Établir le lien entre le cerveau et l’esprit

Ce sont ces patients qui motivent le travail du Dr Georg Northoff à l'hôpital Royal d'Ottawa. À la fois psychiatre et chercheur, le Dr Northoff est fermement convaincu de la nécessité d’abolir la division artificielle entre la santé cérébrale physique et la santé cérébrale mentale pour améliorer les résultats en santé mentale. Selon lui, cette division est le chaînon manquant qui empêche le traitement personnalisé de devenir une réalité dans le domaine de la santé mentale.

Au Canada, malgré une prise de conscience croissante, les troubles de santé mentale continuent de faire l’objet d’une des plus fortes stigmatisations, toutes pathologies confondues : 60 % des personnes souffrant d’un trouble mental ou d’une maladie mentale n’osent pas demander de l’aide de crainte d’être stigmatisées. Pour celles qui demandent de l’aide, le soulagement reste souvent hors de portée : 22 % des Canadiens qui ont reçu un diagnostic de dépression souffrent d’une forme résistante au traitement, pour laquelle les traitements classiques ne suffisent tout simplement pas. À l’heure actuelle, il n’existe aucun examen diagnostique, comme des analyses de sang ou des examens d’imagerie, pour les troubles de santé mentale. Le diagnostic repose sur une évaluation clinique, selon un processus qui s’appuie largement sur les expériences et les symptômes rapportés par la personne concernée.

Les travaux du Dr Northoff changent la situation.

Le psychiatre envisage un avenir où les personnes souffrant de troubles de santé mentale feraient l’objet d’une évaluation diagnostique complète combinant l’expérience vécue, des tests psychologiques et l’imagerie cérébrale, afin d’établir un plan de traitement personnalisé. Si cette approche peut paraître novatrice en psychiatrie, elle est courante dans de nombreux domaines de la médecine – de la cardiologie à l’oncologie – où des examens objectifs permettent d’orienter les patients vers les soins les plus appropriés pour eux. Les travaux de recherche du Dr Northoff visent à donner ce même degré de précision aux soins de santé mentale en révélant la manière dont le cerveau et l’esprit interagissent dans la maladie mentale.

Étudier le cerveau pour soigner l’esprit

« Pour moi, la véritable avancée, c’est d’aider quelqu’un à se débarrasser d’une anxiété ou d’une dépression invalidante et à reprendre le cours de sa vie .»
- Dr Georg Northoff

Pour un des patients, un fonctionnaire, l’enjeu ne pouvait pas être plus important. Il souffrait d’une dépression sévère depuis deux ans et rien n’y faisait – ni les médicaments, ni les nouveaux traitements, ni la stimulation cérébrale classique, ni même les électrochocs. Le Dr Northoff et son équipe ont soigneusement cartographié le cerveau de ce patient ainsi que son expérience subjective. Ainsi, ils ont constaté que la communication entre le cortex visuel et le cortex préfrontal du patient était perturbée, ce qui entraînait un blocage partiel des stimuli externes et les empêchait de se rendre au cortex préfrontal déprimé. Forts de cette information, les chercheurs ont ciblé le cortex visuel du patient et ont pu déterminer une fréquence précise de stimulation cérébrale, spécialement adaptée à lui et à son cerveau, en utilisant une technique appelée « stimulation magnétique transcrânienne » (TMS). Ce protocole personnalisé a enfin entraîné un soulagement de la dépression. Il s’agit d’une preuve de concept convaincante démontrant qu’une approche plus précise, axée sur le diagnostic, peut changer la trajectoire des personnes qui ont épuisé toutes les options.

Les chercheurs ont connu un succès similaire avec une intervention respiratoire.

La respiration lente est un outil efficace, fondé sur des données probantes, qui permet de réduire l’anxiété en activant le système nerveux parasympathique, notre mécanisme de « repos et digestion », qui ralentit le rythme cardiaque, diminue les hormones du stress et envoie un signal de sécurité au cerveau. Sur Internet, il est généralement conseillé de prendre six respirations par minute pour soulager l’anxiété. Mais les recherches du Dr Northoff ont révélé que, pour 90 % des gens, en particulier les personnes souffrant d’anxiété intense ou ayant subi un traumatisme, ce conseil ne s’applique pas. Dans certains cas, par exemple, celui d’un patient ayant vécu la guerre, cela a l’effet contraire. Le Dr Northoff a découvert que les « points sensibles » neuronaux varient considérablement en fonction de l’ordre ou du désordre cérébral initial d’une personne (également appelé « entropie »), et qu’il existe un rythme optimal pour chaque personne : la fréquence respiratoire à laquelle l’entropie est la plus faible dans son cerveau. Avec son équipe, il a mis au point une application de respiration personnalisée qui teste différentes fréquences respiratoires à l’aide de mesures psychologiques et cérébrales afin de déterminer le nombre de respirations par minute optimal pour une personne. Il en résulte un protocole sur mesure qui agit comme un mouvement de vagues régulier qui apaise les vagues agitées, contribuant ainsi à réduire l’anxiété et à rétablir un sentiment de maîtrise. L’équipe a connu le même succès avec la musique.

