Les scientifiques élucident les mystères de la douleur
Avec la crise des opioïdes, la quête pour comprendre la biologie de la douleur et explorer de nouvelles façons de la traiter a pris une nouvelle urgence.
Vitaly Napadow, neuroscientifique à la Harvard Medical School et au Massachusetts General Hospital, étudie comment le cerveau perçoit la douleur. Pour ce faire, il utilise l'électroencéphalographie pour suivre les schémas d'ondes cérébrales des patients souffrant de lombalgie chronique.
Cet article a initialement paru dans le magazine National Geographic du mois de janvier 2020.
Voilà plus de trente ans, quand Tom Norris luttait contre le cancer, il a été traité par radiothérapie au niveau de l’aine et de la hanche gauches. Son cancer a disparu et n’est pas revenu. Mais Norris est resté avec une douleur, qui le brûle de la hanche jusqu’à la nuque.
Depuis, Norris, qui a maintenant 70 ans, n’a plus passé une seule journée sans souffrir. La douleur a mis un terme à sa carrière d’officier de maintenance des avions dans l’armée de l’air américaine. Les mauvais jours, il est cloué au lit. Même les meilleurs jours, sa capacité de déplacement est très limitée. Parfois, la douleur est si écrasante, raconte-t-il, que sa respiration devient laborieuse: «C’est comme si je me noyais. »
Grand et sympathique, il a appris à porter un masque de sérénité pour cacher ce qu’il endure. Je ne l’ai jamais vu grimacer. Il est en quête de soulagement depuis trois décennies – dont de nombreuses années à prendre du fentanyl, un puissant opioïde. Ce médicament, dit Norris, recouvrait sa douleur « comme une couverture épaisse », mais le maintenait «complètement horizontal et déconnecté». Tom Norris gère désormais sa douleur grâce à une kinésithérapie, qui améliore sa mobilité, et à des stéroïdes injectés dans la colonne vertébrale, qui calment l’inflammation des nerfs.
Hanna LeBuhn, qui souffre de douleurs articulaires au niveau de la mâchoire, observe le mouvement fascinant des méduses grâce à un casque de réalité virtuelle dans le laboratoire de Luana Colloca. La scène, faisant partie d'une série d'images marines relaxantes, est projetée sur le mur. Colloca, qui étudie la neurobiologie de la douleur à l'Université du Maryland, a établi que la réalité virtuelle divertit les patients et atténue leurs douleurs. « La réalité virtuelle a la capacité unique de réguler les réponses du corps à la douleur, d'améliorer l'humeur et de réduire l'anxiété. »
Près de 50 millions de personnes aux États-Unis et des millions d’autres personnes à travers le monde vivent avec une douleur chronique. Les causes sont diverses, mais la source de leur souffrance est la même: une douleur physique qui perturbe la vie, de façon intermittente ou permanente.
Les dégâts dus à la douleur chronique sont devenus de plus en plus visibles ces dernières années. À la fin des années 1990, les médecins ont commencé à prescrire des opioïdes tels que l’oxycodone pour soulager les douleurs persistantes. Des centaines de milliers d’Américains ont développé une dépendance à ces médicaments qui, en plus de diminuer la douleur, procurent parfois une sensation de plaisir. Or, même une fois les risques avérés, la dépendance aux opioïdes a continué, en partie parce qu’il n’y avait guère d’autre option. Aucun nouvel antidouleur à succès n’a été mis au point. L’abus d’analgésiques opioïdes a proliféré aux États-Unis. En 2017, près de 1,7 million d’Américains souffraient d’un trouble résultant de leur prescription. Chaque jour, environ 130 personnes meurent d’une overdose d’opioïdes dans le pays – chiffre qui inclut les décès dus aux analgésiques sur ordonnance et aux narcotiques comme l’héroïne.
Il est donc urgent de comprendre la biologie de la douleur et de trouver des moyens plus efficaces de gérer la douleur chronique. Les chercheurs comprennent aujourd’hui bien mieux la façon dont les nerfs sensoriels transmettent les signaux de la douleur vers le cerveau, et comment celui-ci perçoit cette sensation.
Ces progrès sont en train de transformer de façon radicale l’image que s’en forgent cliniciens et scientifiques. C’est notamment le cas pour la douleur chronique – définie comme une douleur persistant plus de trois mois.
La douleur résulte d’une blessure ou d’une maladie : voilà quelle était la vision traditionnelle de la science médicale. Or, chez nombre de patients, il s’avère que la douleur persiste longtemps après l’élimination de la cause sous-jacente. La douleur devient alors la maladie.
