Les chercheurs ont développé un test non invasif pour détecter le risque de maladie d’Alzheimer, en se concentrant sur le traitement cognitif des distractions. Le test, utilisant un paradigme de Stroop, indique que les personnes à haut risque de développer la maladie d’Alzheimer traitent différemment les distractions, offrant ainsi une nouvelle approche pour la détection précoce et la compréhension de la maladie. Crédit : Issues.fr.com
Un nouveau test comportemental non invasif réalisé par des chercheurs de Caltech permet de détecter précocement Alzheimer risque en analysant la manière dont les individus traitent les distractions, offrant ainsi une avancée décisive dans la gestion précoce des maladies.
La maladie d’Alzheimer est une maladie neurodégénérative qui altère la capacité d’une personne à penser, à se souvenir et à accomplir des fonctions de base. Selon le Instituts nationaux de la santé, la maladie d’Alzheimer touche plus de 6 millions d’Américains, pour la plupart âgés de 65 ans et plus. Bien que les dommages neurologiques causés par la maladie soient irréversibles, leur progression peut être ralentie par des interventions précoces telles que des programmes d’exercice et de nutrition. Ainsi, un dépistage précoce du risque de maladie d’Alzheimer peut s’avérer essentiel pour aider les personnes à gérer et à planifier leurs symptômes.
Défis de la détection précoce
Cependant, avant l’apparition des symptômes physiques de la maladie d’Alzheimer, la principale méthode pour mesurer le risque d’un individu de développer la maladie consiste à mesurer les niveaux de certaines protéines dans le liquide céphalo-rachidien (des niveaux plus élevés indiquent un risque plus élevé). Ce test est invasif, douloureux et coûteux.
Percée dans les tests comportementaux
Une équipe de Caltech et des Huntington Medical Research Institutes mène actuellement un projet visant à développer un test comportemental simple pour détecter le risque d’Alzheimer d’une personne, aussi non invasif que la résolution d’un casse-tête sur ordinateur. En 2022, l’équipe a développé un test comportemental dont les résultats étaient en corrélation précise avec les mesures du liquide céphalo-rachidien.
Une autre démonstration gif d’un essai typique. « Prêt » signale le début du procès. Les participants sont invités à nommer la couleur d’un mot souligné, ou à nommer le mot lui-même s’il n’est pas souligné. Chaque essai contient deux mots, et une amorce ultra-rapide masquée par le bruit est présentée avant le deuxième mot. Le « masquage » est l’un des moyens utilisés par les chercheurs pour rendre les choses « invisibles » : les symboles dénués de sens occupent le même emplacement que le mot « invisible » et clignotent juste avant et après le mot. Le cerveau se concentre sur le stimulus bruyant et brillant et ne traite inconsciemment que le mot caché. Crédit : Avec l’aimable autorisation de S. Hung
Aujourd’hui, l’équipe a utilisé le test pour en savoir plus sur la capacité des personnes à haut risque à prêter attention et à se concentrer. Le travail, décrit dans un article publié dans la revue GéroScience, suggère que les individus à haut risque utilisent leur attention pour traiter, plutôt que de supprimer, les stimuli distrayants. La recherche a été menée dans le laboratoire Caltech de Shinsuke Shimojo, professeur Gertrude Baltimore de psychologie expérimentale. Shimojo est membre du corps professoral affilié à l’Institut de neurosciences Tianqiao et Chrissy Chen de Caltech.
La nouvelle approche de test
« Tous les chercheurs dans le domaine rêvaient de proposer un paradigme psychologique très sensible pour détecter de subtils pré-symptômes chez les personnes âgées à haut risque », explique Shimojo. « Cependant, c’était presque impossible parce que ces personnes âgées à haut risque sont pas diagnostiqué avec les tests standards officiels actuels. Notre succès est dû à deux nouveaux rebondissements : premièrement, un traitement cognitif implicite qui nécessite de l’attention. Et deuxièmement, l’hypothèse selon laquelle la limitation cognitive ne se révélerait que sous une charge de travail élevée.
Dans le test, un participant effectue une tâche dite de Stroop Paradigm. Il s’agit d’un casse-tête courant dans lequel on montre à une personne un mot (le mot est le nom d’une couleur) affiché sur un écran d’ordinateur sous forme de texte coloré. Cependant, le mot lui-même ne correspond pas nécessairement à la couleur dans laquelle il est affiché. Par exemple, le mot « ROUGE » pourrait être affiché dans la couleur verte. À chaque itération de la tâche, le participant est invité à nommer soit la couleur du mot, soit le mot lui-même. Par rapport à nommer le mot lui-même, nommer la couleur du texte est considéré comme un « effort important » – c’est plus difficile qu’il n’y paraît. (Vous pouvez l’essayer vous-même ci-dessous.)
Que dit ce mot ? De quelle couleur est ce mot ? Est-il plus facile de lire le mot, ou de dire sa couleur ? Crédit : S. Hung
Mais les chercheurs ont également ajouté une touche supplémentaire pour rendre la tâche un peu plus difficile. Juste avant que la cible réelle ne soit affichée, un mot (blanc sur fond blanc et « masqué » par plusieurs symboles dénués de sens) clignote rapidement sur l’écran, si rapidement qu’un participant ne peut pas le détecter consciemment. (Voir la vidéo à droite du texte pour un exemple.)