Les premiers résultats sont saisissants. Selon une étude, les personnes utilisant l’application pendant seulement dix minutes le matin et le soir pour faire des exercices de respiration personnalisés et suivre une musicothérapie sur mesure ont observé une réduction de 20 à 40 % de leur anxiété et, ce qui est tout aussi important, des pensées envahissantes qui accompagnent généralement l’anxiété. Une professeure d’ingénierie souffrant d’anxiété sociale sévère, pour qui plusieurs traitements médicamenteux s’étaient révélés inefficaces, est désormais capable de prononcer des allocutions en public seulement cinq minutes après avoir effectué sa routine de respiration personnalisée. Bien que les traitements médicamenteux et la psychothérapie peuvent donner lieu à de bons taux de réussite lorsqu’ils sont utilisés en association, ils n’agissent pas aussi rapidement, sont souvent coûteux et, dans le cas des médicaments, peuvent entraîner des effets secondaires.

« La respiration personnalisée et la musique sont bien plus efficaces que n’importe quelle benzodiazépine ou que le cannabis, car ces substances peuvent créer une dépendance et causer d’énormes problèmes au fil du temps. »

Élargir la relation cerveau-esprit

De l’avis du Dr Northoff, le cerveau et l’esprit partagent un langage commun de temps et d’espace, où les ondes neuronales se transforment directement en ondes mentales. Ses recherches montrent comment le rapprochement du cerveau et de l’esprit ouvre de nouvelles perspectives pour les personnes souffrant d’anxiété et d’autres troubles de santé mentale – un soulagement rapide et sans médicaments.

Afin d’aller au-delà des avancées observées chez un seul patient, l’équipe du Dr Northoff élargit désormais son approche et mène des études cliniques à plus grande échelle. Entre-temps, le Dr Northoff a créé une entreprise et vient de lancer une application de respiration personnalisée, qui est proposée par des cliniciens et des partenaires de recherche participants, tandis que la collecte de données sur son efficacité se poursuit. La mission de son entreprise est de promouvoir une psychiatrie fondée sur des données probantes, en nette opposition aux nombreuses offres numériques en matière de santé mentale qu’il considère comme reposant sur des bases scientifiques fragiles.

Pour le Dr Northoff, cette application et les outils connexes permettent de traduire les connaissances complexes issues des neurosciences en quelque chose dont les gens peuvent tirer avantage au quotidien. Il espère qu’elle pourra aussi procurer des bienfaits aux personnes souffrant d’autres troubles de santé mentale, y compris la schizophrénie.

Anatomie de l’anxiété

Chacun d’entre nous, à un moment ou à un autre de sa vie, connaîtra des périodes d’anxiété. Peut-être que la situation s’aggravera et qu’il faudra consulter un médecin ou un psychologue, mais peut-être pas.

Le Dr Northoff décrit l’anxiété comme un état dans lequel l’activité cérébrale devient irrégulière et chaotique, caractérisée par de nombreuses « ondes » rapides et instables. C’est comme une marmite où tout bouillonne dans tous les sens. C’est comme un littoral balayé par la tempête, où des vagues tantôt rapides, tantôt lentes viennent s’écraser dans toutes les directions, tandis que le cerveau, tel un navire, s’efforce de maintenir le cap.

D’un point de vue scientifique, il attribue ce chaos à une entropie élevée dans le cerveau – où règne beaucoup de désordre et d’imprévisibilité – que les gens perçoivent psychologiquement comme une incertitude et une incapacité à savoir ce qui va se passer ensuite. C’est cette incertitude qui est à l’origine de l’anxiété.

