Maladie de Parkinson : l’activité du noyau subthalamique se modifie avant l’apparition des premiers troubles

La maladie de Parkinson est principalement connue pour ses symptômes moteurs : lenteur des mouvements, rigidité ou encore tremblements. Pourtant, des manifestations non motrices, telles qu’une perte de motivation ou des difficultés cognitives, peuvent apparaitre bien avant le diagnostic.

Suivre la maladie au cours de son installation

Pour mieux comprendre cette phase précoce de la maladie, encore mal connue, des scientifiques de l’équipe "Cerveau, Comportement et Neuromodulation" du GIN ont suivi pendant plusieurs mois deux macaques développant progressivement un syndrome parkinsonien.

Les animaux réalisaient régulièrement une tâche permettant d’évaluer séparément leur motivation, leur capacité à adapter leurs réponses et leur rapidité motrice. Dans le même temps, des électrodes implantées dans leur noyau subthalamique enregistraient l’activité électrique de cette petite région cérébrale. Situé au cœur des ganglions de la base, le noyau subthalamique participe en effet au contrôle des mouvements, mais aussi aux processus cognitifs et motivationnels.

« Le modèle progressif nous a permis d’observer comment l’activité du noyau subthalamique se modifie au cours de l’installation de la maladie, avant même que certains déficits puissent être détectés », explique Brigitte Piallat, enseignante-chercheuse au Grenoble Institut des neurosciences et coordinatrice de l’étude.

Les scientifiques ont ainsi mis en évidence une succession de modifications cérébrales. 

Alors que le comportement des animaux est encore normal, l’activité du noyau subthalamique associée à la récompense est déjà altérée. Une baisse de motivation apparaît ensuite, puis des difficultés cognitives et, enfin, des troubles moteurs.

À chacune de ces étapes correspondent des perturbations particulières de l’activité électrique du noyau subthalamique, notamment dans les bandes de fréquences thêta, associées à la récompense et à la prise de décision, puis bêta, davantage impliquées dans le mouvement.

« Le dysfonctionnement du noyau subthalamique précède donc, dans le temps, l’apparition de certains troubles. Ces résultats nous apportent des informations importantes sur les mécanismes cérébraux qui accompagnent la progression de la maladie », souligne Brigitte Piallat.

Ces observations ne constituent toutefois pas un nouvel outil de diagnostic précoce. Les enregistrements ont nécessité l’implantation d’électrodes et ont été réalisés dans un modèle animal. Ils permettent avant tout de mieux comprendre les mécanismes à l’œuvre avant l’apparition des symptômes moteurs.

Adapter la stimulation aux différents symptômes

Dans un second temps, les scientifiques ont étudié les effets de différentes stimulations du noyau subthalamique, une fois le syndrome parkinsonien installé.

La stimulation cérébrale profonde consiste à implanter des électrodes dans certaines régions du cerveau afin d’en moduler l’activité électrique. Chez les personnes atteintes de la maladie de Parkinson, une stimulation à haute fréquence de la partie dorsale du noyau subthalamique peut être proposée pour réduire les troubles moteurs lorsque les traitements médicamenteux ne suffisent plus. Son action sur les symptômes non moteurs reste cependant plus limitée.

Dans cette étude, la stimulation à haute fréquence de la région dorsale du noyau a amélioré les performances motrices des animaux, comme attendu. En revanche, une stimulation à basse fréquence de sa région ventrale a restauré leur motivation jusqu’au niveau mesuré avant l’installation du syndrome parkinsonien.

« Le noyau subthalamique intervient dans plusieurs composantes du comportement. Selon la région ciblée et les paramètres utilisés, la stimulation peut donc agir différemment sur les troubles moteurs, cognitifs ou motivationnels », précise Brigitte Piallat.

Ces résultats pourraient contribuer au développement de stratégies de stimulation cérébrale profonde plus personnalisées. Les nouvelles générations de stimulateurs permettent en effet de moduler séparément différentes zones cérébrales et d’utiliser plusieurs paramètres de stimulation.

« À terme, l’enjeu serait de pouvoir associer un mode de stimulation au profil symptomatique de chaque patient, afin de prendre en charge non seulement les troubles moteurs, mais aussi certains troubles non moteurs », conclut Brigitte Piallat.

Référence :

Behavioral changes preceded by subthalamic nucleus activity alterations in a progressive macaque model of Parkinson’s disease
Bertrand, M., Chabardes, S., Hugues Dit Ciles, J. et al. 
npj Parkinsons Dis. (2026). https://doi.org/10.1038/s41531-026-01498-2