L’espoir est que la compréhension croissante de la douleur conduira à de nouveaux traitements – en particulier à des solutions de rechange aux opioïdes qui ne rendraient pas dépendant.
Qu’il ait fallu une «catastrophe sociale» pour que la douleur reçoive l’attention qu’elle mérite de la part des scientifiques et des médecins est dramatique, déplore Clifford Woolf, neurobiologiste à Boston. Mais le côté positif est que cela a donné un élan à la recherche dans ce domaine: «Je pense que nous avons la capacité de franchir un pas de géant dans la compréhension de la douleur lors des toutes prochaines années. »
La faculté de ressentir la douleur est ce qui nous permet de reculer la main par réflexe si jamais nous touchons un poêle brûlant. Cette sensation constitue un système d’alarme crucial pour la survie de l’individu. Les sentinelles de ce système sont une catégorie particulière de neurones sensoriels : les nocicepteurs.
Dans sa recherche de venins pour créer de nouvelles thérapies, Mandë Holford, professeur de chimie au Hunter College et au Graduate Center de la City University de New York, numérise le catalogue de tous les escargots marins venimeux au Muséum américain d'histoire naturelle.
Ces neurones nocicepteurs se situent près de la colonne vertébrale. Ils sont conçus pour déceler divers types de stimulus dangereux, que ce soit un coup de couteau, la chaleur de la cire fondue, la brûlure de l’acide… Leurs fibres s’étendent à l’intérieur de la peau, des poumons, des intestins et d’autres parties du corps. Quand ils détectent un péril, les nocicepteurs envoient des signaux électriques à la moelle épinière, qui les retransmet au cerveau, via d’autres neurones. C’est la «voie ascendante de la douleur». Sa destination: les neurones d’ordre supérieur du cortex. Lesquels traduisent les signaux en perception de la douleur.
En enregistrant la douleur, le cerveau tente de la contrer. Ses réseaux de neurones envoient des signaux électriques à la moelle épinière – c’est la «voie descendante de la douleur». Ces signaux suscitent la libération d’endorphines et d’autres opioïdes. Ces substances biochimiques inhibent les signaux ascendants de la douleur, réduisant efficacement le degré de douleur perçue.
Clifford Woolf a commencé à travailler sur le sujet dans les années 1980. À l’époque, les scientifiques possédaient déjà une connaissance fondamentale des voies ascendante et descendante de la douleur. Pendant ses études de médecine, Woolf avait été frappé par le sort des patients qu’il voyait en service de chirurgie: «Il était clair que tous souffraient de douleurs aiguës. »
Lorsque Jo Cameron a subi une intervention chirurgicale pour soigner l'arthrite dont elle souffrait au niveau de la main, son anesthésiste a constaté qu'elle ne ressentait aucune douleur et a envoyé cette Écossaise à un généticien, qui a découvert qu'elle était porteuse de deux mutations rares. Les scientifiques étudient les mutations qui atténuent ou accentuent la sensation de douleur pour essayer de comprendre comment elles sont transmises.
« La profession médicale sous-estimait le problème de la douleur, dans une large mesure parce qu’il n’existait pas de traitements sûrs et efficaces», rappelle le neurobiologiste. Une prise de conscience qui a suscité son désir de comprendre la nature de la douleur.
Les résultats de l’électrophorèse montrent la mutation d’insensibilité à la douleur dans l’ADN de Jo Cameron (1) et de son fils (3), mais pas dans celui de sa mère (2) et de sa fille (4).
En utilisant des rats comme modèles, il a tenté d’en savoir plus sur la transmission de la douleur. Pour ses expériences, Woolf a enregistré l’activité des neurones de la moelle épinière des animaux après une brève application de chaleur sur leur peau. Comme il le prévoyait, ces neurones s’activaient aussitôt que leur parvenaient les signaux des nocicepteurs. Mais Woolf a fait une découverte inattendue. Après qu’un bout de peau avait été soumis plusieurs fois à la chaleur et était devenu enflammé, les neurones de la moelle épinière atteignaient un état de sensibilité accru. Il suffisait alors d’effleurer la zone entourant l’endroit déjà blessé pour provoquer l’activation de ces neurones.
Cela indiquait que la lésion cutanée avait sensibilisé le système nerveux central. Cette sensibilisation incitait les neurones de la moelle épinière à transmettre des signaux de douleur au cerveau, même quand les messages provenant des nerfs périphériques restaient de faible intensité. Depuis lors, d’autres chercheurs ont mis en évidence ce phénomène chez l’homme.
