Détecter la conscience Surveillance neurophysiologique en réanimation (comas) Détecter la conscience DES / DESC REA 2007 Dr. Lionel Naccache Fédération de Neurophysiologie Clinique Groupe Hospitalier Pitié-Salpêtrière & INSERM U562 lionel.naccache@wanadoo.fr

3 problèmes fondamentaux posés par les patients dans le coma : profondeur & intégration cognitive résiduelle pronostic de réveil pronostic de handicap cognitif

Contribution de la neurophysiologie clinique dérivée de l’EEG: Une résolution temporelle inégalée (échelle ms) Explorations non invasives Réalisables au lit du malade (USI-Réa) Pas de contre-indications Informations fonctionnelles sur SNC

Activité corticale post-synaptique EEG Berger, 1929 Activité corticale post-synaptique

Indispensable & contributif dans de nombreuses situations : . Bilan de malaise avec perte de connaissance . Epilepsie :diagnostic, approche syndromique, suivi . Etat de mal épileptique . Bilan de confusion mentale . Bilan de certains mouvement anormaux (myocloniques) . Encéphalopathies métaboliques, toxiques et infectieuses . Appréciation de la profondeur, du pronostic et de l’étiologie des comas . Bilan de syndromes démentiels . Etude de la maturation cérébrale du nouveau-né . Contribution au diagnostic de mort encéphalique (réanimations, prélèvements organes)

Critères EEG d’appréciation profondeur du coma : Fluctuations spontanées / réactivité aux stimulations Parallélisme entre niveaux fonctionnels de Plum & Posner & aspect EEG : Tracé coma alternant == niveau di-encéphalique … Tracé rapide aréactif == niveau bulbaire

Principe des Potentiel Evoqués

A quel niveau d’intégration sensorielle s’intéresser ? Intérêt d’utiliser des stimulations auditives dans le coma : Passives Faciles Robuste (bilatéral) Données cumulatives sur sujet sain éveillé A quel niveau d’intégration sensorielle s’intéresser ?

Cela dépend de la question clinique sous-jacente? PEA du tronc cérébral <10ms PEA de moyenne latence (thalamus & A1) <80ms PEA tardifs >80ms (intégration corticale) Intérêt des PEA tardifs pour explorer les processus cognitifs résiduels

Comment les enregistrer ? Modèle de transfert réussi d’un paradigme issu des neurosciences cognitives vers une application médicale Le « odd-ball paradigm » Squires, N.K., K.C. Squires, and S.A. Hillyard, Two varieties of long-latency positive waves evoked by unpredictable auditory stimuli in man. Electroencephalogr Clin Neurophysiol, 1975. 38(4): p. 387-401. « …beep beep beep beep beep beep beep beep beep beep beep beep beep beep beep beep beep beep beep beep… »

DECTECTION AUTOMATIQUE INCONSCIENTE DE LA NOUVEAUTE MMN 20 ANS PLUS TARD… PRISE DE CONSCIENCE DE LA NOUVEAUTE Donchin, E. and M.G.H. Coles, Is the P300 component a manifestation of context updating? The Behavioral and Brain Sciences, 1988 Dehaene, S. and L. Naccache, Towards a cognitive neuroscience of consciousness: basic evidence and a workspace framework. Cognition, 2001 P300 DECTECTION AUTOMATIQUE INCONSCIENTE DE LA NOUVEAUTE Tiitinen, H., et al., Attentive novelty detection in humans is governed by pre-attentive sensory memory. Nature, 1994. MMN

RATIONNEL SCIENTIFIQUE DANS LE COMA : Si la MMN est le corrélat d’un processus cognitif automatique  elle devrait pouvoir être enregistrée chez des sujets inconscients dotés d’un système d’intégration auditive cortical indemne. Critère d’intégrité fonctionnel ? De bon pronostic ? Kane, N.M., et al., Electrophysiological indicator of awakening from coma. Lancet, 1993 Fischer, C., et al., Mismatch negativity and late auditory evoked potentials in comatose patients. Clin Neurophysiol, 1999 Fischer, C., et al., Predictive value of sensory and cognitive evoked potentials for awakening from coma. Neurology, 2004. Naccache, L., et al., Auditory mismatch negativity is a good predictor of awakening in comatose patients: a fast and reliable procedure. Clinical Neurophysiology, 2005. MMN +  Valeur prédictive de réveil ~90% Pas d’évolution vers état végétatif

PARADIGME UTILISÉ A LA PITIÉ-SALPÊTRIERE: - Beeps 40 ms 1000 Hz (fréquent) 85% vs 2000 Hz (rares) 15% 200 essais rares Electrodes aiguilles, montage Cz-A2 Système acquisition Medatec (embouts auditifs jetables) Export des données vers Matlab et EEGlab, analyse données et statistiques intra-sujet (double-seuil +/- Monte-Carlo)

A la recherche d’effets robustes :

14 sujets contrôles

Chacun des évènements d’intérêt est visible à l’échelon individuel (complexe P1/N1; MMN ; P300)

Exemple typique, coma Réveil < 7 jours Retour à domicile, GOS 4

Patient de 53 ans Coma 08012004 PEAC le 14042004 A un mois GOS 3 P1 Frequent trials Rare Trials P value < 0.05 P1 N1 MMN Patient de 53 ans Coma 08012004 PEAC le 14042004 A un mois GOS 3

J22 hématome temporo-pariétal droit partiellement évacué HTIC initiale sévère. Après arrêt de la sédation depuis plusieurs jours, absence de réveil et coma profond.

Racourcissement latences P1,N1 Augmentation amplitudes P1,N1 J29 contrôle car impression d’amélioration discrète de la réactivité Racourcissement latences P1,N1 Augmentation amplitudes P1,N1 Apparition MMN

Exemple d’enregistrement chez un patient avec évolution clinique défavorable

Sonder l’intégration cognitive de l’environnement chez divers patients non communicants : Le mutisme akinétique Naccache, L., et al., Preserved auditory cognitive ERPs in severe akinetic mutism: a case report. Brain Res Cogn Brain Res. 2004

 sonder objectivement le niveau d’intégration Intérêt  sonder objectivement le niveau d’intégration Cela sert-il de lui parler, de lui caresser la main ?…  contribution au pronostic Limites  un patient sourd (conscient ou pas) n’a pas de MMN (=> PEATC)  valeur prédictive positive (et non négative!)  impact des drogues (barbi, bzd…)  faiblesse à prédire le handicap Perspectives  Si MMN+, sonder des niveaux d’intégration plus riches et complexes (sémantique, phonologie, voix humaine…)  Combiner à d’autres mesures anatomo- fonctionnelles (IRM et IRMf)