Pupillométrie VR dans les troubles cognitifs

Les performances cognitives déclinent généralement avec l'âge et s'accompagnent habituellement de déficits attentionnels et mnésiques. Bien que de tels changements puissent être compatibles avec un vieillissement normal, ils peuvent également refléter des troubles affectifs ou des stades précoces de maladies neurodégénératives (par exemple, la maladie d'Alzheimer ; MA). En pratique clinique, les tests neurocognitifs sont couramment utilisés pour distinguer les changements liés à l'âge du déclin pathologique. Comme ces tests quantifient les performances comportementales, ils sont plus aptes à détecter le déclin cognitif une fois que des déficits mesurables se manifestent. Cependant, leur sensibilité aux changements subtils, qui peuvent précéder les symptômes cliniques évidents de plusieurs années, est limitée. Nous proposons donc une approche diagnostique simple basée sur des mesures de dilatation pupillaire qui pourrait permettre une détection plus précoce et une surveillance longitudinale, favorisant potentiellement des interventions plus précoces.

La pupillométrie fournit un indice non invasif de la dynamique pupillaire liée aux systèmes d'éveil pertinents pour la cognition, y compris le système locus coeruleus-noradrénergique (LC-NA). L'activité LC-NA est couplée à la dilatation pupillaire via des voies autonomes, et ce couplage a été démontré dans des études animales et humaines. Étant donné ses projections étendues, le système LC-NA est impliqué dans des conditions psychiatriques et neurologiques par son rôle dans la régulation de l'éveil, la réponse au stress, l'attention et la mémoire. La pupillométrie dans la maladie d'Alzheimer a souvent été examinée à l'aide de paradigmes de réflexe pupillaire à la lumière. Cependant, les mesures simples de flash lumineux peuvent être moins informatives dans les déficiences de stade précoce car les réponses pupillaires varient avec l'état cognitif et les exigences de la tâche et ne fournissent pas une lecture uniforme et indépendante de la tâche de la fonction liée au LC. En conséquence, l'analyse des réponses pupillaires pendant et immédiatement après des tâches cognitives pourrait être mieux adaptée à la capture de dysfonctionnements subtils pertinents pour les processus prodromiques, les altérations du réflexe lumineux devenant potentiellement plus apparentes une fois l'atteinte établie. Dans des travaux antérieurs, nous avons observé que le diamètre pupillaire augmentait avec la charge de mémoire de travail pendant une tâche N-back. La plupart des participants ont montré l'augmentation attendue de la dilatation pupillaire avec la difficulté de la tâche, tandis qu'un sous-ensemble a présenté des réponses pupillaires atypiques prononcées malgré des différences minimes sur les mesures neurocognitives standard. S'appuyant sur ces principes, cette étude utilise une évaluation basée sur la réalité virtuelle (RV) pour examiner des adultes présentant des plaintes cognitives précoces et non spécifiques. En enregistrant systématiquement la dynamique pupillaire pendant et après des paradigmes cognitifs, nous visons à obtenir des lectures de la fonction du système LC-NA qui pourraient soutenir le diagnostic différentiel entre des conditions avec des présentations cliniques qui se chevauchent (par exemple, les troubles cognitifs liés à la dépression vs. la démence précoce).

À chaque visite, les participants sont équipés d'un casque de RV par le personnel formé de l'étude et réalisent des évaluations en RV avec un suivi oculaire simultané et un enregistrement des performances comportementales. Les évaluations sont réalisées au départ (T0) et répétées après 3 mois (T1) et 6 mois (T2). À chaque visite, les réponses pupillaires et les performances à la tâche sont enregistrées pendant un paradigme de réflexe pupillaire à la lumière, un bloc de fixation au repos, une tâche de mémoire de travail (N-back) et une tâche de récompense. Les participants complètent également des tests neuropsychologiques de routine, incluant l'Évaluation Cognitive de Montréal (MoCA) et la batterie CERAD comprenant la fluidité sémantique, le Boston Naming Test, le Mini-Mental State Examination (MMSE), l'apprentissage de listes de mots, le rappel différé de listes de mots, la reconnaissance de listes de mots, la copie de figures, le rappel différé de figures, la fluidité phonémique et le Trail Making Test. Des évaluations supplémentaires incluent l'échelle des Activités de la Vie Quotidienne de Bayer (Bayer-ADL) et l'Échelle de Dépression Gériatrique (GDS), ainsi que des questionnaires évaluant les troubles cognitifs subjectifs (FLei) et l'adversité infantile (CTQ). Les données sociodémographiques sont enregistrées, incluant l'âge, le sexe, l'éducation (années de scolarité) et la profession. Le sang est prélevé pour des mesures de laboratoire de routine et des analyses de biomarqueurs sanguins (incluant la tau phosphorylée 217), et les données cliniques des soins de routine sont liées lorsque disponibles. Dans certains cas, des biomarqueurs du liquide céphalo-rachidien provenant d'évaluations cliniques de routine sont disponibles et liés, incluant les marqueurs de pathologie de la MA (mesures de l'amyloïde-β et de la tau).

Les mesures pupillométriques et comportementales seront comparées entre les cohortes et évaluées longitudinalement au cours des visites de suivi. Les mesures seront également mises en relation avec l'évaluation neuropsychologique de routine, ainsi qu'avec les biomarqueurs cliniques disponibles (mesures du liquide céphalo-rachidien pour l'amyloïde-β et la tau, biomarqueurs sanguins et séquences de neuroimagerie anatomique). Nos observations antérieures suggèrent que la dilatation pupillaire est proportionnelle à la charge cognitive et que les réponses pupillaires évoquées par la tâche peuvent différer, même lorsque les mesures neurocognitives standard ne montrent que des différences subtiles. Nous émettons l'hypothèse que les modèles de réponse pupillaire évoquée par la tâche différeront entre les cohortes et pourraient être sensibles aux changements au fil du temps.