La kétamine est apparue comme un antidépresseur à action rapide prometteur pour la dépression résistante au traitement (TRD). Cependant, ses mécanismes d’action et les biomarqueurs fiables de la réponse au traitement restent mal compris. Des preuves récentes suggèrent que l’exposant apériodique (pente en 1/f) des spectres de puissance de l’électroencéphalographie (EEG) reflète l’équilibre excitation-inhibition (EIB) cortical, offrant ainsi un marqueur non invasif potentiel des résultats du traitement.
Cette étude explore si un test cérébral simple et non invasif, appelé électroencéphalographie (EEG), pourrait aider à identifier les personnes plus susceptibles de s’améliorer après un traitement par la kétamine. L’EEG mesure l’activité électrique naturelle du cerveau à l’aide de petits capteurs placés sur le cuir chevelu. L’étude se concentre sur un modèle spécifique d’activité cérébrale qui reflète l’équilibre entre deux processus cérébraux importants : l’activation et l’inhibition. Cet équilibre contribue à réguler la fonction cérébrale saine et peut être altéré dans la dépression. Vingt-trois adultes atteints de trouble dépressif majeur reçoivent des perfusions de placebo et de kétamine dans une étude contrôlée. L’activité cérébrale est mesurée avant, pendant et après le traitement.
Les chercheurs constatent que la kétamine déplace temporairement l’activité cérébrale globale vers une activation plus importante. Il est important de noter que les personnes présentant des schémas inhibiteurs plus marqués dans la partie postérieure du cerveau avant le traitement sont plus susceptibles de connaître une amélioration de leurs symptômes dépressifs 24 heures plus tard. Ces découvertes suggèrent qu’une simple mesure des ondes cérébrales pourrait aider à prédire qui est le plus susceptible de bénéficier de la kétamine.
L’étude vise à déterminer si la kétamine subanesthésique module l’exposant apériodique de l’EEG chez les patients atteints de trouble dépressif majeur (TDM), la plupart remplissant les critères de dépression résistante au traitement (TRD). De plus, elle examine si l’exposant apériodique prétraitement prédit la réponse antidépressive.
- Type d’étude : Un essai clinique contrôlé par placebo, en simple aveugle, à bras unique, de conception à séquence fixe et sans randomisation, impliquant l’infusion intraveineuse de kétamine chez des patients atteints de TDM.
- Participants : Vingt-quatre patients atteints de TDM, âgés de 18 à 65 ans, sont recrutés. Vingt et un d’entre eux répondent aux critères de TRD. Tous les participants respectent les critères diagnostiques du DSM-IV pour le TDM et présentent un score MADRS ≥20.
- Procédure d’infusion : Les patients reçoivent d’abord une perfusion de placebo (chlorure de sodium à 0,9 %), suivie d’une période de « wash-out » de 7 jours, puis d’une perfusion de kétamine. La kétamine racémique (0,54 mg/kg sur 30 min) est administrée selon un protocole en deux phases.
- Enregistrement EEG : L’EEG au repos avec les yeux fermés est enregistré à quatre moments : 10 minutes avant l’infusion, pendant les 10 premières minutes de l’infusion (début), les 20 dernières minutes de l’infusion (fin), et 10 minutes 24 heures après l’infusion.
- Prétraitement des données EEG : Les signaux sont ré-référencés à une référence moyenne, inspectés manuellement pour les artefacts, traités par ICA pour la suppression des artefacts oculaires, cardiaques et techniques, filtrés (0,5-70 Hz), et les canaux défectueux sont interpolés.
- Calcul de l’exposant apériodique : L’exposant apériodique (pente en 1/f) est estimé à l’aide de la boîte à outils FOOOF, décomposant le spectre de puissance en composantes périodiques et apériodiques dans la plage de 1 à 40 Hz. Cette mesure est utilisée comme un indicateur de l’équilibre excitation-inhibition (EIB) cortical.
