Caractérisation de la relation entre les paramètres du mouvement oculaire et les fonctions cognitives chez les patients atteints de la maladie de Parkinson non démente avec suivi oculaire
Summary
Ici, nous présentons un protocole pour étudier la relation entre les paramètres de mouvement d’oeil et les fonctions cognitives dans les patients non-déments de la maladie de Parkinson. L’expérience a utilisé un traqueur oculaire pour mesurer l’amplitude saccadienne et la durée de fixation dans une tâche de recherche visuelle. La corrélation avec la performance dans les tâches cognitives multi-domaines a été plus tard mesurée.
Abstract
L’affaiblissement cognitif est un phénomène commun dans la maladie de Parkinson qui a des implications sur le pronostic. Une mesure proxy simple, non invasive et objective de la fonction cognitive dans la maladie de Parkinson sera utile en détectant le déclin cognitif tôt. En tant que mesure physiologique, le paramètre de mouvement oculaire n’est pas confondu par les attributs et l’intelligence du sujet et peut fonctionner comme marqueur proxy s’il est en corrélation avec les fonctions cognitives. À cette fin, cette étude a exploré la relation entre les paramètres du mouvement oculaire et la performance dans les tests cognitifs dans de multiples domaines. Dans l’expérience, une tâche de recherche visuelle avec suivi des yeux a été mis en place, où les sujets ont été invités à chercher un nombre intégré dans un tableau d’alphabets dispersés au hasard sur un écran d’ordinateur. La différenciation entre le nombre et l’alphabet est une tâche surappris de telle sorte que l’effet de confusion de la capacité cognitive sur les paramètres du mouvement oculaire est minimisé. L’amplitude saccadienne moyenne et la durée de fixation ont été capturées et calculées au cours de la tâche de recherche visuelle. La batterie d’évaluation cognitive couvrait les domaines des fonctions frontales-exécutives, de l’attention, de la mémoire verbale et visuelle. On l’a constaté que la durée prolongée de fixation a été associée à la performance plus pauvre dans la fluidité verbale, la mémoire visuelle et verbale, permettant davantage d’exploration sur l’utilisation des paramètres de mouvement d’oeil comme marqueurs proxy pour la fonction cognitive dans la maladie de Parkinson Patients. Le paradigme expérimental s’est avéré très tolérable dans notre groupe de patients de maladie de Parkinson et pourrait être appliqué transdiagnostically à d’autres entités de la maladie pour des questions de recherche semblables.
Introduction
La maladie de Parkinson est classiquement un trouble moteur; pourtant, la maladie est également associée à des déficits cognitifs, et la progression dans la démence est commune1. La pathophysiologie de l’affaiblissement cognitif dans la maladie de Parkinson n’est pas bien comprise. On pense qu’il est lié au dépôt d’alpha-synucléine dans la zone corticale basée sur la mise en scène de Braak2. Il a également été proposé qu’un double syndrome de dégénérescence du système dopaminergique et cholinergique mène à différents déficits cognitifs avec implication pronostique3. D’autres recherches sont nécessaires pour élucider davantage les mécanismes exacts impliqués dans l’affaiblissement cognitif dans la maladie de Parkinson. Sur l’aspect clinique, la présence de troubles cognitifs a un impact significatif sur le pronostic4,5. L’évaluation de la fonction cognitive dans la pratique clinique est, par conséquent, essentielle. Cependant, une longue évaluation cognitive est limitée par les conditions mentales et motrices des patients. Par conséquent, une mesure non invasive et simple qui peut refléter le fardeau de la maladie sur la fonction cognitive est nécessaire.
Les anomalies de mouvement d’oeil sont des signes détectables largement décrits de la maladie de Parkinson de ses premiers stades6,pourtant la pathophysiologie est encore moins bien caractérisée que celle de l’affaiblissement cognitif. La génération du mouvement des yeux est par une transformation de l’entrée sensorielle visuelle, subservie par un réseau cortical et subcortical entrelacés, en signaux aux noyaux oculomoteurs dans le tronc cérébral pour l’effet7. La participation des pathologies de la maladie de Parkinson dans ces réseaux peut mener aux anomalies observables de mouvement d’oeil. Il y a, peut-être chevauchement des structures neuroanatomiques qui régissent le contrôle du mouvement d’oeil et de la fonction cognitive. En outre, il y a eu des études examinant la relation entre le mouvement saccadidique d’oeil et la fonction cognitive dans d’autres désordres neurodegenerative8. Pour de telles raisons, il est intéressant d’explorer l’utilisation des paramètres de mouvement oculaire comme marqueur proxy des fonctions cognitives dans la maladie de Parkinson. Une étude transversale9 a montré que l’amplitude saccadienne réduite et la durée de fixation plus longue étaient associées à la sévérité de l’affaiblissement cognitif global dans la maladie de Parkinson. Cependant, il y a un manque de données sur la corrélation entre les paramètres du mouvement oculaire et des domaines cognitifs spécifiques. L’importance et le besoin de mesurer des domaines cognitifs spécifiques, plutôt qu’un état cognitif général, est que le domaine cognitif individuel informe l’information pronostique différentielle dans la maladie de Parkinson3 et ils sont subservis par différents réseaux neuronaux. Le but de cette étude est d’explorer la relation spécifique entre les mesures du mouvement oculaire et les différentes fonctions cognitives. Il s’agit de la première étape pour établir une base sur laquelle le développement de biomarqueurs du déclin cognitif de la maladie de Parkinson à l’aide de la technologie de suivi des yeux pourrait être construit.