Une conclusion surprenante des travaux de Woolf et des recherches ultérieures était que la douleur pouvait naître même en l’absence de blessure déclenchante. Le système de transmission de la douleur peut devenir hypersensible à la suite d’une blessure (comme c’était le cas chez les rats). Mais il peut aussi se détraquer tout seul, ou rester dans un état sensibilisé bien après la guérison d’une blessure. C’est ce qui advient chez les patients souffrant de douleur neuropathique, de fibromyalgie, du syndrome du côlon irritable et d’autres affections. Leur douleur n’est pas un symptôme. Il s’agit d’une maladie en soi – une maladie causée par un système nerveux défaillant.
Grâce aux progrès réalisés dans la culture de cellules souches humaines en laboratoire, Woolf et ses collègues créent maintenant différents types de neurones humains, y compris des nocicepteurs. Cette avancée leur permet d’étudier les neurones de façon plus fine, afin de déterminer dans quelles conditions ceux-ci deviennent «excitables pathologiquement», explique Woolf, et réagissent spontanément.
Avec ses collègues, il a mis en culture des nocicepteurs pour étudier pourquoi les médicaments de chimiothérapie provoquent des douleurs neuropathiques. Lorsque les nocicepteurs sont exposés à ces médicaments, ils s’activent plus facilement et dégénèrent. Cela contribue sans doute aux neuropathies que présentent 40 % des patients en chimiothérapie.
D’autres scientifiques ont découvert que les signaux qui véhiculent la douleur ne sont qu’un facteur de sa perception par le cerveau. Il s’avère que la douleur est un phénomène complexe et subjectif. L’état émotionnel d’une personne peut influencer la façon dont les signaux de douleur se traduisent, en définitive, en sensations douloureuses. Le contexte de la perception de la douleur peut aussi changer ce que l’on ressent.
« Nous disposons de cette capacité incroyable de modifier la façon dont ces signaux sont traités quand ils arrivent », explique Irene Tracey, neuroscientifique à l’université d’Oxford.
Tracey a passé une grande partie de sa carrière à essayer de déchiffrer le lien mystérieux entre blessure et douleur. « Il s’agit d’une relation fortement non linéaire, affirme-t-elle, et beaucoup de choses peuvent l’envenimer, l’améliorer ou la rendre très différente. »
Lors d’expériences, Tracey et ses collègues ont visualisé les images de l’activité cérébrale de personnes volontaires, tout en soumettant leur peau à une piqûre d’épingle, une chaleur intense ou une application de crème renfermant de la capsaïcine (le composé chimique qui rend les piments épicés). Ce que ces chercheurs ont découvert les a menés à brosser un tableau bien plus complexe de la perception de la douleur. Il n’y a pas de centre unique de la douleur dans le cerveau. De multiples régions s’activent en réponse à des stimulus douloureux, dont des réseaux également impliqués dans les émotions, la cognition, la mémoire et la prise de décision.
Les chercheurs ont aussi appris qu’un même stimulus ne produisait pas toujours le même modèle d’activation. Cela signifie que l’expérience de la douleur d’une personne peut varier même si les blessures sont similaires. Cette flexibilité nous est utile, augmentant notre tolérance à la douleur si la situation l’exige – par exemple, lorsqu’on porte un bol de soupe brûlant du four à micro-ondes au plan de travail de la cuisine.
Tracey et ses collègues ont montré que la peur, l’anxiété et la tristesse peuvent attiser la douleur. Dans une expérience, des étudiants volontaires et en bonne santé ont écouté La Russie sous le joug mongol, une œuvre pleine de mélancolie de Prokoviev, diffusée à une vitesse moitié de la normale, et lu des déclarations négatives. En parallèle, ils étaient soumis à une chaleur intense sur une partie de l’avant-bras gauche frottée au préalable avec de la capsaïcine. Plus tard, ils recevaient le même stimulus en écoutant une musique plus gaie et en lisant des messages neutres. Ils ont dit avoir trouvé la douleur «plus désagréable » dans la première des deux conditions de l’expérience.
Les chercheurs ont comparé les images d’IRM fonctionnelle du cerveau des étudiants dans ces deux conditions. Ils ont observé que la tristesse n’influe pas seulement sur les circuits de régulation des émotions. Elle entraîne une activation accrue d’autres régions du cerveau. Cela signifie que la tristesse augmente physiologiquement la douleur. «Nous avons fait en sorte que les gens se sentent anxieux et menacés, explique Irene Tracey, et nous avons montré que cela crée une amplification du traitement réel » des signaux de la douleur.
