La fonction des mouvements oculaires capturée via une tablette électronique informe sur la cognition et la gravité de la maladie de Parkinson
L’étude du système oculomoteur offre une fenêtre unique pour évaluer la santé et le fonctionnement du cerveau dans diverses populations cliniques. Bien que l’utilisation de paramètres oculomoteurs détaillés dans la recherche clinique ait été limitée en raison de l’évolutivité de l’équipement requis, le développement de nouvelles technologies basées sur des tablettes a créé des opportunités pour un suivi oculaire rapide, simple, rentable et fiable. Il a déjà été démontré que les mesures oculomotrices capturées via une technologie mobile sur tablette permettent de distinguer de manière fiable les patients atteints de la maladie de Parkinson (MP) et les témoins sains. Ici, nous étudions plus en détail l'utilisation de mesures oculomotrices issues du suivi oculaire sur tablette pour informer sur diverses capacités cognitives et la gravité de la maladie chez les patients parkinsoniens. Lorsqu'ils sont combinés à l'aide d'une régression partielle des moindres carrés, les paramètres oculomoteurs extraits peuvent expliquer jusqu'à 71 % de la variance des résultats des tests cognitifs (par exemple, Trail Making Test). De plus, en utilisant une analyse des caractéristiques de fonctionnement du récepteur (ROC), nous montrons que les paramètres de suivi oculaire peuvent être utilisés dans un classificateur de vecteurs de support pour distinguer les individus atteints de MP légère de ceux présentant une MP modérée (sur la base des scores seuils UPDRS) avec une précision de 90%. Pris ensemble, nos résultats mettent en évidence l’utilité potentielle de la technologie basée sur les tablettes mobiles pour faire évoluer rapidement l’utilisation et l’utilité du suivi oculaire dans les contextes de recherche et cliniques en informant sur le stade de la maladie et les résultats cognitifs.
Introduction
On sait depuis longtemps que les troubles neurodégénératifs produisent une grande variété d’altérations oculomotrices résultant d’une détérioration de la santé cérébrale. Beaucoup d'entre eux ont déjà été décrits dans la maladie de Parkinson (MP) et incluent, sans s'y limiter, une latence accrue des pro-saccades 1 , la présence de pro-saccades en plusieurs étapes 2 , 3 , une augmentation des intrusions saccadiques pendant la fixation 4 et une augmentation des erreurs anti-saccades taux 1 , 5 . Bien que principalement appelée trouble neurodégénératif moteur, la MP est un trouble multisystémique qui entraîne plusieurs problèmes non moteurs, notamment un dysfonctionnement cognitif, la démence et la dépression, qui contribuent grandement au fardeau global de la maladie 6 .
Le dysfonctionnement cognitif est l’un des plus fréquents – jusqu’à six fois plus fréquent chez les personnes atteintes de MP que dans la population en bonne santé7 . –et les symptômes non moteurs débilitants de la MP, car ils affectent de manière significative la qualité de vie du patient 8 . Même si l’on croyait traditionnellement que le dysfonctionnement cognitif n’apparaît qu’aux stades ultérieurs de la maladie de Parkinson, des données récentes suggèrent que des déficits cognitifs légers à modérés sont souvent présents au cours des premiers stades de la maladie, survenant chez jusqu’à 35 % des personnes atteintes d’un dysfonctionnement cognitif à un stade précoce. PD9 . En fait, l'apparition du déclin cognitif semble être très imprévisible chez les personnes atteintes de la maladie de Parkinson, pouvant survenir quelques années ou décennies après le diagnostic, tout comme au moment ou même avant le diagnostic de la maladie de Parkinson 10 .
Le diagnostic précis des troubles cognitifs chez les personnes atteintes de MP est important pour la prise en charge clinique et la recherche, y compris la sélection des essais. Bien que le dépistage de la fonction cognitive chez les patients atteints de MP ne soit pas effectué régulièrement, il a été avancé qu'il devrait faire partie des soins cliniques de routine 11 . L'évaluation cognitive de Montréal (MoCA) est l'instrument de dépistage cognitif le plus fréquemment utilisé dans la recherche sur la MP et dans la pratique clinique, et le seuil optimal de 23/24 a une sensibilité de 0,41 et une spécificité de 0,82, avec 68 % de diagnostics corrects de PD-MCI 12 . Les principaux inconvénients d'une telle approche de dépistage cognitif sont les informations limitées glanées sur le profil cognitif détaillé et la fiabilité réduite par rapport à une évaluation neuropsychologique complète. Cependant, la réalisation d’une évaluation neuropsychologique complète prend généralement trop de temps pour faire partie des normes de soins de la pratique clinique. Déduire la capacité cognitive à partir de l’analyse des paramètres oculomoteurs montre un grand potentiel et une grande promesse pour combler cet écart.
