La plupart des gens qui portent des lunettes de réalité virtuelle (VR) cherchent le plaisir d'être immergé dans un monde fictif. Mais certains les enfilent pour une expérience entièrement différente: pour aider les chercheurs à identifier les plus à risque de développer la maladie d'Alzheimer.
Nous savons que la détection précoce de la maladie d'Alzheimer et d'autres démences peut avoir un impact significatif sur la qualité de vie des personnes touchées, par le déploiement de changements de style de vie et de médicaments qui peuvent ralentir la progression de la maladie. Cependant, le diagnostic doit être fait en collectant des biomarqueurs coûteux et invasifs et nécessite donc une indication suffisante de déficience fonctionnelle. «
Manu Madhav, neuroscientifique, Université de la Colombie-Britannique
Cela laisse une opportunité pour des évaluations comportementales et cognitives non invasives qui peuvent donner aux cliniciens un autre outil pour un diagnostic précoce – et c'est là que la réalité virtuelle entre en jeu.
Comme cela sera présenté aujourd'hui lors de la conférence annuelle de la Cognitive Neuroscience Society (SNC) à Boston, dans le Mass. Leur travail se construit sur des recherches antérieures sur le rôle de la mémoire spatiale dans la maladie d'Alzheimer, mais prend les tâches 2-D traditionnelles et les transforme en expériences immersives 3D de haute technologie. De nouvelles données consistent à trouver des différences importantes liées à l'âge et à la maladie dans la façon dont les individus peuvent naviguer et localiser des objets dans un espace VR, dans certains cas reliant les déficiences cognitives pour accumuler les protéines d'Alzheimer dans le cerveau.
Exploration de la mémoire spatiale et de la navigation
Environ 1 personne sur 13 âgés de 65 à 84 ans développera la maladie d'Alzheimer, selon l'Institut national du vieillissement, et ce nombre devrait augmenter à mesure que l'espérance de vie augmente. Mais pour le neuroscientifique cognitif Tammy Tran, étudier la mémoire et la maladie d'Alzheimer, c'est bien plus que les statistiques. Comme tant de gens, elle a eu des proches qui développent des troubles de la mémoire, et après avoir lu l'homme qui a confondu sa femme à l'adolescence.
« La mémoire épisodique est tellement fascinante pour moi parce que vos expériences et vos souvenirs vous façonnent et vous définissent comme un individu », explique Tran de l'Université de Stanford, qui préside un symposium sur la réalité virtuelle et la mémoire lors de la réunion du SCN. « Que se passe-t-il lorsque vous oubliez et perdez ces expériences? »
Tran présentera de nouveaux travaux pré-pressants, dirigés par Hadi Hosseini (Stanford), qui montre comment les évaluations de la mémoire basées sur VR peuvent être utilisées en combinaison avec des biomarqueurs biofluides d'Alzheimer pour prédire qui pourrait être à risque de développer la maladie. En travaillant avec des jeunes adultes, des personnes âgées cliniquement intactes et des patients souffrant de troubles cognitifs légers (souvent un précurseur d'Alzheimer), son équipe a demandé aux participants de se souvenir de l'emplacement de différents objets, comme une télécommande TV ou des lunettes, dans un salon VR. On leur a également demandé de recréer l'environnement du salon dans une tâche ultérieure.
« Nous avons constaté une diminution de la mémoire de localisation des objets, ainsi qu'une précision de précision de la mémoire de l'emplacement de l'objet, entre les jeunes adultes et les adultes plus âgés et les participants non altérés et ceux qui ont une déficience cognitive légère », dit-elle.