- Mesure de la sévérité de la dépression : Les symptômes dépressifs sont évalués à l’aide de l’échelle d’évaluation de la dépression de Montgomery-Åsberg (MADRS) avant l’infusion, à 24h, 72h et 7 jours post-infusion. Une réponse au traitement est définie comme une réduction ≥33% du score MADRS 24h après l’infusion.
- Analyses statistiques : Des ANOVAs à mesures répétées sont utilisées pour évaluer les effets de la kétamine sur l’exposant apériodique et sa valeur prédictive. Des analyses de corrélation partielle sont effectuées pour examiner les associations avec la sévérité de la dépression et les concentrations sériques de kétamine/norkétamine.
- Méta-analyse : Une méta-analyse est réalisée pour contextualiser l’étude actuelle dans la littérature plus large sur les effets de la kétamine sur l’exposant apériodique de l’EEG, incluant des études humaines avec administration de kétamine et mesures de l’exposant apériodique de l’EEG.
- Effets de la kétamine sur l’exposant apériodique : La kétamine réduit significativement l’exposant apériodique sur l’ensemble du cuir chevelu par rapport au placebo (-21,1% vs 0,1%), ce qui indique un déplacement relatif vers une excitation corticale accrue.
- Prédiction de la réponse au traitement : Les patients répondeurs présentent des exposants apériodiques occipitaux prétraitement significativement plus élevés que les non-répondeurs (1,19 contre 0,90). Une pente 1/f plus raide dans la région occipitale prétraitement prédit de meilleurs résultats de traitement.
- Précision prédictive : L’analyse de la courbe ROC utilisant l’exposant apériodique occipital prétraitement révèle une aire sous la courbe de 0,75 (IC à 95% = (0,55, 0,96)), suggérant une capacité discriminatoire potentielle.
- Absence d’association avec la sévérité de la dépression : Aucune association significative n’est trouvée entre l’exposant apériodique prétraitement et les scores MADRS de base, ni au niveau du cerveau entier ni dans les régions occipitales.
- Effets résiduels à 24 heures : Les effets globaux de la kétamine sur l’exposant apériodique ne persistent pas 24 heures après l’infusion au niveau du cerveau entier. Cependant, une augmentation significative de l’exposant apériodique occipital persiste (augmentation de 14,00 % par rapport au placebo à -5,29 %).
- Méta-analyse : La méta-analyse révèle une hétérogénéité substantielle dans l’effet de la kétamine sur les exposants apériodiques, limitée par le petit nombre d’études incluses.
Cette étude montre que la kétamine subanesthésique modifie la dynamique corticale apériodique chez les patients atteints de trouble dépressif majeur, reflétant potentiellement une modulation de l’équilibre excitation-inhibition (EIB). L’exposant apériodique de l’EEG, en particulier dans les régions occipitales, pourrait servir de biomarqueur utile pour prédire la réponse antidépressive à la kétamine.
Les résultats suggèrent que les individus présentant un tonus inhibiteur plus élevé ou une excitation corticale réduite dans les régions occipitales sont plus susceptibles de bénéficier de la kétamine. Cela soutient l’idée que les caractéristiques spectrales occipitales peuvent être des biomarqueurs pertinents pour la stratification du traitement.
Bien que les effets globaux soient transitoires, les changements occipitaux soutenus suggèrent une modulation régionale de la dynamique corticale liée à l’EIB avec une pertinence clinique potentielle. Ces découvertes mettent en évidence le potentiel de l’exposant apériodique comme marqueur des effets neurophysiologiques de la kétamine et comme prédicteur candidat de la réponse au traitement. Néanmoins, la méta-analyse souligne la complexité et la variabilité de l’exposant apériodique de l’EEG.
Des études futures à grande échelle et multimodales sont nécessaires pour valider et approfondir ces découvertes. Une intégration de l’analyse apériodique avec des défis pharmacologiques, l’imagerie spécifique des récepteurs ou la modélisation computationnelle pourrait aider à clarifier ces relations. Il est également nécessaire d’établir des plages de référence spécifiques aux troubles pour l’exposant apériodique dans les applications cliniques.
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