Pendant des décennies, on a parlé de “motor cortex stimulation” (stimulation du cortex moteur) pour traiter certaines douleurs chroniques, notamment neuropathiques. Le rationnel était apparemment simple : le cortex moteur (M1), situé sur le gyrus précentral, est une porte d’entrée puissante vers des boucles cérébrales capables de moduler la douleur.

Mais depuis quelques années, une idée s’impose progressivement : ce qu’on appelle “cortex moteur” n’est pas uniquement moteur, et ce qui fait l’analgésie n’est probablement pas l’activation des neurones responsables de la contraction musculaire.

En 2025, une lettre de Jean-Pascal Lefaucheur et collègues dans Brain Stimulation propose une bascule conceptuelle : il faudrait plutôt parler de “stimulation du cortex précentral”, et surtout cibler des régions “non motrices” intercalées dans M1, identifiables au niveau individuel avec la TMS neuronaviguée.

L’objectif de cet article est de dérouler ce changement de paradigme pas à pas : d’où on part, ce qu’on croyait, ce que les nouvelles données montrent, et ce que cela change concrètement pour le ciblage et les stratégies de rTMS en douleur chronique.

1. Le paradigme historique “M1 = homoncule moteur = hotspot = cible”

Le modèle de départ

Le cortex précentral est classiquement décrit via l’homoncule de Penfield : une organisation “somatotopique” des effecteurs (jambe → bras → face, médial → latéral). Cette cartographie a été extraordinairement utile : elle structure encore la neurochirurgie fonctionnelle, la neurophysio clinique, et une grande partie de la neuronavigation rTMS.

Dans ce paradigme, pour stimuler “M1” en pratique rTMS, on fait souvent :

• un repérage anatomique (coordonnées standard, 10–20 EEG, distance au vertex, etc.), ou

• un repérage fonctionnel par le motor hotspot : on cherche le point sur le scalp qui déclenche le MEP (potentiel évoqué moteur) le plus robuste dans un muscle.

Gordon et al. 2023

Le problème en douleur : la clinique colle mal à “M1 moteur pur”

Dans les douleurs chroniques (neuropathiques, post-AVC, polyneuropathies douloureuses…), l’efficacité de la stimulation “M1” est très importante chez certains patients, mais plusieurs éléments ont toujours été “bizarres” si l’on pense que le mécanisme est un simple “drive” moteur :

• La relation entre l’intensité “motrice” (RMT/AMT) et l’analgésie est imparfaite ;

• L’analgésie peut survenir sans modification motrice évidente ;

• Des paramètres qui modulent fortement l’excitabilité corticospinale ne prédisent pas toujours l’effet antalgique ;

• Des effets cognitifs/affectifs sont parfois observés, suggérant des boucles plus larges que la voie pyramidale.

Autrement dit : ça marche, mais pas comme on le raconterait dans une version “cortex moteur → muscles”.

2. Un nouveau constat : le gyrus précentral n’est pas seulement “moteur”

La donnée clé : des régions “non motrices” dans le cortex dit “moteur”

L’article de Gordon et al. (Nature, 2023) introduit un modèle plus fin : le cortex précentral est composé d’aires effectrices (contrôle direct des muscles) séparées par des régions inter-effecteurs non motrices, impliquées dans la régulation cognitive de l’action à l’échelle du corps entier (planification, intégration, contrôle).

Ce réseau “non moteur” intercalé a été décrit comme un somato-cognitive action network : un système qui ne “fait pas bouger”, mais qui organise, coordonne, arbitre.

Pourquoi c’est crucial pour la douleur ?

La douleur chronique n’est pas un simple signal sensoriel. C’est une expérience qui engage l’attention, l’anticipation, l’évitement, la valeur affective (désagréable, anxiogène), la mémoire et l’apprentissage (sensibilisation, hypervigilance), et des systèmes de contrôle descendants.

Il devient alors beaucoup plus plausible que la stimulation précentrale antalgique fonctionne via des circuits d’intégration et de contrôle (cognitivo-affectifs et sensorimoteurs), plutôt que via l’activation des neurones corticospinaux.

3. Ce n’est pas « motor cortex stimulation », c’est « precentral cortex stimulation »

Dans sa lettre, Lefaucheur  propose un changement :

1. Les effets antalgiques ne sont probablement pas dus à l’activation des neurones pyramidaux (voie motrice),

2. mais à l’activation de réseaux projetant depuis les couches superficielles du gyrus précentral (couches II/III), impliqués dans des fonctions cognitives/affectives,

3. et ces réseaux sont particulièrement bien représentés dans les régions inter-effecteurs non motrices.

On en déduit que si l’analgésie dépend de régions non motrices inter-effecteurs, alors cibler le hotspot (zone effectrice maximale) n’est pas forcément logique.

Note de NeuroStim : il existe effectivement un débat sur l’intérêt de la stimulation somatotopique (cibler la zone douloureuse). L’expérience clinique semble montrer que dans les douleurs des membres inférieurs, les patients ne répondant pas à la stimulation M1 zone de la main répondent mieux à la stimulation M1 vertex (somatotopique sur les membres inférieurs). Il faudrait évaluer s’ils répondent encore mieux avec ce nouveau paradigme proposé (ciblage inter-moteur « précentral »).

