Une vaste étude montre que les horloges d’apprentissage automatique basées sur la parole peuvent estimer l’âge chronologique et peuvent également ouvrir une fenêtre sur le vieillissement cérébral, le vieillissement biologique, la santé cognitive, la charge cumulative et la démence.
La nouvelle étude, juste publiée dans une revue internationale de premier plan Avancées scientifiques, souligne que les chercheurs ont développé une « horloge vocale » capable d’estimer l’âge chronologique d’une personne à partir de centaines de caractéristiques acoustiques et linguistiques de sa parole. La différence entre l’âge réel d’une personne et son âge prévu par la parole (appelée écart d’âge pour la parole) était également associée à de multiples marqueurs indépendants du vieillissement biologique, de la santé cérébrale, de la cognition, de l’adversité sociale et de la démence.
L’étude a analysé 2 928 participants hispanophones d’Argentine, du Chili, de Colombie, du Mexique et du Pérou, y compris des adultes en bonne santé et des personnes souffrant de troubles cognitifs légers, de la maladie d’Alzheimer et de différentes formes de démence frontotemporale. Plutôt que d’examiner une seule propriété de la voix, les chercheurs ont utilisé l’apprentissage automatique pour analyser des centaines de caractéristiques capturant la façon dont les gens parlent et ce qu’ils disent : en intégrant le débit de parole et les pauses, la hauteur, le contenu émotionnel, le vocabulaire, la précision sémantique, ainsi que la quantité et l’organisation de la production verbale. Les modèles d’apprentissage automatique ont combiné ces caractéristiques pour estimer l’âge chronologique et générer un écart d’âge individuel pour la parole.
Les personnes dont la parole semble plus âgée que prévu pour leur âge chronologique ont également montré des signes de vieillissement accéléré dans plusieurs systèmes biologiques et cliniques. L’écart d’âge pour la parole était associé à l’âge cérébral mesuré par neuroimagerie structurelle et fonctionnelle. Cela était également lié au vieillissement épigénétique, mesuré par trois horloges indépendantes de méthylation de l’ADN, qui estiment à quel point le corps apparaît biologiquement « vieux », en fonction des changements chimiques de l’ADN liés à l’âge.
De plus, une plus grande accélération de l’âge de la parole était associée à une cognition globale, une fonction exécutive, des capacités fonctionnelles et plusieurs formes de mémoire plus faibles. Il est important de noter que ces relations ne se limitaient pas aux tests de langue : l’âge de la parole était également lié aux performances sur des mesures cognitives non linguistiques.
L’horloge vocale différenciait également les individus en bonne santé des personnes atteintes de démence. Les participants en bonne santé présentaient les écarts d’âge pour la parole les plus faibles, tandis que des écarts de plus en plus grands étaient observés dans la maladie d’Alzheimer et les formes de démence frontotemporale. La mesure complète de l’âge de la parole distinguait mieux les groupes cliniques que les caractéristiques acoustiques ou linguistiques individuelles considérées séparément. Dans la maladie d’Alzheimer, il était associé à des taux plasmatiques plus élevés de p-tau217, l’un des biomarqueurs sanguins les plus importants de la pathologie d’Alzheimer. La même mesure dérivée de la parole a également suivi le fonctionnement cognitif et clinique.
La parole était également porteuse d’un signal social. Parmi les individus en bonne santé et les personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer et d’autres démences, le vieillissement accéléré de la parole était associé à une exposition sociale plus défavorable : une combinaison de facteurs tout au long de la vie tels que l’éducation, les conditions financières, l’insécurité alimentaire, l’accès aux soins de santé et les expériences au début de la vie.
« Notre voix semble contenir beaucoup plus d’informations sur le vieillissement que nous ne l’avions reconnu auparavant », a déclaré Agustin Ibanez, professeur en santé cérébrale au Global Brain Health Institute et à l’École de médecine du Trinity College de Dublin et auteur principal de l’étude.
« Il capture à la fois le passage du temps chronologique et les signaux provenant de la cognition, du cerveau, de la biologie systémique et même de notre environnement social accumulé. Cela soulève la possibilité que quelque chose d’aussi simple et accessible que les horloges vocales, peut-être combiné avec des biomarqueurs, pourrait éventuellement compléter des mesures du vieillissement beaucoup plus coûteuses. »
Quel est l’impact potentiel de cette recherche ?
Les implications potentielles sont considérables. De nombreuses mesures actuelles du vieillissement biologique nécessitent des scanners IRM, des échantillons de sang, des analyses moléculaires ou des évaluations cliniques spécialisées. En revanche, la parole peut être enregistrée à distance, de manière répétée, de manière non invasive et à très faible coût. Cela pourrait être particulièrement important dans les pays et les communautés où les technologies de diagnostic avancées sont difficiles d’accès.
Parce que l’étude a été menée dans cinq pays d’Amérique latine (une région historiquement sous-représentée dans la recherche sur la démence), elle fournit également la preuve que les biomarqueurs sophistiqués du vieillissement ne doivent pas nécessairement dépendre exclusivement de technologies coûteuses développées dans des contextes à ressources élevées.
Les chercheurs soulignent toutefois que l’horloge vocale ne constitue pas encore un test diagnostique de la démence. L’étude était principalement transversale, ce qui signifie qu’elle ne peut pas établir si un profil de parole d’apparence plus âgée prédit qui développera par la suite un déclin cognitif ou une démence. Des études longitudinales, une validation dans d’autres langues et cultures et des tests dans des contextes de parole plus naturalistes seront nécessaires avant la mise en œuvre clinique.
« La découverte plus large est néanmoins frappante dans la mesure où la voix d’une personne peut fournir une lecture remarquablement compacte des multiples dimensions du vieillissement », a ajouté le professeur Ibanez.
« De l’âge chronologique au vieillissement cérébral, en passant par le vieillissement épigénétique, la cognition, la pathologie liée à la maladie d’Alzheimer, les expositions sociales et les phénotypes de démence, les informations traditionnellement obtenues par des mesures très différentes et souvent coûteuses semblent converger, au moins en partie, dans notre manière de parler.
« Si elle est confirmée longitudinalement et à travers les populations, la parole pourrait finalement devenir l’un des outils les plus évolutifs pour surveiller le vieillissement sain et accéléré, transformant potentiellement un comportement humain quotidien en une fenêtre sur la biologie du vieillissement. »
