Entraînement au neurofeedback pour les personnes âgées

Arrière-plan:

Les symptômes subcliniques de dépression et d'anxiété sont courants chez les personnes âgées, certaines estimations indiquant que ces symptômes sont présents chez 10 à 52 % des personnes âgées vivant dans la communauté. Certaines études ont montré que les personnes âgées souffrant de dépression et d'anxiété subcliniques sont plus susceptibles que celles présentant de faibles niveaux de symptômes pertinents de recevoir un diagnostic de troubles affectifs et de troubles cognitifs légers ou de démence plus tard dans la vie. Ainsi, les interventions auprès des personnes âgées présentant des symptômes subcliniques élevés de dépression et d'anxiété sont cruciales pour prévenir les troubles affectifs et la démence tard dans la vie. Lors d'expériences émotionnelles négatives, le cortex préfrontal (PFC) joue un rôle central dans la régulation négative de l'activité. Le dysfonctionnement du PFC peut provoquer différents symptômes d'humeur et d'anxiété.

L'entraînement au neurofeedback est une technique de neuroréhabilitation non pharmaceutique qui peut potentiellement améliorer la fonction préfrontale et améliorer la santé mentale et les fonctions cognitives. Cette technique utilise la rétroaction sensorielle pour apprendre aux individus à autoréguler des activités cérébrales spécifiques, dans le but d'induire une neuroplasticité et des améliorations fonctionnelles à long terme. Traditionnellement, la formation au neurofeedback a été menée à l'aide de l'EEG, et de nombreuses recherches ont appliqué ces interventions de formation pour le traitement de divers troubles psychiatriques. Ces dernières années, l'intérêt pour l'utilisation du fNIRS pour dispenser une formation en neurofeedback s'est accru. Le mécanisme sous-jacent d'un tel entraînement avec le fNIRS est différent de celui de l'entraînement avec l'EEG. Comparé à l'EEG, le fNIRS a une résolution temporelle plus faible mais une résolution spatiale plus élevée et est plus résistant aux artefacts de mouvement. De plus, une étude récente a montré que les patients souffrant de trouble d'anxiété sociale présentaient des symptômes d'anxiété réduits après l'entraînement au neurofeedback fNIRS.

Plan de recherche et méthodologie :

Conception : Ce projet proposé a été conçu conformément au consensus actuel sur le rapport et la conception expérimentale des études de neurofeedback cliniques et cognitivo-comportementales. Les participants seront répartis de manière aléatoire et égale dans l'un des trois groupes d'entraînement au neurofeedback : (1) simulation, (2) EEG et (3) fNIRS. Chaque participant effectuera une évaluation neurophysiologique (1) avant, (2) immédiatement après et (3) 1 mois après l'intervention.

Participants : 90 personnes âgées sans démence seront recrutées via des annonces à PolyU et des ONG. Les critères d'inclusion sont : (i) âge de 60 à 79 ans ; (ii) droitier tel qu'évalué à l'aide du formulaire abrégé de l'inventaire de la main droite d'Édimbourg ; (iii) un score modéré ou supérieur sur au moins une des sous-échelles de dépression et d'anxiété (mais pas nécessairement les deux) de la Depression Anxiety Stress Scale-21 (DASS-21); (iv) aucun antécédent de trouble neurologique ou psychiatrique ; (iv) aucun antécédent de traumatisme crânien nécessitant une hospitalisation ; (vi) ne pas utiliser actuellement de médicaments psychotropes ; (vii) capacité à lire le chinois traditionnel; (viii) vision normale ou corrigée à la normale ; et (ix) un score d'au moins 19 au Hong Kong Montreal Cognitive Assessment (HK-MoCA).

Les critères d'inclusion que nous avions prévu d'utiliser étaient basés sur ceux employés par les études de neurofeedback préfrontal dans les troubles de l'humeur ou anxieux. Classiquement, les participants sont sélectionnés en fonction d'un certain seuil de symptômes dépressifs ou anxieux, ni les dysfonctionnements cognitifs ni cérébraux ne constituent un critère d'inclusion. Néanmoins, étant donné que la variation des niveaux de fonctionnement cognitif et PFC peut affecter la réponse au traitement, les analyses ultérieures prendront en compte les niveaux de fonctionnement cognitif et PFC de base.