4. Comment repérer ces régions ?

Définition

La nTMS (neuronavigated TMS) est une TMS couplée à une IRM individuelle et à une neuronavigation : la position de la bobine est suivie en 3D, et le site cortical stimulé est reconstruit sur l’anatomie du patient. En mode “cartographie motrice”, on stimule de multiples points du précentral et on enregistre les réponses EMG (MEP) dans différents muscles.

Note de NeuroStim : Pour le moment les études n’ont PAS montré de supériorité de cette approche sur les ciblages classiques (notamment dans la dépression, mais également dans les TOC). 

Pourquoi c’est différent d’une simple recherche de hotspot ?

Le hotspot te donne un point optimal pour un muscle alors que la cartographie nTMS est sensé donner une topographie : quelles zones répondent, avec quelles amplitudes, pour quels muscles. Autrement dit, cela permettrait d’obtenir une image fonctionnelle du précentral individuel.

Dans leur pratique de la nTMS, les auteurs retrouvent une organisation très compatible avec Gordon :

• Trois grands “territoires effecteurs” (jambe/tronc, membre supérieur, face),

• Séparés par des zones sans réponses motrices : les fameuses régions inter-effecteurs non motrices.

https://www.researchgate.net/publication/395779111_Tracking_non-motor_regions_of_the_motor_cortex_with_navigated_TMS_for_the_treatment_of_chronic_pain/figures

La nTMS ne sert plus seulement à “trouver M1”, mais à délimiter les zones non motrices au sein du précentral.

En quelque sorte, on ne cherche pas le hotspot : on cherche ce qu’il y a entre les hotspots.

5. Comment personnaliser la cible (quatre approches “réseaux” et leurs limites)

Lefaucheur fait une revue rapide mais dense de quatre méthodes.

Si l’on considère que la stimulation précentrale agit sur la douleur en modulant des réseaux cérébraux plutôt qu’une aire isolée, alors la question centrale devient : comment identifier, chez un patient donné, les circuits réellement impliqués et les points du cortex accessibles à la stimulation capables de les influencer ? Plusieurs approches ont été développées pour répondre à cette question, chacune éclairant le problème sous un angle différent.

Certaines méthodes partent de lésions cérébrales associées à des syndromes douloureux, notamment dans la douleur centrale post-AVC, et cherchent à déterminer à quels réseaux ces lésions appartiennent en s’appuyant sur de grandes bases de données de connectivité fonctionnelle au repos. Cette démarche a permis de montrer que des lésions anatomiquement très différentes pouvaient converger vers des réseaux communs, impliquant en particulier des circuits thalamo-corticaux connectés au cortex précentral. Elle est très intéressante pour comprendre l’architecture réseau de la douleur et justifier certaines cibles, mais repose sur des connectomes normatifs et sur un modèle lésionnel qui ne s’applique pas à toutes les douleurs chroniques.

D’autres approches s’appuient sur la connectivité structurelle, en utilisant l’imagerie de diffusion pour cartographier, chez un patient donné, l’intégrité des faisceaux reliant le thalamus au cortex. Plusieurs travaux ont montré que cette connectivité pouvait conditionner la réponse à la stimulation précentrale, suggérant qu’une cible corticale n’est pertinent que si elle est structurellement bien connectée aux nœuds clés du réseau de la douleur. Cette approche est individuelle et anatomiquement contrainte, mais elle ne renseigne pas sur le fonctionnement dynamique des réseaux, juste sur les fibres nerveuses qui y participent.

Le fonctionnement dynamique est en revanche capté par l’IRM fonctionnelle de repos, qui mesure les corrélations spontanées d’activité entre régions cérébrales. En psychiatrie, cette approche a profondément modifié le ciblage de la rTMS notamment avec le protocole de Stanford, et des données émergentes en douleur chronique montrent des altérations de la connectivité thalamo-corticale et des réseaux de salience. L’intérêt de cette méthode est de refléter une physiologie du réseau “en fonctionnement”, même si sa variabilité et sa standardisation en pratique clinique restent des défis.

Enfin, la combinaison de la TMS avec l’EEG permet d’observer comment un réseau cérébral réagit lorsqu’un point précis est stimulé, offrant une mesure de connectivité dite causale ou effective. Cette approche est particulièrement utile pour comprendre les mécanismes d’action d’une cible ou pour prédire une réponse thérapeutique, mais elle suppose de choisir un site de stimulation au départ et n’est donc pas conçue pour identifier seule de nouvelles cibles.

Ces différentes méthodes ne s’opposent pas : elles décrivent le même problème à des niveaux complémentaires (structurel, fonctionnel et dynamique). Aucune ne permet, isolément, de définir une cible universelle de stimulation pour la douleur. En revanche, leur articulation ouvre la voie à un ciblage plus rationnel et plus personnalisé, dans lequel la cartographie fonctionnelle du cortex précentral, la connectivité et la réponse réseau à la stimulation peuvent être combinées pour adapter la rTMS au profil neurobiologique de chaque patient.