En effet, un nombre croissant de preuves suggèrent que les données de suivi oculaire peuvent servir de marqueur viable de la cognition et des déficiences cognitives 13 , 14 . Plus précisément, il a été démontré que plusieurs paramètres oculomoteurs mesurés chez les personnes atteintes de MP sont en corrélation avec des mesures de la cognition générale telles que le Mini-Mental Status Exam (MMSE) 15 , 16. ou le MoCA 17 , 18 . Plus récemment, dans une étude portant sur des personnes atteintes de sclérose en plaques, nous avons montré que plusieurs paramètres oculomoteurs, pris conjointement, pouvaient expliquer une grande proportion de la variance des résultats aux tests cognitifs 19 .
Malgré la promesse de l’analyse oculomotrice en tant que marqueur potentiel de la cognition et de la gravité de la maladie, celle-ci n’était auparavant ni pratique ni évolutive compte tenu des coûts et des limites opérationnelles de l’équipement requis, tel que les caméras infrarouges de suivi oculaire. Ces limitations ont constitué des obstacles importants à l’adoption de l’oculométrie dans la pratique clinique. Pour combler cette lacune technologique critique, un nouvel outil de suivi du regard a été récemment développé et ne nécessite que la caméra intégrée d'un iPad Pro (Eye-Tracking Neurological Assessment (ETNA™) ; Innodem Neurosciences). Cette approche permet la quantification précise de plusieurs paramètres de mouvement oculaire avec une précision comparable à celle des dispositifs de suivi oculaire infrarouge de qualité recherche, tels que la latence, la vitesse, la précision des saccades et la présence d'intrusions saccadiques pendant la fixation. Grâce à cette nouvelle technologie, nous avons récemment reproduit des séries de résultats oculomoteurs bien connus chez les deux individus atteints de SEP 19 et PD 20 , cette dernière étude s'étant principalement concentrée sur la distinction des individus atteints de MP des témoins sains sur la base de paramètres de mouvements oculaires enregistrés. L'objectif principal du présent article était de déterminer dans quelle mesure les paramètres oculomoteurs extraits par cet outil mobile de suivi oculaire pourraient servir de marqueurs viables du stade (ou de la gravité) de la maladie à l'aide des outils standards de stadification clinique de la MP, et de la cognition chez les individus atteints de maladie de Parkinson. PD. Pour répondre à la question de la cognition, nous avons évalué quatre des domaines cognitifs décrits dans les lignes directrices du groupe de travail de la Movement Disorder Society 21. – en utilisant un test cognitif par domaine cognitif : MoCA (cognitif global), Trail Making Test (attention et mémoire de travail), Controlled Oral Word Association Test (COWAT) de fluidité verbale (fonction exécutive), Hopkins Verbal Learning Test (HVLT ; mémoire) . Les paramètres oculomoteurs ont été mesurés au cours de 5 tests visuels généralement utilisés pour révéler des anomalies du mouvement oculaire dans diverses populations de patients tels que PD 1 , 4 , 5 , 17 : tâche de fixation, tâche pro-saccade, tâche anti-saccade, tâche de poursuite en douceur et tâche de nystagmus optocinétique.
Dans une première étape préliminaire, nous avons étudié les corrélations entre chaque mesure de résultat cognitif/moteur d'intérêt et tous les paramètres individuels du mouvement oculaire. Nous avons émis l'hypothèse, sur la base de la littérature connue, que plusieurs de ces corrélations seraient de force modérée (0,3 < r < 0,5), en particulier pour les paramètres pro et anti-saccade. Dans une étape ultérieure, nous avons utilisé des approches de régression des moindres carrés partiels (PLS) pour déterminer l'étendue de la variance des scores cliniques qui pourrait être expliquée à l'aide des caractéristiques des mouvements oculaires et avons émis l'hypothèse que, même si des proportions significatives de la variance des scores des tests cognitifs pouvaient être expliquées, que ces proportions ne seraient pas aussi élevées que celles observées sur les scores de l'échelle motrice clinique, comme nous l'avons déjà montré sur un échantillon de patients atteints de SEP 19 . Enfin, nous avons développé un classificateur de vecteurs de support pour distinguer les individus atteints de MP légère de ceux atteints de MP modérée (sur la base des scores seuils UPDRS). Compte tenu de la forte relation connue entre plusieurs paramètres oculomoteurs et les scores UPDRS et de nos propres données publiées précédemment 20 , nous avons émis l'hypothèse que nous devrions être en mesure de distinguer les deux sous-groupes de patients parkinsoniens avec un haut niveau de précision. L'objectif général de l'étude est de produire des preuves que les paramètres oculomoteurs collectés avec une nouvelle technologie basée sur des comprimés peuvent aider à l'évaluation clinique et à la prise en charge des patients parkinsoniens en informant sur la gravité de la maladie et les capacités cognitives.