Procédures d'étude : Les participants potentiels seront d'abord soumis à une évaluation de sélection pour évaluer leur admissibilité. Les personnes éligibles seront invitées à PolyU pour évaluation et formation. La formation comprendra 10 sessions de 60 minutes réalisées en 4 semaines. Chaque séance comprendra un temps d'entraînement effectif de 25 min, pour un temps d'entraînement total de 250 min, conformément aux recommandations récentes. De plus, les participants entreprendront 3 tâches expérimentales sous enregistrement EEG-fNIRS simultané et rempliront plusieurs questionnaires à 3 moments, comme décrit dans la section « Évaluation neurophysiologique ». Plusieurs études ont démontré que l'entraînement à l'EEG, au fNIRS et au neurofeedback peut être appliqué aux personnes âgées de plus de 70 ans, et même aux personnes atteintes de démence. Par conséquent, nous nous attendons à ce que les personnes âgées qui subissent un dépistage de la démence par le HK-MoCA soient en mesure de suivre à la fois les protocoles d'évaluation et de formation.

Formation Neurofeedback : Pendant la formation, les participants seront invités à suivre les instructions sur un écran d'ordinateur. Ils effectueront cinq séries de tâches de formation. Chaque tour commence par une phase de repos de 30 s suivie de 4,5 min de phase d'autorégulation. Pendant la phase de repos, une croix de fixation apparaîtra à l'écran et les participants seront invités à rester assis et à se détendre. Pendant la période de régulation, les participants seront invités à faire passer le carré du blanc au noir (c'est-à-dire une récompense sociale intrinsèque) mais ne recevront pas de stratégies spécifiques. L'obscurité de la couleur représentera l'augmentation de l'asymétrie alpha frontale ou de l'asymétrie frontale de l'oxyhémoglobine (HbO). Les valeurs actuelles seront comparées à la ligne de base de pré-régulation de 20 s. Dans l'état fictif, les participants recevront un retour visuel basé sur des pré-enregistrements et/ou des enregistrements d'autres participants. Les participants subiront une période de repos de 3 minutes avant et après chaque séance d'entraînement pour suivre les changements dans l'activité cérébrale au repos pendant et entre les séances.

Lors de chaque session de formation, une casquette ajustée à la taille de la tête du participant sera utilisée pour monter les capteurs EEG et fNIRS. La configuration matérielle sera la même pour tous les groupes afin de s'assurer que le participant et l'expérimentateur sont aveuglés. Pour que l'EEG soit enregistré par l'amplificateur ANT eego rt8 (ANT Neuro, Hengelo, Pays-Bas), les électrodes seront placées à Fp1, F3, F4, Fz, Fpz, Cz, GND (terre), VEOG inférieur et sur les deux lobes d'oreille (références). Les données seront collectées à 2 048 Hz. Pour que le fNIRS soit enregistré par le système portable OctaMon + (Artinis Medical Systems, Gelderland, Pays-Bas), deux sources, chacune entourée de quatre détecteurs distants d'environ 3 cm, seront placées sur le cuir chevelu de telle sorte que les deux canaux proches de la fissure cérébrale de chaque côté des hémisphères sont entourés F3 et F4. Les données seront échantillonnées à 50 Hz. Selon le groupe d'entraînement, l'asymétrie frontale en termes de différence de puissance alpha (8-13 Hz) entre F3 et F4 et la variation moyenne de la concentration en HbO entre le PFC gauche et droit sera choisie comme objectif cible. Pour les deux groupes de formation réels, le streaming de données en temps réel sera effectué à l'aide de Lab Streaming Layer et d'OpenVibe conformément aux directives publiées.

