une crise d’épilepsie, les neurones deviennent hyperexcitables, c’est-à-dire qu’une seule stimulation entraine non pas un potentiel d’action mais une succession, un train de potentiels d’action répétitifs sans période de repos (FigD).
Cette hyperexcitabilité neuronale s’explique dans les épilepsies idiopathiques par des mutations dans les canaux ioniques, situés sur la membrane du neurone qui permettent les échanges d’ions et donc la dépolarisation et la repolarisation. En générale, la membrane devient trop perméable empêchant le retour à un potentiel de repos.
Les neurones hyperexcitables forment le foyer épileptique. On distingue les crises d’épilepsie focales qui ont pour origine une région cérébrale très délimitée, des crises généralisées conséquences de train de potentiels d’action étendus à l’ensemble du cerveau.
L’hyperexcitabilité est très souvent accompagnée pendant les crises d’une hypersynchronie, plusieurs groupes de neurones générant en même temps et au même rythme des trains de potentiels d’action amplifiant l’intensité des symptômes.
À L’Institut du Cerveau
L’équipe « Excitabilité cellulaire et dynamiques des réseaux neuronaux » co-dirigée par Stéphane CHARPIER, Vincent NAVARRO & Mario CHAVEZ cherche à comprendre comment le cerveau devient épileptique (épileptogenèse), comment il produit des crises et à identifier les relations entre l’activité électrique anormale d’un seul neurone et les signes cliniques observés chez les patients.
L’implantation de microélectrodes dans le cerveau, lors de l’exploration EEG intracérébral de patients ayant une épilepsie résistante aux traitements, est une nouvelle approche qui permet de suivre l’activité cérébrale à l’échelle de quelques neurones, lors de crises épileptiques, mais aussi à distance (période inter-critique), et peu avant les crises (période pré-critique). L’acquisition de ces informations se fait dans l’Unité d’épilepsie, avec l’aide de la plateforme CENIR-STIM de l’Institut du Cerveau, et les données sont directement transférées vers les serveurs de l’ICM, pour y être analysées dans l’équipe du Pr Vincent Navarro. Il est ainsi possible de suivre en continu, durant des jours, l’activité de groupes de neurones : l’Institut du Cerveau est le seul institut en France disposant d’une telle procédure d’enregistrement.
https://institutducerveau-icm.org/fr/actualite/tribune-plein-feux-epilepsies-vincent-navarro/
Le cerveau consomme une grande partie de notre apport énergétique quotidien. Les synapses en particulier, qui relient des neurones les uns aux autres, consomment beaucoup d’énergie. Chaque fois que les neurones communiquent entre eux, beaucoup d’énergie est consommée. Sans surprise, ne pas avoir assez d’énergie pour maintenir la communication neuronale entraîne des effets délétères.
L’objectif de l’équipe de Jaime de Juan-Sanz est de comprendre et d’identifier les mécanismes moléculaires essentiels impliqués dans le maintien de la bioénergétique des synapses en conditions normales et de montrer une relation entre un dysfonctionnement énergétique et la crise d’épilepsie.