Jo Cameron avait été prévenue par son anesthésiste: après son opération pour l’arthrite de sa main, il lui faudrait une forte médication contre la douleur. Mais cette Écossaise de 66 ans en doutait.
L’anesthésiste savait d’expérience que la douleur postopératoire était atroce. Après l’intervention, il est passé voir Jo Cameron, et n’en est pas revenu: elle n’avait pas réclamé ne serait-ce que l’antalgique léger qu’il lui avait prescrit. «Vous n’avez même pas pris de paracétamol?
— Non, se rappelle-t-elle avoir répondu gaiement. Je vous avais bien dit que je ne le ferai pas.»
Jo Cameron raconte que, enfant, elle s’étonnait souvent en découvrant des bleus à l’origine mystérieuse. À 9 ans, elle s’est cassé le bras dans un accident de roller. Sa mère s’est rendu compte seulement au bout de trois jours qu’il était enflé et décoloré. Des années plus tard, Jo Cameron a donné naissance à ses deux enfants sans ressentir la moindre douleur à l’accouchement.
«Je vois des gens qui souffrent. Je vois la tension sur leur visage et le stress, explique-t-elle, et je ne ressens rien de tout ça. »
Son insensibilité à ressentir une blessure physique classe Cameron dans un tout petit groupe d’individus qui aident les scientifiques à explorer la génétique sous-jacente à notre capacité de ressentir la douleur. Stupéfait, son anesthésiste a mis Jo Cameron en contact avec James Cox, généticien à l’University College de Londres. Cox et ses collègues ont examiné son ADN. Ils ont découvert qu’elle présentait deux mutations dans deux gènes voisins (FAAH et FAAH-OUT). Ils ont établi que ces mutations réduisent la dégradation d’un neurotransmetteur, l’anandamide, qui contribue à soulager la douleur. Cameron possède un excès de cette substance biochimique, ce qui la protège de la douleur.
James Cox étudie les personnes comme Jo Cameron depuis son postdoctorat à Cambridge, au milieu des années 2000. À cette époque, son directeur, Geoffrey Woods, avait appris qu’au Pakistan, un artiste de rue de 10 ans était capable de marcher pieds nus sur des charbons ardents et de s’enfoncer des couteaux dans les bras sans même un gémissement. Le garçon gagnait de l’argent grâce à ces acrobaties, et allait ensuite à l’hôpital pour se faire soigner ses blessures. Il n’a jamais fait l’objet d’une étude: il est mort après être tombé d’un toit en jouant avec des amis. Mais Cox et ses collègues ont pu analyser l’ADN de six enfants issus du même clan et qui présentaient une insensibilité similaire à la douleur. Ces enfants étaient tous porteurs d’une mutation du gène SCN9A, connu pour être impliqué dans la signalisation de la douleur.
Le gène SCN9A produit une protéine essentielle à la transmission des messages de douleur entre les nocicepteurs et la moelle épinière. Cette protéine, appelée Nav1.7, se situe à la surface du neurone. Elle sert de canal pour que les ions sodium passent dans la cellule nerveuse. Ainsi, les impulsions électriques constituant le signal de la douleur peuvent se propager le long de l’axone qui se connecte à un autre neurone de la moelle épinière.
Les mutations que les chercheurs ont découvertes dans le gène SCN9A génèrent des formes anormales de la protéine Nav1.7. Ces formes empêchent les ions sodium de passer dans les nocicepteurs. Ceux-ci étant alors incapables de transmettre les signaux de douleur, les enfants ne sentaient rien quand ils se mordaient la langue ou s’ébouillantaient. «L’avantage de travailler avec ces familles extrêmement rares, souligne James Cox, c’est qu’on peut identifier des gènes uniques porteurs de la mutation et qui, chose essentielle, constituent des cibles déjà validées sur l’homme pour les médicaments analgésiques. »
La relation qu'un patient entretient avec un médecin peut affecter la douleur ressentie par le patient, comme l'a constaté Napadow, « mais nous ne savons pas pourquoi. » Pour explorer ce phénomène, Napadow enregistre simultanément l'activité cérébrale d'un acupuncteur et d'un patient dans des appareils d'imagerie par résonance magnétique fonctionnels distincts. Ils communiquent via un flux vidéo (moniteur gauche) pendant que le patient est traité pour une douleur appliquée expérimentalement. Pour soulager l'inconfort, le clinicien déclenche à distance un dispositif d'électroacupuncture attaché à la jambe du patient. Le moniteur à droite montre un scan utilisé pour cartographier l’activité du cerveau du patient.