Évaluation neurophysiologique : une évaluation neurophysiologique d'une heure et demie sera administrée à chacun des 3 points temporels (suivi avant, après et 1 mois) pour évaluer les effets de l'entraînement au neurofeedback. Les participants rempliront le DASS-21 (version chinoise) pour mesurer leurs symptômes dépressifs et anxieux au cours de la dernière semaine ; l'échelle d'anxiété et de dépression hospitalière (HADS ; version chinoise) pour mesurer leurs signes d'anxiété et de dépression au cours de la semaine précédente ; l'indice de qualité du sommeil de Pittsburgh pour mesurer la qualité de leur sommeil au cours du dernier mois ; l'échelle de satisfaction à l'égard de la vie (version chinoise) pour quantifier leur satisfaction générale à l'égard de la vie ; et Lawton Instrumental Activities of Daily Living Scale (IADL; version chinoise) pour évaluer les compétences de vie autonome. Les participants effectueront également trois tâches informatisées pour évaluer différentes composantes de la fonction cognitive frontale sous des mesures EEG-fNIRS simultanées, en utilisant la même configuration que l'entraînement au neurofeedback. Lors de la première visite, les participants rempliront également le HK-MoCA pour dépister la démence. Immédiatement après l'intervention, il leur sera demandé s'ils connaissent leur groupe de traitement pour vérifier la force de l'insu.

Chaque tâche d'évaluation (yeux ouverts, Emotional Stroop, n-back) proposée pour cette recherche comprendra une condition difficile et une condition facile. Le test des yeux ouverts est utilisé pour laisser la machine mesurer la ligne de base d'activation lorsque les participants ouvrent les yeux. Il demande aux participants de garder les yeux ouverts pendant 3 minutes. La tâche Emotional Stroop est utilisée pour évaluer le contrôle inhibiteur. Les participants voient des photos de différentes émotions avec des noms d'émotions chinois traditionnels sans rapport. On leur demande de nommer les photos par émotion. Cela demande aux participants d'inhiber leurs émotions dirigées par les mots et de réagir au contenu de la photo. Les différences de précision et de temps de réaction moyen (RT) et les changements dans la concentration préfrontale de HbO et la puissance thêta entre les deux conditions seront les variables dépendantes. La tâche n-back est utilisée pour évaluer la mémoire de travail. Au cours de la tâche, les participants voient une séquence de chiffres et sont invités à juger en appuyant sur un bouton si le chiffre qu'ils voient est zéro (0-retour ; facile) ou le même que le chiffre qu'ils ont vu deux essais auparavant (2-retour ; difficile ). Les différences de précision et de RT moyenne et les changements dans la concentration préfrontale de HbO et la puissance thêta entre les deux conditions seront les variables dépendantes.

Analyse des données : Dans ce projet, les principales mesures des résultats sont les mesures de l'humeur et de l'anxiété (c'est-à-dire les scores DASS-21 et HADS), et les mesures des résultats secondaires sont la performance des tâches et les mesures PFC, ainsi que d'autres mesures de la santé mentale. Les mesures des résultats seront analysées selon la liste de contrôle du CRED-nf. Modèles mixtes linéaires avec groupe (simulation, EEG, fNIRS), temps (ligne de base, post, suivi) et condition (facile, difficile) comme facteurs fixes ; et le sujet en tant que facteur aléatoire sera utilisé pour analyser les données comportementales, fNIRS et EEG. Nous nous attendons à ce que les participants aux deux vrais groupes d'entraînement au neurofeedback démontrent des améliorations significatives de la santé mentale, de la fonction cognitive et de la fonction du lobe frontal lors des évaluations post et de suivi par rapport aux participants du groupe fictif. De plus, nous évaluerons les différences dans les changements pré-post de la santé mentale et des fonctions cognitives entre les deux groupes d'entraînement réels. De plus, nous examinerons la corrélation entre les niveaux de fonctionnement cognitif et PFC de base et les changements pré-post dans les scores DASS-21 pour élucider les différences individuelles dans la réponse au traitement pour chaque groupe de neurofeedback.