Lorsqu'une lésion de la moelle épinière survient, elle perturbe les projections neuronales du cerveau vers la région de la moelle épinière responsable de la marche, entraînant divers degrés de paralysie.
Dans cette étude, notre objectif était d'identifier les régions cérébrales qui favorisent la récupération spontanée de la marche après une lésion médullaire incomplète, et qui pourraient être ciblées pour augmenter cette récupération.
Pour découvrir ces régions, nous avons créé un atlas spatio-temporel du cerveau, mettant en évidence les neurones qui sont activés sur le plan transcriptionnel après une lésion de la moelle épinière et qui projettent vers la région médullaire qui produit la marche, et spécifiquement ces neurones qui permettent la récupération de la marche après une lésion médullaire incomplète.
De manière inattendue, l'exploration de cet atlas a mis en lumière l'hypothalamus latéral. Pour confirmer cette découverte, nous avons démontré que les neurones glutamatergiques situés dans l'hypothalamus latéral sont à la fois nécessaires et suffisants pour restaurer la marche après une lésion incomplète.
Nous avons traduit cette découverte en une thérapie de stimulation cérébrale profonde de l'hypothalamus latéral, qui a immédiatement amélioré la marche chez des souris et des rats atteints de lésion médullaire incomplète, et a durablement favorisé la récupération en réorganisant les projections résiduelles se terminant dans la région lombaire depuis le tronc cérébral.
Enfin, la stimulation cérébrale profonde de l'hypothalamus latéral a immédiatement amélioré la marche chez deux participants humains atteints de lésion médullaire incomplète et, combinée à la rééducation, a permis une récupération fonctionnelle qui s'est maintenue même lorsque la stimulation était désactivée.
Ces résultats mettent en évidence le potentiel de la stimulation cérébrale profonde pour cibler des neurones spécifiques dans l'hypothalamus latéral, capables de recruter et de potentialiser l'engagement des voies projetant vers la moelle épinière, permettant ainsi la récupération des fonctions neurologiques après une lésion de la moelle épinière.