Les mutations du gène SCN9A sont aussi liées à une maladie rare, l’érythromélalgie héréditaire – ou syndrome de l’homme en feu. Elle provoque l’inverse de l’insensibilité à la douleur : une sensation de brûlure au visage, aux mains et aux pieds. Dans un environnement chaud ou au moindre effort, la sensation devient intolérable, comme si on tenait la main au-dessus d’un feu.
Pamela Costa, 53 ans, une psychologue clinicienne de Tacoma (État de Washington), qui souffre du syndrome, décrit la douleur comme «sans échappatoire». Pour y faire face, la température de son bureau est réglée sur 16 °C seulement. Elle ne peut dormir qu’avec la climatisation à fond et quatre ventilateurs autour du lit. Curieuse analogie avec les personnes insensibles à la douleur : le fait de ressentir constamment des brûlures empêche parfois Pamela Costa de discerner les surfaces chaudes. C’est pourquoi elle s’est brûlé le bras, il y a un an, en faisant du repassage.
«Je ne m’en suis pas rendu compte avant d’entendre ma peau qui brûlait émettre un sifflement, dit-elle. Cela me procurait la même sensation que j’éprouvais déjà. »
Stephen Waxman, neurologue à la faculté de médecine de l’université Yale, a étudié Pamela Costa et d’autres cas similaires dans son laboratoire du Centre médical des anciens combattants, à New Haven (Connecticut). Waxman et ses collègues, ainsi qu’un autre groupe de chercheurs, ont découvert que les patients atteints du syndrome de l’homme en feu présentaient des mutations du gène SCN9A. Ces mutations ont l’effet inverse de celui observé chez les enfants du Pakistan insensibles à la douleur. Elles créent des canaux Nav1.7 qui s’ouvrent trop facilement. Résultat, les ions sodium entrent en masse dans la cellule nerveuse, même quand ils ne le devraient pas.
Grâce à des expériences sur des neurones dans des boîtes de Petri, Waxman et ses collègues ont prouvé qu’il s’agissait du mécanisme par lequel les mutations de SCN9A provoquaient le syndrome chez des patients comme Costa. «Nous avons pu introduire le canal des ions sodium dans des neurones de signalisation de la douleur, et les inciter à faire “BRRRP!” quand ils devraient faire “bop-bop”», déclare Waxman, à propos de l’hyperactivité résultant de l’afflux continuel d’ions sodium. À cause de cette anomalie, chez les patients atteints du syndrome, les nocicepteurs bombardent le cerveau de messages de douleur en permanence.
Linda Grubb, qui souffre de douleurs chroniques depuis son accident vasculaire cérébral, célèbre la fin d'un 0K, sur le patio de la Buckeye Lake Brewery près de Columbus, Ohio. Grubb a été traitée à la Cleveland Clinic avec une stimulation cérébrale profonde par le neurochirurgien Andre Machado. Elle ressent toujours la douleur mais cela lui a permis, dit-elle, de se lever du canapé et de reprendre de nombreuses activités. « Ce n’est pas comme si je sautais à la corde maintenant », dit-elle, « mais je vais dans beaucoup plus d’endroits. » Machado a déclaré que d'autres patients traités avaient signalé une amélioration similaire de leur sentiment de bien-être.
Nav1.7 peut donc ouvrir ou fermer la porte à des signaux de douleur nociceptifs. Cette découverte a fait de ce canal une cible de choix pour les chercheurs qui veulent concevoir de nouveaux antidouleurs dépourvus du risque de dépendance des opioïdes. Les opioïdes agissent en se liant à des protéines situées à la surface de certaines cellules nerveuses, appelées les récepteurs opioïdes mu. Ils amènent les récepteurs opioïdes mu à se mettre en relation avec d’autres protéines à l’intérieur de la cellule. L’action de certaines de ces protéines soulage la douleur. De plus, la relation des récepteurs avec d’autres protéines engendre des sensations de plaisir. Le corps développe une tolérance à ces médicaments. L’état d’euphorie requiert des doses toujours plus élevées, ce qui peut causer une dépendance.
Mais les neurones de détection des dommages sont les seuls à abriter la protéine Nav1.7. Un médicament qui désactive ce canal de façon sélective promet donc d’être un analgésique efficace. Son seul effet secondaire connu: la perte de l’odorat – que subissent déjà les individus porteurs de la mutation.