Le mot blanc – techniquement appelé « distraction implicite » – est destiné à distraire inconsciemment le participant. En plus de la collecte consciente et intentionnelle d’informations, connue sous le nom de « cognition explicite », notre cerveau a la capacité de traiter les informations sensorielles sans en avoir conscience. C’est ce qu’on appelle la « cognition implicite ».
Résultats et implications de l’étude
L’étude a porté sur 36 personnes âgées en moyenne de 75 ans et en bonne santé cognitive. Chacun a subi une myriade de tests liés au risque d’Alzheimer : imagerie par résonance magnétique (IRM) du cerveau, séquençage du génome et mesures invasives du liquide céphalo-rachidien susmentionnées. À partir de ces marqueurs biologiques, les individus pourraient être classés comme présentant un risque élevé ou faible.
Dans l’étude de 2022, l’équipe a découvert que les personnes présentant un risque élevé de développer la maladie d’Alzheimer (tel que mesuré par leurs niveaux de liquide céphalo-rachidien) ralentissaient d’environ 5 % avec la présence du distraction implicite dans des conditions d’effort élevé. Cette interférence implicite n’a pas été constatée chez les individus à faible risque. Ces résultats suggèrent que la cognition implicite peut être altérée des années avant l’apparition des symptômes classiques de la maladie d’Alzheimer.
Un diagramme du test, décomposé en images fixes. Crédit : S. Hung
La nouvelle étude s’est concentrée sur la compréhension comment les individus utilisaient leur attention pendant le test. Considérez l’attention comme une sorte de monnaie, une ressource limitée que votre cerveau peut dépenser. Nous avons tous constaté que notre attention était distraite d’une tâche spécifique. Peut-être que les notifications de votre téléphone ou une pièce bruyante détournent votre attention de la lecture de cet article en ce moment. L’équipe visait à déterminer si la population à haut risque porte son attention sur processus le mot distrayant au lieu de supprimer la distraction et de la bloquer.
« Votre cerveau percevra inconsciemment le mot distrayant, que vous ayez un risque élevé ou faible de développer la maladie d’Alzheimer », explique Shao-Min (Sean) Hung, ancien chercheur postdoctoral du groupe Shimojo, actuellement professeur adjoint à l’Université Waseda au Japon et au co-premier auteur de l’étude. « Mais nous voulions étudier ce que fait ensuite votre cerveau ? Utilisez-vous vos efforts pour supprimer la distraction ou utilisez-vous vos efforts pour traiter le distraction ? Les personnes en bonne santé présentant un faible risque de déficience cognitive devraient être capables de supprimer la distraction.
Pour examiner cela, l’équipe a demandé aux mêmes volontaires d’accomplir la tâche deux fois, à deux semaines d’intervalle. L’idée est que pratique réduit la charge mentale de la tâche et vous permet d’avoir plus d’attention disponible. Par exemple, si vous êtes un joueur de football expérimenté, vous pourrez peut-être facilement dribbler un ballon tout en utilisant une partie de votre attention pour traiter d’autres éléments de votre environnement. Mais si vous débutez dans le football, vous devez faire preuve de beaucoup d’attention et de concentration pour dribbler correctement le ballon. La pratique libère l’attention de votre cerveau pour qu’elle puisse l’utiliser ailleurs.
Les chercheurs ont découvert qu’après avoir pratiqué la tâche, les individus à faible risque utilisent leur attention supplémentaire pour réprimer le mot distrayant et sont donc moins distraits. Au contraire, les individus à haut risque consacrent leur attention particulière à processus le mot distrayant : absorber des informations inutiles qui les détournent de la tâche à accomplir et entraînent une plus grande interférence avec leur performance. Ces distractions n’ont pas conduit à une performance globale significativement moins bonne, mais la distraction était évidente, dans la mesure où les individus à haut risque qui avaient un effet d’entraînement (plus rapide dans la deuxième tâche) ralentissaient encore plus avec la présence du mot distrayant.
« Ces résultats suggèrent qu’il existe un lien étroit entre la cognition implicite et l’attention, et que les changements dans la cognition implicite dans la population à haut risque pourraient refléter un changement très précoce dans la façon dont l’attention est utilisée », explique Hung.
Sara Adams (BS ’21), technicienne-assistante de recherche de Caltech, est co-premier auteur avec Hung. Outre Hung, Adams et Shimojo, les autres co-auteurs sont Cathleen Molloy et Xianghong Arakaki des Huntington Medical Research Institutes et Daw-An Wu, scientifique principal de Caltech (PhD ’06). Le financement a été fourni par la bourse postdoctorale James Boswell, une bourse postdoctorale divisionnaire de biologie et de génie biologique de Caltech et par l’alignement de la recherche sur la conscience avec les mécanismes de financement américains de la Templeton World Charity Foundation, de la Whittier Foundation et des National Institutes of Health.
