High‐frequency stimulation of deep brain structures in obsessive‐compulsive disorder: the search for a valid circuit

Abstract

Obsessive-compulsive disorder (OCD) is a common, disabling, psychiatric disease combining intrusive thoughts (obsessions) and repetitive behaviours (compulsions). Although most patients respond well to conventional pharmacological and/or psychological therapy, 25-30%, often with extremely severe symptoms, fail to improve after treatment. High-frequency stimulation of deep brain structures (basal ganglia included), a surgical technique developed for movement disorders and otherwise known as deep brain stimulation (DBS), has been proposed as an alternative to ablative surgery for these intractable cases. Here, we review the scientific data that explain why the use of this technique is currently being investigated in OCD, from the first hypotheses based on neuroimaging studies (anatomical and functional) to more recent animal models and clinical observations. The general outcome of each clinical trial is outlined in order to discuss its relation to pathophysiology; however, more specific clinical information (side-effects, latencies, and other behavioural modifications) is not given. Finally, a description of the models of OCD that stem from these data and how they might be affected by DBS is provided.

Le trouble obsessionnel compulsif

“…(SAP90-associated protein 3) et SLC1A1 (solute carrier family 1, member 1) qui codent pour des transporteurs de glutamate [8,9,15]. Il a été suggéré que l'effet thérapeutique observé avec les IRS pourrait être aussi associé à l'action modulatrice que ces médicaments exercent sur les concentrations glutamatergiques [11].…”

“…Une implication des ganglions de la base dans la physiopathologie du TOC a été évoquée suite à l'observation clinique de sujets souffrant de lésions focales des noyaux gris centraux, qui développent une symptomatologie de type obsessionnelle-compulsive, avec des caractéristiques neuropsychiatriques similaires à celles d'un TOC et des réponses favorables au même traitement que celui qui est utilisé dans le TOC [15]. Les travaux réalisés en imagerie cérébrale mettent en évidence des altérations anatomiques et fonctionnelles de parties spécifiques du cerveau des patients souffrant d'un TOC.…”

“…Il existe une corrélation entre les anomalies du cortex orbitofrontal et la sévérité des symptômes, avec une diminution de l'hyperactivité après un traitement efficace [20,21]. Au niveau sous-cortical, des différences volumétriques de la substance grise sont retrouvées au niveau du thalamus et du noyau caudé, corrélées à la sévérité des symptômes et la normalisation de l'activité métabolique basale après traitement efficace [15,20,22]. Ces modifications, retrouvées aux niveaux cortical et du système des ganglions de la base, évoquent un dysfonctionnement d'une boucle noyaux gris centraux-thalamo-cortical dont l'origine pourrait provenir du cortex orbitofrontal [15,17,23].…”

“…Au niveau sous-cortical, des différences volumétriques de la substance grise sont retrouvées au niveau du thalamus et du noyau caudé, corrélées à la sévérité des symptômes et la normalisation de l'activité métabolique basale après traitement efficace [15,20,22]. Ces modifications, retrouvées aux niveaux cortical et du système des ganglions de la base, évoquent un dysfonctionnement d'une boucle noyaux gris centraux-thalamo-cortical dont l'origine pourrait provenir du cortex orbitofrontal [15,17,23]. Des changements de la substance blanche sont aussi mis en évidence par l'imagerie en tenseur de diffusion, avec une corrélation positive entre la sévérité des symptômes et les valeurs d'anisotropie fractionnelle des fibres nerveuses, évoquant ainsi une « hyperconnectivité » dans le TOC [24].…”

“…Les premiers résultats cliniques d'amélioration des TOC sévères avec la SCP ont suscité un certain nombre de travaux précliniques visant à reproduire les comportements compulsifs chez l'animal et à étudier les effets de la SCP dans ces modèles. Ainsi, on a pu reproduire l'effet de la stimulation à haute fréquence du NST et du NAc [15,40]. Chez le primate, un comportement stéréotypé induit par l'injection de bicuculline dans la partie limbique du pallidum externe a également pu être contrôlé par une SCP du NST [41].…”