Les médicaments anesthésiques locaux existants, tels que la lidocaïne, bloquent sans distinction neuf types de canaux assurant le passage des ions sodium. Or certains d’entre eux jouent un rôle-clé dans toute une série de fonctions du cerveau. C’est pourquoi les médecins doivent limiter l’utilisation de ces médicaments à l’anesthésie temporaire de patients. Les entreprises pharmaceutiques sont actuellement en quête de composés capables de bloquer Nav1.7 sans désactiver les autres canaux sodiques.
Pour l’heure, sans grand succès. Waxman a bon espoir que les recherches déboucheront sur de meilleurs médicaments : « Je suis persuadé qu’il y aura une nouvelle classe de médicaments contre la douleur, plus efficace et qui ne crée pas de dépendance.» Puis il marque une pause et tempère: «Mais je serais bien en peine de donner un calendrier. »
Lors d'une stimulation cérébrale profonde, deux microélectrodes ont été implantées dans le cerveau de Grubb et des impulsions électriques ont été envoyées aux zones qui traitent la composante émotionnelle de la douleur.
La recherche de nouveaux médicaments se poursuit. En parallèle, cliniciens et chercheurs étudient des moyens de déployer les capacités intrinsèques du cerveau à moduler la douleur et à atténuer les souffrances qui y sont associées. Et ces capacités sont impressionnantes.
Une étude britannique récente a porté sur plus de 300 patients souffrant d’un type de douleur à l’épaule supposément due à une excroissance osseuse. Pour soulager la douleur, l’excroissance est souvent retirée par opération chirurgicale. Les chercheurs ont divisé les sujets de façon aléatoire en trois groupes. Ceux du premier ont été opérés. On a fait croire à ceux du deuxième groupe qu’ils l’avaient été, alors que c’était faux. Et on a invité ceux du troisième groupe à revenir trois mois plus tard pour consulter un spécialiste de l’épaule. Le groupe ayant été opéré et celui pensant l’avoir été ont fait état d’un soulagement similaire de leur douleur à l’épaule.
«Ce que cela montrait, c’est que c’est juste un effet placebo. L’opération ne fait rien de façon mécanique quant à la douleur, note Irene Tracey, de l’université d’Oxford, l’un des auteurs de l’étude. Le soulagement de la douleur des patients est seulement dû à cet effet placebo. »
Pour la neuroscientifique, le résultat n’en est pas moins important: il montre que l’effet placebo a fonctionné. Et même, ajoute-t-elle, l’étude révèle la croyance du patient en l’efficacité du traitement: «Ce qu’elle indique avec force, c’est que les attentes façonnent la douleur. »
D’autres études ont révélé que les attentes d’un patient par rapport à la diminution de la douleur peuvent se traduire par un soulagement réel. Ces espoirs semblent activer la voie descendante de la douleur : des opioïdes synthétisés sont libérés au sein du cerveau, bloquant l’entrée de signaux de douleur.
«Ce n’est pas juste faire semblant, souligne Irene Tracey. Le mécanisme placebo pirate ce système très puissant du cerveau. »
Notre perception de la douleur ne se limite pas à la ressentir. Les sentiments de désagrément, de peur et d’anxiété qui accompagnent la sensation font partie intégrante de l’expérience. Lors d’un essai à la clinique de Cleveland, des chercheurs dirigés par le neurochirurgien Andre Machado ont utilisé la stimulation cérébrale profonde (SCP) pour cibler cette composante émotionnelle de la douleur. Les sujets étaient dix patients souffrant de douleur neuropathique chronique après un accident vasculaire cérébral. Les chercheurs ont implanté de minuscules électrodes dans une partie du cerveau impliquée dans le traitement des émotions. Les électrodes, connectées à un dispositif électronique inséré dans la poitrine, envoyaient de faibles décharges au site d’implantation, à un rythme de près de 200 fois par seconde.