Lorsque l’anxiété se manifeste, les régions et les réseaux du cerveau interagissent de manière anormale. Par exemple, une région appelée l’amygdale décèle à tort une menace et envoie un signal d’alerte à une autre région, l’hypothalamus, qui prend d’assaut le centre de la pensée rationnelle du cerveau, le cortex préfrontal. Cela provoque une forte poussée d’hormones de stress, telles que l’adrénaline et le cortisol, par l’intermédiaire du système nerveux sympathique. En conséquence, le corps passe instantanément en mode « combat ou fuite », ce qui entraîne des changements physiques immédiats, tels qu’une accélération du rythme cardiaque, une respiration superficielle et une vigilance accrue.

C’est pourquoi l’approche personnalisée de respiration lente du Dr Northoff fonctionne : elle produit une « onde » lente et régulière qui « engloutit » les ondes chaotiques et rapides, les intègre et en réduit l’influence sur la conscience, tout en signalant directement au cerveau de désactiver cette réaction de « combat ou fuite ». Il en résulte une diminution de l’anxiété.

Pourquoi la recherche est-elle importante?

Troublé par l’approche thérapeutique fondée sur les essais et erreurs, courante en psychiatrie, le Dr Northoff s’intéresse à des domaines comme l’oncologie où, au cours des 20 à 30 dernières années, la recherche a réussi à établir un lien entre les symptômes et les mécanismes sous-jacents, ce qui a permis d’améliorer considérablement les résultats en matière de santé.

« Les chercheurs ont réalisé d’énormes progrès, car ils ont découvert un lien entre l’apparition du cancer, ses symptômes et le mécanisme sous-jacent dans le sang et les gènes. C’est exactement ce qui nous manque. Nous ne comprenons pas assez bien la relation entre le cerveau et les symptômes. »
- Dr Georg Northoff

Ce dont la psychiatrie a besoin, c’est d’un lien fiable entre ce que ressentent les gens et ce qui se passe dans leur cerveau. Le Dr Northoff établit ce lien en réunissant plusieurs couches d’information : la manière dont les gens perçoivent le temps et l’espace, des tests psychologiques et différents types d’imagerie. En intégrant les données qui en résultent dans un « profil » spatiotemporel unique pour chaque personne, puis en l’affinant à l’aide de modèles cérébraux individualisés basés sur l’IA, son équipe met au point des marqueurs cérébraux capables de guider un diagnostic précis et un traitement personnalisé en santé mentale, à l’instar des biomarqueurs en oncologie et en cardiologie.

Les troubles de santé mentale ne comportent pas de biomarqueurs. Contrairement aux maladies cérébrales physiques présentant des manifestations structurelles claires, comme des lésions, des tumeurs ou une inflammation, les maladies mentales, comme la dépression majeure ou la schizophrénie, sont extrêmement complexes : il leur manque des biomarqueurs, d’où l’absence de tests diagnostiques. Les cliniciens doivent s’appuyer sur l’observation, les entretiens cliniques et des manuels normalisés pour évaluer les symptômes et les antécédents d’une personne et poser un diagnostic. 

Une meilleure compréhension de la relation complexe entre le cerveau et l’esprit est essentielle pour relever ce défi. Les recherches financées par Brain Canada permettent de définir des biomarqueurs, de faire progresser les méthodes diagnostiques et, à terme, de mettre en place des traitements plus personnalisés, adaptés au cerveau de chaque personne. C’est la seule façon d’espérer des traitements plus nombreux et d’espérer guérir.

Ensemble, nous allons surmonter les obstacles.

« La plus belle récompense que puisse espérer un scientifique est de voir ses travaux guérir une personne de la dépression », affirme le Dr Northoff.

C’est grâce à l’ensemble de la communauté Brain Canada, à son approche « Un cerveau » et à vous qu’il est possible d’accélérer les avancées visant à améliorer la santé cérébrale au profit de toute la population canadienne.

Le Dr Georg Northoff, de l’Institut de recherche en santé mentale de l’Université d’Ottawa a reçu en 2024 une somme de 950 000 $ dans le cadre du programme de subvention de plateforme de Brain Canada pour la plateforme Brain Imaging Centre Advanced Multi-modal Neuroimaging Platform for Psychiatry (BIC-AMPP) (centre d’imagerie cérébrale – plateforme de neuro-imagerie multimodale avancée pour la psychiatrie). La subvention a été rendue possible grâce au soutien financier de Santé Canada, par l’entremise du Fonds canadien de recherche sur le cerveau, un partenariat novateur entre le gouvernement du Canada, par l’intermédiaire de Santé Canada, et Brain Canada, ainsi que de la fondation pour la santé mentale Royal Ottawa.