Les personnes présentant un risque accru de démence en raison de la maladie d'Alzheimer peuvent avoir une altération des compétences en orientation spatiale. Les chercheurs de DZNE arrivent à cette conclusion sur la base d'une étude impliquant environ 100 personnes âgées qui ont été chargées de déterminer leur position dans un environnement virtuel. En cela, les participants ayant un «déclin cognitif subjectif» (SCD) – un facteur de risque de maladie d'Alzheimer – ont obtenu un moins bien que les membres du groupe témoin. En revanche, il n'y avait aucune différence significative dans les tests conventionnels de performance cognitive. Compte tenu de cela, les résultats de la recherche actuels, publiés dans la revue Avancées scientifiquespourrait ouvrir la voie à des méthodes de test plus sensibles. Les domaines d'application potentiels comprennent un diagnostic précoce de la maladie d'Alzheimer et des études médicamenteuses.
Le terme « déclin cognitif subjectif » (SCD) fait référence à la condition dans laquelle quelqu'un croit que sa mémoire se détériore, malgré les tests standard ne montrant aucune baisse des performances mentales.
Cette condition a fait l'objet de recherches au cours des dernières années, car les personnes atteintes de SCD sont connues comme étant un risque accru de développer la démence d'Alzheimer plus tard dans la vie. Il est donc raisonnable de supposer que SCD peut indiquer une étape préclinique d'Alzheimer. «
Le professeur Thomas Wolbers, chef de groupe de recherche sur le site de Magdeburg de DZNE et membre du Collaborative Research Center « Ressources neuronales de la cognition »
Sommaire
Nouvelle approche
Dans la présente étude, l'équipe dirigée par le neuroscientifique basé à Magdeburg a exploré une approche pour détecter les déficiences cognitives qui dépassent les méthodes de test conventionnelles. Des experts des États-Unis et de la République tchèque ont collaboré à cette recherche. Ensemble, ils ont évalué ce que l'on appelle l'intégration de chemin: cela fait référence à la capacité de déterminer la position et de naviguer dans l'espace en fonction de la conscience du corps et de la perception de son mouvement. « Pour cette tâche, nous, les humains, utilisons des circuits neuronaux spéciaux. Ils sont situés dans une zone du cerveau appelée cortex entorhinal. Par conséquent, dans un sens, nous portons une boussole dans nos têtes », explique Wolbers. La maladie d'Alzheimer affecte généralement cette zone dans ses premiers stades, même avant les symptômes de la démence se manifeste. « Cela nous fait boucler la boucle à notre étude actuelle. À ma connaissance, nos résultats sont les premiers à montrer que les SCD peuvent être associés à des problèmes d'orientation subtils. Nous espérons que cela jettera les bases de nouvelles méthodes de test qui peuvent détecter des effets très précoces de la maladie d'Alzheimer », explique Wolbers.
Un monde sans points de référence
L'étude comprenait 102 femmes et hommes plus âgés, âgés de 55 à 89 ans. Trente des participants avaient un SCD. Cependant, tous les sujets de l'étude ont été notés dans la plage normale des tests cognitifs conventionnels. Pour l'expérience réelle, ils portaient un casque de réalité virtuelle. Équipés de ceux-ci, ils ont traversé un réel espace tout en se déplaçant simultanément dans un environnement généré par ordinateur: ils ont vu une plaine infiniement vaste sans repère sous un ciel bleu. Cependant, la texture irrégulière du sol leur a permis de percevoir leurs mouvements à travers le paysage numérique. « Puisqu'il n'y avait pas de points de repère visuels dans ce monde virtuel, la seule façon de s'orienter soient avec l'aide du système de navigation du cerveau. C'est précisément la capacité que nous voulions tester », explique le Dr Vladislava Segen, premier auteur de la publication actuelle et membre du groupe de recherche de Wolbers.
Mettre la boussole du cerveau à l'épreuve
La tâche a commencé avec les participants à l'étude après une balle qui flottait près du sol tout en se déplaçant le long d'une trajectoire incurvée jusqu'à ce qu'elle s'arrête enfin. Une fois que les participants ont rattrapé le ballon, on leur a demandé de se tourner vers leur point de départ d'origine et de marquer sa position présumée. Pour ce faire, ils ont utilisé un pointeur virtuel qui pourrait fonctionner via un contrôleur de main. Les participants ont également été invités à s'aligner sur la direction à laquelle ils avaient été confrontés au début initial de leur chemin. « Cela nous a permis de tester dans quelle mesure les sujets de l'étude se souviendront de leur orientation initiale », explique Segen. Le ballon a ensuite plané à l'arrêt suivant, où les réponses devaient être répétées. Avec deux arrêts par course, la distance totale parcourue dans l'espace réel était d'environ six mètres, et chaque participant a effectué environ 70 essais. Cela a permis de collecter des données approfondies sur les mouvements des sujets de l'étude et dans la façon dont ils ont effectué avec précision leurs tâches d'orientation.
Moins précis avec SCD
« Certains ont trouvé ces tâches plus faciles que d'autres. Ils étaient certainement difficiles. En général, il y avait un effet clair lié à l'âge avec les individus les plus âgés montrant des erreurs plus importantes. Cela s'appliquait, que SCD existait ou non », explique Segen. « Cependant, lorsque vous comparez les groupes, il est devenu évident que les participants atteints de SCD ont permis de faire moins mal.
Des informations plus profondes avec la modélisation mathématique
Pour identifier plus en détail les causes de cette déficience, l'équipe de recherche a appliqué une modélisation mathématique complexe aux données collectées. « Le cerveau doit traiter diverses données pour déterminer la position. Un facteur s'est démarqué, avec son influence sur la précision de la position différant considérablement entre les deux groupes d'étude. « Pour déterminer votre position dans l'espace tout en vous déplaçant, vous devez constamment mettre à jour votre position dans votre esprit.
Implications cliniques et orientations futures
Le cortex entorhinal contient un type spécial de neurones appelés « cellules de grille ». Sur la base des informations sensorielles entrantes, ces cellules génèrent une sorte de système de coordonnées pour l'environnement dans lequel une personne se trouve actuellement. Des études d'autres groupes de recherche suggèrent que ces circuits neuronaux stockent une histoire des emplacements précédents et successifs en mémoire – similaires à la séquence d'images dans un flipbook. « Les preuves convergent que l'intégration du chemin est très sensible au dysfonctionnement des cellules de la grille et donc aux stades précliniques de la maladie d'Alzheimer », explique Thomas Wolbers. Ainsi, les chercheurs veulent développer davantage leur configuration expérimentale afin qu'elle puisse être utilisée dans les essais cliniques. « Je pense, par exemple, à tester de nouveaux médicaments. Lors de l'évaluation des effets de nouvelles substances actives, l'intégration de chemin pourrait compléter les évaluations existantes pour fournir une image globale plus détaillée », explique Wolbers. « À long terme, je vois également un potentiel d'utilisation dans la routine clinique, en particulier dans le diagnostic précoce de la maladie d'Alzheimer. Cependant, cette technique doit d'abord être testée et simplifiée. De plus, nous avons l'intention de relier nos résultats aux biomarqueurs pour la maladie d'Alzheimer dérivée de notre sang ou de la neurogénation céréalière.