«Chez plusieurs patients, nous avons constaté une amélioration de leur qualité de vie, de leur sensation de bien-être, de leur autonomie – sans augmenter la quantité de douleur», dit Machado. Les patients ayant noté leur douleur 9 sur une échelle de 10, par exemple, continuaient de lui attribuer la même note, mais déclaraient pouvoir mieux fonctionner. Linda Grubb, l’un des sujets de l’étude, qualifie le traitement de transformateur. « Cela a fait une différence considérable pour ce qui est de pouvoir se déplacer, assure-t-elle, ajoutant que sa douleur post-AVC l’avait contrainte à passer ses journées sur son canapé. J’ai tellement plus d’énergie. Cela a vraiment changé complètement ma vie. »
Une partie ultérieure de l’étude a porté à la fois sur des sujets en bonne santé et sur des patients souffrant de douleur chronique. Elle a permis à Machado et à ses collègues de comprendre pourquoi la stimulation cérébrale profonde semblait avoir été bénéfique à des patients comme Grubb. Ils ont enregistré l’activité électrique du cerveau des participants, qui regardaient un écran et avaient deux appareils attachés aux bras. Le premier déclenchait une chaleur intense sur la peau; le second émettait un bourdonnement inoffensif. Sur l’écran apparaissait un indice visuel qui permettait aux sujets de dire lequel des deux stimulus ils allaient recevoir – ou s’ils n’allaient pas en recevoir du tout.
Hailey Nankivel est allongée à côté d'un tableau qu'elle a réalisé qui illustre la douleur chronique qu'elle ressent. La jeune femme de 17 ans s'est blessée au pied droit en dansant. Elle a été opérée, mais sa douleur s'est propagée. Avec sa mère, elle a suivi une session de trois semaines dans le cadre du programme de réadaptation de la douleur pédiatrique du Cleveland Clinic Children's Hospital for Rehabilitation.
Les chercheurs ont comparé l’activité cérébrale des sujets quand ceux-ci étaient exposés aux impulsions de chaleur et aux bourdonnements, ou à rien. Ils ont constaté que le cerveau des patients souffrant de douleur chronique réagissait de la même façon lorsqu’il anticipait un stimulus douloureux et un stimulus inoffensif. À l’inverse, le cerveau des volontaires en bonne santé ne présentait une activité accrue dans certaines régions que s’il anticipait la chaleur.Les patients souffrant de douleur chronique ont répété l’expérience en recevant une stimulation cérébrale profonde. Dans ce cas, leur activité cérébrale ressemblait plus à celle des participants en bonne santé.
Pour Andre Machado et ses collègues, ces résultats suggèrent que le cerveau des patients souffrant de douleur chronique est conditionné. Une exposition constante à la douleur le fait réagir comme si chaque stimulus était potentiellement douloureux, condamnant les patients à vivre dans l’angoisse. Le traitement par stimulation cérébrale profonde semble rétablir une certaine normalité. Elle permet au cerveau «de distinguer à nouveau ce qui est douloureux et non douloureux, ce dont on a besoin pour être en mesure de fonctionner», explique Machado.
La réalité virtuelle peut constituer un autre moyen de diminuer la douleur. J’ai expérimenté le pouvoir de la technique au laboratoire de Luana Colloca, neuroscientifique à l’université du Maryland. Tandis que je m’installais confortablement dans un fauteuil inclinable, l’un des assistants de Colloca m’a attaché un petit boîtier à l’avant-bras gauche. L’appareil ressemblait à celui utilisé par le groupe de Machado. Il était relié par un câble à un ordinateur, et pouvait chauffer et refroidir rapidement. De la main droite, je tenais une télécommande avec un bouton, sur lequel je pouvais appuyer pour arrêter le chauffage sur mon bras.
Pour les premiers essais, Colloca m’a demandé d’appuyer sur le bouton dès que je sentais la chaleur de l’appareil. Lors des essais suivants, il fallait attendre un peu plus, jusqu’à ce que la chaleur devienne désagréable. Dans la dernière série d’essais, je ne devais appuyer que quand la chaleur était intenable.
Puis Colloca m’a fait suivre le même processus en portant des lunettes de réalité virtuelle, qui m’immergeaient dans un environnement océanique. Une musique apaisante résonnait à mes oreilles tandis que je regardais des poissons aux couleurs éblouissantes défiler dans l’eau, éclairée par la lumière tombant du soleil. De grandes méduses irisées passaient en flottant. De temps à autre, je sentais que l’appareil chauffait la peau de mon avant-bras, me rappelant que je n’étais pas parti faire de la plongée.
À la fin de l’expérience, Luana Colloca m’a montré les températures que j’avais laissé le dispositif atteindre au cours de tous les essais. Les mesures de ce que j’avais ressenti comme étant «tiède», «chaud» et «insupportablement chaud» étaient toutes plus élevées lors de l’expérience immersive. Pour être précis, la température la plus chaude que j’avais supportée sans broncher avait augmenté de 1,5 °C, atteignant 47,7 °C.
