Investigation neuropsychologique des effets de l'oxygénothérapie hyperbare sur divers désordres neurologiques

The present thesis aims at assessing the cognitive effects of hyperbaric oxygen (HBO₂) therapy, a technique known for a certain “medical adventurism” around the world. The decision of examining different neurological conditions was motivated by the following needs: (a) to scientifically react to the general craze for this approach in the treatment of cerebral palsy, the parents reporting “miraculous” improvements in their child; (b) to evaluate its potential after a neurological stabilization, actually in chronic phase of brain injury; and (c) to assess its efficiency in repeated concussions, an avenue still unexplored despite the extent of the problem among athletes.

Findings suggest that the response to HBO₂ therapy may depend on the pathogenesis of the neurological disorders. There is indeed some evidence of benefits in hypoxic and/or ischemic types of brain injury. A person presenting with a chronic traumatic carotidian blockage showed enhanced electrocortical activity after series of 20 and 60 treatments, which coincided with cognitive and sensorimotor improvements. However, the first dosage appeared to be insufficient to produce permanent benefits, thus suggesting transient neuronal reactivation, at least in the initial phase. Improvements in cognitive/information processing were also found in athletes suffering from multiple concussions. The magnitude of the effects seems related to the severity of brain dysfunction and/or the delay since the last injury. Additional treatments may be necessary to insure physiological reactivation in post-acute stages.

A different conclusion comes out with cerebral palsy: children receiving either hyperbaric oxygen or slightly pressurized air showed comparable attentional, linguistic and physical improvements. Based on the actual knowledge, a placebo effect, peculiar to the research context (e.g. high expectations, stimulating environment which may favorably promote cognitive and socioaffective development, practice effects with the testing procedure, etc.) remains the most likely hypothesis to explain these results. However, the possibility of a «pure» pressure effect, that is a physiological effect that would not be mediated by increased tension in oxygen in the arterial blood, cannot be ruled out, although it is not supported by any data. Such discrepancy in the overall results may arise from the different mechanisms involved in the neurological disorders, which are not well defined up to now. (Abstract shortened by UMI.)

Alternate abstract:

La présente thèse doctorale vise à évaluer les effets cognitifs de l’oxygénothérapie hyperbare (OTH), une technique qui connaît actuellement un certain « aventurisme médical » à travers le monde. Différentes conditions neurologiques ont été ciblées d’abord pour réagir scientifiquement à la controverse entourant l’engouement des parents d’enfants atteints de la paralysie cérébrale qui qualifient ce traitement comme étant « miraculeux », ensuite pour en évaluer l’efficacité lors d’un accident ischémique cérébral en phase chronique, et enfin pour vérifier son potentiel thérapeutique dans le cas de traumatismes cranio-cérébraux légers, une avenue encore inexplorée malgré l’ampleur du problème dans le milieu sportif. 

La réponse au traitement d’OTH semble en fait dépendre de la pathogenèse impliquée dans les désordres neurologiques. On relève certaines indications quant à son efficacité lors d’atteintes de nature hypoxique et/ou ischémique. Un individu victime d’un blocage carotidien traumatique, traité après une stabilisation neurologique, démontre une augmentation de l’activité électrocorticale coïncidant avec les améliorations neuropsychologiques et sensorimotrices après des séries de 20 et 60 séances d’OTH. Cependant, le premier dosage apparaît insuffisant pour produire des effets permanents, suggérant ainsi une réactivation neurologique initiale éphémère et transitoire. Des changements dans les processus attentionnels-cognitifs sont également observés chez des athlètes ayant subi des commotions cérébrales répétées. L’ampleur des effets semble liée à la sévérité du dommage axonal et/ou au délai depuis le dernier traumatisme, une intervention plus soutenue étant possiblement nécessaire pour favoriser une réactivation physiologique aux stades post-aigus.

Une conclusion différente se dégage de l’étude sur la paralysie cérébrale, les enfants soumis à l’OTH et au traitement factice (air légèrement pressurisé) ayant démontré des améliorations comparables au niveau des fonctions attentionnelles, langagières et motrices. À la lueur des connaissances actuelles, un effet placebo, propre au contexte de la recherche (e.g., les attentes élevées, un environnement stimulant favorable au développement cognitif et socioaffectif, la familiarisation avec les tests, etc.) demeure l’hypothèse explicative la plus probable. Toutefois, on ne peut éliminer la possibilité d’un effet lié à la pression plutôt qu’à l’oxygène. Une telle divergence par rapport aux résultats précédents peut résulter de mécanismes particuliers opérant ces désordres neurologiques, lesquels ne sont pas très bien connus à ce jour.

Ces évidences scientifiques en regard à l’efficacité de l’OTH dans la prise en charge de patients avec des atteintes cérébrales aiguës et chroniques d’origine traumatique, sont certes encourageantes. D’autres études rigoureuses sont toutefois nécessaires pour appuyer ces résultats, de même que pour préciser les mécanismes d’action de l’OTH et mieux cerner les risques à court/long terme associés à une surexposition. Si la tendance actuelle est confirmée, la réadaptation connaîtra une poussé majeure en utilisant l’OTH comme thérapie primaire ou comme adjuvant pour assurer une récupération optimale après un dommage cérébral.