Le paradigme expérimental présenté est composé de 2 parties principales : l’évaluation cognitive et la tâche de suivi oculaire. La batterie d’évaluation cognitive englobait une gamme de fonctions cognitives, y compris l’attention et la mémoire de travail, la fonction exécutive, le langage, la mémoire verbale et la fonction visuospatiale. Le choix de ces 5 domaines cognitifs est basé sur les lignes directrices du Groupe de travail de la Société des troubles du mouvement pour la déficience cognitive légère dans la maladie de Parkinson10, et un ensemble de tests cognitifs disponibles localement ont été sélectionnés pour construire l’évaluation batterie. Dans une étude similaire précédente de suivi d’oeil sur la cognition de la maladie de Parkinson a mentionné9, l’auteur a extrait les paramètres de mouvement d’oeil tandis que les sujets étaient engagés dans des tâches cognitives visuelles, où les paramètres peuvent potentiellement être influencés par le capacité cognitive du sujet. Comme cette étude visait à évaluer la corrélation entre les paramètres du mouvement oculaire et les différents domaines cognitifs, l’effet de confusion potentiel des capacités cognitives sur les paramètres oculaires doit être abordé. À cet égard, une tâche de recherche visuelle, adaptée d’une autre étude de suivi oculaire sur la maladie d’Alzheimer11, a été utilisée pour capturer les paramètres de mouvement oculaire des sujets. Pendant la tâche, les sujets ont dû rechercher un seul numéro sur un écran d’ordinateur parmi plusieurs distrayants d’alphabet. Cette tâche susciterait l’utilisation alternative du mouvement saccadique d’oeil et de fixation visuelle, les anomalies dont sont décrites largement dans la maladie de Parkinson. L’identification et la différenciation du nombre et de l’alphabet sont une tâche surappris où la demande de fonctions cognitives n’est que minime et serait donc appropriée pour répondre à la question de recherche de cette étude. Un programme informatique a été élaboré en fonction des spécifications et de la conception, comme l’ont indiqué rsler et coll.11. dans leur étude originale à exécuter dans le logiciel intégré de notre eye tracker. Un algorithme interne de classification et d’analyse des données de suivi oculaire a également été développé pour cette étude.
Protocol
Representative Results
Discussion
Le protocole présenté ci-dessus a été conçu comme la première partie d’une étude longitudinale dans l’exploration de l’utilité clinique potentielle des paramètres de mouvement oculaire comme marqueurs de substitution pour les fonctions cognitives dans la maladie de Parkinson. Bien qu’il existe des études qui examinent des paradigmes plus classiques de suivi des yeux tels que saccade auto-entraînée, saccade réflexive, et anti-saccade25,26,<…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Les auteurs tenons à remercier le Dr Harvey Hung pour ses conseils sur le manuscrit.
Materials
| Computer | Intel | ||
| Computerized cognitive assessment tool | CANTAB | CANTAB Research Suite | Contains Pattern Recognition Memory, Spatial Span, and Stockings of Cambridge |
| Eye Movement Analyzer | Lab Viso Limited | https://github.com/lab-viso-limited/visual-search-analyzer | |
| Eye tracker | Tobii | Tx300 | 23 inch computer screen with resolution of 1920×1080, Sampling rate at 300Hz |
| Hong Kong List Leanrning Test | Department of Psychology, The Chinese University of Hong Kong | The Hong Kong List Learning Test (HKLLT) 2nd Edition | |
| Stroop test | Laboratory of Neuropsychology, The University of Hong Kong | Neuropsychological Measures: Normative Data for Chinese, Second Edition (Revised) | |
| Tobii Studio | Tobii | Tobii Studio version 3.2.2 | Computer programme for running the visual search task |
| Visual Search Task | Lab Viso Limited | https://www.labviso.com/#products |
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