Un dispositif de surveillance cérébrale pourrait un jour éliminer les conjectures liées à l'anesthésie.

Un nouveau dispositif de surveillance cérébrale vise à être le juste milieu de l'administration de l'anesthésie, dispensant des médicaments à la dose optimale.

Aucun médecin ne souhaite qu'un patient se réveille pendant une opération - tout comme les patients. Ainsi, les anesthésiologistes administrent souvent plus de médicaments que nécessaire pour maintenir les patients sédatés pendant des procédures médicales ou lorsqu'ils sont sous des machines de survie comme les ventilateurs.

Mais les anesthésiques peuvent parfois être dangereux s'ils sont administrés en excès, explique David Mintz, anesthésiologiste à l'université Johns Hopkins. Par exemple, les personnes âgées atteintes de troubles cognitifs tels que la démence ou le déclin cognitif lié à l'âge peuvent présenter un risque plus élevé de confusion postopératoire. Des études indiquent également que de longues périodes d'utilisation chez les jeunes enfants pourraient entraîner des problèmes comportementaux. "Moins nous en donnons, mieux c'est", explique Mintz.

Un système automatisé d'administration d'anesthésie pourrait aider les médecins à trouver la bonne dose de médicament. Le nouveau dispositif a surveillé l'activité cérébrale de macaques rhésus et a fourni une anesthésie courante appelée propofol à des doses ajustées automatiquement toutes les 20 secondes. Des doses fluctuantes ont permis aux animaux de recevoir juste assez de médicament - ni trop ni trop peu - pour rester sédatés pendant 125 minutes, ont rapporté des chercheurs le 31 octobre dans PNAS Nexus. L'étude constitue une avancée vers l'élaboration et le test d'un système qui fonctionnerait pour les humains.

Normalement, une dose d'anesthésique est basée sur des mesures corporelles telles que le poids et l'âge. Mais ce calcul n'est pas une science exacte. Il n'y a pas de relation claire entre la dose et la probabilité que les patients soient complètement endormis sous propofol et des médicaments similaires, explique Mintz, qui n'a pas participé à cette nouvelle étude. Ainsi, les anesthésiologistes administrent des quantités à l'extrémité supérieure du spectre pour s'assurer que leurs patients restent inconscients.

Il n'est pas acceptable pour les médecins de travailler avec des doses qui ne fonctionneraient pas nécessairement pour tout le monde, déclare Mintz. "Vous visez le 99e percentile... comme 99,999% des patients ne devraient pas se réveiller."

Pendant que les patients sont sous anesthésie, les médecins surveillent de près des indicateurs indirects de la conscience tels que la fréquence respiratoire et cardiaque. Les anesthésiques tels que le propofol modifient également les ondes cérébrales, ce qui permet aux anesthésiologistes de surveiller la conscience du patient, explique le neuroscientifique et anesthésiologiste Emery Brown. Cependant, peu de médecins sont formés à le faire dans la pratique.

Brown et ses collègues ont développé un dispositif pour permettre aux anesthésiologistes de le faire. Le système nécessite une intervention humaine limitée, combinant des équipements médicaux de surveillance cérébrale à un ordinateur utilisant des algorithmes pour déterminer comment le corps traite le propofol. Toutes les 20 secondes, la machine calcule la quantité de médicament nécessaire pour maintenir un niveau prédéfini de l'activité cérébrale qui a été montré dans des travaux antérieurs comme étant indicatif de l'inconscience chez les macaques.

Après que des simulations informatiques aient suggéré que le modèle fonctionnerait, l'équipe a réalisé neuf essais avec deux macaques. Les chercheurs ont d'abord administré manuellement l'anesthésique pendant une demi-heure. Ensuite, ils ont laissé le système d'administration automatisé prendre le relais pendant 125 minutes. Dans les neuf expériences, le système a déplacé avec précision les macaques entre une sédatation légère et un sommeil plus profond, d'une durée de 40 ou 45 minutes.

Le système n'est pas le premier du genre à être développé. Certains dispositifs existants - qui ne sont pas approuvés pour une utilisation aux États-Unis - peuvent distribuer une quantité unique prédéterminée de médicament. Mais parce que la nouvelle version Goldilocks s'appuie sur les réactions du cerveau, c'est un peu comme piloter un avion en pilote automatique, explique Brown du MIT, Massachusetts General Hospital et de la Harvard Medical School. Tout comme le pilote automatique est essentiel pour aider les pilotes à naviguer lors de longs vols, l'utilisation d'une machine de surveillance cérébrale pour ajuster automatiquement les doses d'anesthésie faciliterait les longues interventions chirurgicales et réduirait très probablement le délire postopératoire des patients.

"Cela ne signifie pas que le pilote peut décider de prendre la journée de congé", déclare Mintz. Mais parce que les machines ne sont pas somnolentes et n'ont pas besoin de faire une pause aux toilettes, le nouveau dispositif "est un outil très utile... car il complète les faiblesses humaines."

Les prochaines étapes consistent à répéter les expériences avec plus d'animaux afin de peaufiner le système et de rendre les étapes de surveillance cérébrale moins invasives. Le dispositif de l'étude mesurait l'activité cérébrale à partir d'électrodes directement implantées dans le cerveau des singes, explique Brown, mais l'objectif est de passer à l'utilisation d'électrodes EEG qui se fixent sur le cuir chevelu.

La conscience est difficile à définir et même les EEG ne sont pas un outil parfait, explique Mintz. Par exemple, des personnes atteintes de maladies cérébrales peuvent présenter des EEG légèrement différents de ceux ayant un cerveau sain. Néanmoins, l'association de la technologie avec la vigilance des anesthésiologistes permet d'éliminer les conjectures pour atteindre le point idéal qui plonge les gens dans l'oubli.