6. En pratique

Selon les moyens techniques du centre (et le niveau de personnalisation recherché), deux stratégies peuvent être envisagées pour cibler le cortex précentral dans la douleur chronique, celle proposée par Lefaucheur nécessite une neuronavigation, l’autre (suggérée par NeuroStim) pas.

Option 1 — Stratégie neuronaviguée (approche de « référence »)

Objectif : identifier et stimuler une région inter-effecteur non motrice du cortex précentral, individualisée pour chaque patient.

Étape 1 — Cartographie motrice par nTMS

• Réaliser une cartographie motrice multi-muscles (jambe/tronc, membre supérieur, face).

• Délimiter précisément :

  • les territoires effecteurs moteurs (zones avec réponses EMG reproductibles),

  • les zones sans réponses motrices, situées entre ces territoires.

• Ces zones sans MEP correspondent aux régions inter-effecteurs non motrices, candidates prioritaires pour la stimulation antalgique.

Étape 2 — Sélection du site de stimulation

Deux approches possibles (complémentaires) :

Approche “réseau → cortex”

• Identifier une région clé impliquée dans la douleur du patient (ex. thalamus, opérculo-insula).

• Étudier sa connectivité (DTI et/ou rs-fMRI).

• Repérer les zones corticales superficielles les plus connectées.

• Choisir, parmi elles, une zone inter-effecteur précentrale accessible à la stimulation.

Approche “cortex → réseau”

• Partir des régions inter-effecteurs identifiées par la nTMS.

• Comparer leurs profils de connectivité (structurelle ou fonctionnelle).

• Sélectionner la zone dont la connectivité est la plus cohérente avec une modulation antalgique.

Étape 3 — Stimulation

• Appliquer le protocole rTMS sur la zone sélectionnée.

• Le hotspot moteur n’est utilisé que comme repère négatif (zone à éviter), pas comme cible.

Option 2 — Stratégie non neuronaviguée

Objectif : optimiser le ciblage sans cartographie nTMS, en s’appuyant sur la connectivité structurelle.

Principe général

Même sans neuronavigation fine, les données suggèrent que l’intégrité des connexions thalamo-corticales conditionne la réponse à la stimulation précentrale. Il est donc possible d’orienter le ciblage à partir de l’imagerie de diffusion.

Étape 1 — Analyse DTI

• Réaliser une IRM avec séquences de diffusion.

• Étudier l’intégrité des tracts thalamo-corticaux vers le cortex précentral.

• Identifier la portion du précentral présentant la connectivité structurelle la plus préservée avec le thalamus.

Étape 2 — Choix du point de stimulation

• Se positionner sur le cortex précentral :

  • en dehors du hotspot moteur maximal,

  • idéalement en zone intermédiaire entre les représentations motrices connues (bras / jambe / face),

  • dans la région correspondant aux projections thalamiques les plus robustes selon le DTI.

• Utiliser des repères anatomiques standard

Étape 3 — Stimulation

• Appliquer le protocole rTMS habituel.

• Ajuster secondairement selon la tolérance et la réponse clinique.

7. Ce que cela change

Pour les patients

Pour un patient qui lit cet article, l’enjeu est simple :

• Deux personnes peuvent avoir “la même douleur” en termes de diagnostic,

• mais pas les mêmes réseaux cérébraux en cause,

• donc pas le même “meilleur cible”.

Ce paradigme va dans le sens d’une promesse raisonnable : augmenter les chances de réponse en cessant d’appliquer un ciblage trop générique.

Mais il faut rester honnête : les preuves sont en construction, la standardisation est en cours, et le champ “douleur + rTMS + targeting réseau” est encore moins mature que celui de la dépression.

Pour les professionnels

Le vrai message est méthodologique :

1. Le hotspot est un repère utile… mais pas une cible thérapeutique évidente en douleur.

2. La nTMS devient un outil de segmentation fonctionnelle du précentral (effector vs inter-effector).

3. Le futur du targeting douleur est multimodal (nTMS + DTI/rs-fMRI), potentiellement complété par TMS-EEG.

4. On doit peut-être réviser nos endpoints intermédiaires : la physiologie corticospinale n’est pas le biomarqueur le plus pertinent pour l’analgésie.

Conclusion : “ne plus stimuler le cortex moteur” mais mieux stimuler le cortex précentral

Le terme “stimulation du cortex moteur” a eu une vertu : il a permis de standardiser des pratiques et d’accumuler des données.
Mais il devient peut-être un obstacle conceptuel : il nous fait peut être chercher la bonne cible dans la mauvaise logique.

La proposition portée par Lefaucheur en 2025 est intéressante :

• Le précentral contient des régions non motrices cruciales,

• la douleur pourrait être modulée via ces réseaux non moteurs,

On l’enjeu, à terme, est de mieux stimuler ces réseaux plutôt que la zone moteur. L’avenir nous dira (grâce à des essais cliniques comparatifs, espérons le) quelle méthode est la plus efficace pour soulager nos patients.