Neurophysiological aspects of chronic motor cortex stimulation

SummaryChronic motor cortex stimulation is a treatment option for neuropathic drug-resistant pain and possibly associated movement disorders. Preliminary studies suggest the possibility to treat symptoms of Parkinson disease in selected patients. Recently, MCS has been suggested to enhance motor recovery in patients with poststroke hemiparesis. One or more electrodes are placed extradurally over the motor cortex through a burr hole or a small craniotomy, and then connected to a totally implantable neurostimulator. The accurate positioning of the stimulating electrodes over the motor cortex is the key point of the surgical procedure. Motor cortex identification results from the integration of anatomical, neuroradiological, functional, and neurophysiological data, taking into account the huge population variability. Intraoperative neurophysiological mapping of the motor cortex is of paramount importance, in spite of very sophisticated neuroradiological mathematical reconstructions of the motor area. We discuss and compare the different techniques that are utilized by different authors. Moreover, clinical neurophysiology is also helpful in evaluating the results of this neuromodulation procedure and in hypothesizing the mechanisms that are put in play by MCS.

RésuméLa stimulation chronique du cortex moteur est une option de traitement pour la douleur neuropathique résistante aux médicaments et pour les désordres du mouvement qui y sont éventuellement associés. Des études préliminaires suggèrent la possibilité de traiter les symptômes de la maladie de Parkinson chez des patients sélectionnés. Récemment, la stimulation du cortex moteur a été suggérée pour faciliter la récupération de mouvements chez les patients atteints d’une parésie après accident ischémique. Une ou plusieurs électrodes sont placées dans l’espace épidural au-dessus du cortex moteur par un trou de trépan ou une petite craniotomie, elles sont ensuite reliées à un neurostimulateur totalement implantable. Le positionnement précis des électrodes de stimulation au-dessus du cortex moteur est l’élément clé de la procédure chirurgicale. L’identification du cortex moteur est le résultat de l’intégration d’informations anatomiques, fonctionnelles, neurophysiologiques et neuroradiologiques ; il est essentiel de tenir compte de la variabilité interindividuelle. Une cartographie électrophysiologique du cortex moteur durant l’opération garde toute son importance, même en tenant compte de la sophistication des reconstructions mathématiques et de la neuroradiologie. Les différentes techniques utilisées par différents auteurs sont discutées. Par ailleurs, la neurophysiologie clinique est utile pour évaluer les résultats de cette procédure de neuromodulation et pour connaître les mécanismes qui sont mis en jeu par la stimulation du cortex moteur.