Pour mieux contextualiser ces évaluations, ils ont travaillé avec des neurologues pour collecter les biomarqueurs biofluides de la maladie d'Alzheimer, en particulier le plasma Aβ42 / Aβ40 et PTAU217 des participants aux adultes plus âgés. « Nous avons constaté que PTAU217 prédisait à la fois la mémoire d'emplacement des objets et les performances de précision de l'emplacement à travers notre échantillon », explique Tran. « Ces résultats indiquent que chez les personnes âgées cliniquement non altérées et les patients souffrant de troubles cognitifs légers, la présence de protéines d'Alzheimer a un impact significatif sur les performances de la mémoire. »
Ce travail est cohérent avec une recherche émergente qui indique que la présence des protéines d'Alzheimer a un impact de la fonction de mémoire de manière subtile mais détectable avant l'apparition de symptômes cliniques. Lier ces biomarqueurs de la maladie d'Alzheimer à la fonction cognitive en utilisant une réalité virtuelle immersive est quelque chose qui aurait été inimaginable même il y a 5 ans, dit Tran. C'est à cause de la recherche rendue possible par le financement du NIH, ainsi que du travail de plaidoyer d'organisations comme l'Association d'Alzheimer, qui a transformé le diagnostic de la maladie – passant de l'analyse des biomarqueurs post-mortem, à l'imagerie, puis au liquide céphalo-rachidien, aux biomarqueurs, à la collecte de protéines du plasma sanguin.
Le travail est également passionnant dans la façon dont il a transformé une technologie de divertissement à des fins cliniques. « Je travaille dans le domaine d'Alzheimer depuis environ 10 ans, et je n'ai jamais vu une telle excitation des participants lorsqu'ils font une expérience », explique Tran. « Pour beaucoup de gens, c'est leur première expérience avec la réalité virtuelle immersive, mais comme le mouvement est censé imiter la vie réelle, il leur est remarquablement facile de prendre un objet, de se promener dans la pièce et d'interagir avec le monde virtuel. »
L'utilisation innovante de la technologie VR dans les neurosciences cognitives est ce qui a attiré Manu Madhav à la recherche. Ingénieur et robotique par formation, il a été fasciné par les parallèles entre la façon dont les robots traitent et intégrent les informations sensorielles, et la façon dont le cerveau humain a évolué pour faire de même. Après avoir travaillé sur la navigation spatiale chez les rongeurs, il a eu l'occasion de collaborer avec un centre pour la maladie d'Alzheimer pour développer des méthodes VR pour mesurer les troubles de la navigation spatiale chez les patients d'Alzheimer.
« L'ingénierie VR pour être confortable et intuitive pour les participants plus âgés a été le plus grand défi », dit-il. « Nous avons réussi à trouver des améliorations petites mais significatives qui ont néanmoins permis de placer les participants plus âgés dans un environnement VR immersif pendant plus d'une heure avec un minimum de préoccupations de nausées ou de désorientation. » Ces systèmes VR intègrent des capteurs pour le suivi de la tête et des yeux, ainsi que des contrôleurs qui peuvent permettre une entrée riche et expressive.
Le travail de l'équipe de Madhav est maintenant au début de la phase, travaillant avec des adultes plus âgés en bonne santé et des jeunes adultes, mais s'est déjà révélé prometteur. Ils ont demandé aux participants de naviguer dans une série de couloirs dans un espace VR tout en gardant une trace de leur emplacement de départ et des emplacements des monuments périodiquement cachés.
« Nous avons constaté que les jeunes et les adultes en bonne santé diffèrent dans leurs capacités de navigation, préparant le terrain pour notre recrutement de participants atteints de la maladie d'Alzheimer précoce prévue cette année », explique-t-il. « Nous nous attendons à ce que la présence de différents niveaux de complexité entre les essais amplifie les différences entre les participants plus jeunes et plus âgés, et entre les participants plus âgés et ceux diagnostiqués avec la maladie d'Alzheimer précoce. »
Madhav considère la VR comme un outil passionnant non seulement pour comprendre et diagnostiquer la maladie d'Alzheimer, mais aussi pour explorer d'autres questions et troubles cognitifs. « L'augmentation récente et sans précédent de l'accessibilité aux systèmes VR devrait permettre aux laboratoires de neurosciences cognitives avec une expertise relativement moins inférieure à sauter dans l'espace et à tirer parti de la réalité virtuelle pour répondre aux questions cognitives complexes qui nécessitent une immersion et une rétroaction multimodale. »