Cette différence était «énorme», selon Luana Colloca : «Cela signifie que vous tolériez une douleur beaucoup plus intense lorsque vous étiez immergé dans cet environnement avec de la musique apaisante. »
Daniel Boltz embrasse sa fille de huit mois, Peyton, avant de lui donner un bain. Peyton est née avec le syndrome d'abstinence néonatale après que sa mère a consommé de l'héroïne pendant la grossesse. Peyton a passé deux mois dans l’unité de soins intensifs néonatals du Penn State Children’s Hospital à Hershey, en Pennsylvanie, et a été sevrée. Les études sur les effets à long terme sont limitées jusqu'à présent, mais les chercheurs ont constaté que les bébés nés avec ce syndrome étaient plus sensibles à la douleur que les nouveau-nés en bonne santé et pouvaient également rencontrer des problèmes cognitifs, comportementaux et de développement.
Les scientifiques ne savent pas encore clairement pourquoi la réalité virtuelle a cet effet positif sur la tolérance à la douleur. Selon certains, elle agirait en détournant l’attention (en sollicitant des réseaux qui, sinon, travailleraient à signaler et à percevoir la douleur). D’autres avancent que la réalité virtuelle agirait en régulant les émotions et en modifiant l’humeur. Luana Colloca a montré que le principal facteur du bienfait était le divertissement offert par l’expérience. Cette distraction permet aux patients de se détendre et de réduire leur anxiété. Quels que soient les mécanismes qui soustendent l’efficacité de la réalité virtuelle, les médecins l’utilisent déjà pour aider les patients souffrant de douleurs aiguës – par exemple, ceux atteints de brûlures graves. Colloca estime que cette stratégie pourrait également se révéler utile dans le traitement de la douleur chronique.
Chaque mois, Norris anime la réunion d’un groupe de soutien qu’il a contribué à fonder il y a quelques années, American Chronic Pain Association. L’objectif est de fournir aux membres une thérapie de groupe informelle, en appliquant une idée scientifique qui fait son chemin: nos pensées et nos sentiments peuvent modifier notre expérience de la douleur.
Je rencontre Norris lors d’un rassemblement récent dans une église de Los Angeles. Il me présente les membres du groupe à mesure qu’ils arrivent (je décide de ne pas leur demander leur nom de famille, afin de respecter leur intimité). Brian, un jeune homme svelte, me serre la main. Je lui explique, comme je l’ai déjà dit aux autres participants, que je suis venu là pour écouter, pas pour participer. Il me répond en blaguant: «Nous devrions peut-être vous casser la figure, pour que vous puissiez raconter. »
Nous sommes dix au total: cinq hommes et cinq femmes. Nous disposons nos chaises en cercle et nous nous asseyons. Posant sa canne contre une table, Norris prend place et demande aux membres de retracer comment les choses se sont passées pour eux.
Brian est le premier à parler. Il souffre de fortes douleurs abdominales que les médecins n’ont pas réussi à diagnostiquer. Il explique avoir assisté à un cours de jujitsu, ce qui l’a aidé à oublier temporairement sa douleur. «C’est triste que je sois obligé de me causer d’autres douleurs pour oublier celles-ci, observe Brian en riant. J’ai pensé à vous durant toute la semaine. Ça m’a permis de me sentir mieux. »
«Aujourd’hui, j’ai appelé une ligne de prévention du suicide», raconte une femme, prénommée Jane. Elle souffre de fibromyalgie et d’un syndrome de douleur régionale complexe, entre autres problèmes. «Je me suis tellement plainte auprès de mes amis que je ne veux plus les appeler. » Norris rappelle à Jane et au reste du groupe qu’ils n’ont qu’à lui passer un coup de fil: «Parfois, on a juste besoin de crier. » Puis il se tourne vers une autre femme, qui a admis un peu plus tôt être réticente à demander de l’aide. «Alors, s’il te plaît, hurle. »
À la fin de la réunion, Norris attend que tout le monde quitte la pièce avant d’éteindre les lumières. Je lui demande ce qui l’a incité à organiser cette réunion mensuelle. « Je trouve que mes expériences sont souvent utiles aux autres», répond-il, avant d’ajouter qu’il s’agissait tout autant de s’aider lui-même : «Ces réunions m’aident à sentir que je suis toujours un membre actif de la société et que je ne suis pas le seul à faire face à la douleur chronique. »
Yudhijit Bhattacharjee collabore à National Geographic depuis 2017. Il est l'auteur d'un thriller, The Spy Who Couldn’t Spell. Les photographes David Guttenfelder, Robert Clark, Robin Hammond et Craig Cutler sont des contributeurs fréquents du magazine. Le photographe Mark Thiessen est membre de la rédaction.
