Comment peut-on impliquer les nTIC dans l’évaluation objective de l’apathie

How can ICTS provide new assessment methods for apathy

• Auteur / Autrice : Radia Zeghari
• Direction : Philippe Robert
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 07/12/2020
• Etablissement(s) : Université Côte d'Azur
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Nice ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université Côte d’Azur (2020-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Cognition Behaviour Technology (Nice)
• Jury : Président / Présidente : Vincent Camus
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Vincent Camus, Anne-Sophie Rigaud, Marco Lorenzi
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Vincent Camus, Anne-Sophie Rigaud

Mots clés

Mots clés contrôlés

Maladies neurologiques

Troubles de la cognition

Technologies de l'information et de la communication

Apathie

Mots clés libres

Apathie

Troubles neurocognitifs

Technologies de l'information et de la communication (TIC)

Phénotypage numérique

Apathy

Neurocognitive disorders

Information and Communication Technologies (ICT)

Digital Phenotyping

Résumé

L’apathie est un trouble neuropsychiatrique qui se caractérise par une réduction quantifiable et significative des comportements dirigés vers un but dans trois domaines : les cognitions/comportements, les émotions et les interactions sociales. Elle peut être présente dans les troubles neurocognitifs (TNC) tels que la maladie d’Alzheimer, psychiatriques (ex. schizophrénie, dépression, etc.) ou à la suite d’un trauma crânien. Les échelles d’évaluation de l’apathie sont l’unique méthode d’évaluation comme pour l’ensemble des troubles affectifs. Les échelles comportent un certain nombre de biais notamment au niveau de l’objectivité puisque le clinicien doit se baser sur les dires du patient hors de son contexte habituel. Or l’apathie est un facteur de risque de développer un TNC chez les sujets âgés et sa détection à des stades précoces est importante pour mettre en place une prise en charge. Les Technologies de l’Information et de la Communication (TIC) offrent la possibilité de développer de nouveaux outils d’évaluation notamment par le biais du phénotypage numérique ou digital phenotyping. Ce dernier consiste à extraire un profil ou une signature numérique à partir de données de mesures physiologiques et comportementales (appelés biomarqueurs numériques) enregistrées par des appareils employés par les individus au quotidien (smartphone ou tablette). Ces supports offrent la possibilité d’intégrer entre autres des questionnaires ou des tests cognitifs numérisés et de les associer aux données capteurs (ex. micro, caméra, cardiaque). Dans le cadre de ce travail de thèse, nous avons recensé les méthodes d’évaluation déjà existantes de l’apathie et exploré de nouvelles méthodes en employant les TIC. La première étude est centrée sur le développement d’une application évaluant les centres d’intérêts des patients par le biais d’un serious game (jeu ludique). Les résultats ont montré que les sujets apathiques avaient significativement moins de centres d’intérêts que les sujets non apathiques. Dans une seconde étude, nous avons exploré les marqueurs vocaux acoustiques à partir d’une tâche de discours émotionnel. Les résultats ont montré que les sujets apathiques avaient un discours significativement plus lent et ponctué de pauses comparativement aux non apathiques. D’autres paramètres, tels que la variation de la mélodie de la voix ou la qualité de la voix, étaient significativement différents entre les groupes. Enfin, dans la dernière étude, nous avons exploré les marqueurs faciaux impliqués dans l’apathie dans la même tâche que l’étude précédente. Nous avons pu extraire automatiquement l’intensité et la fréquence de 17 expressions faciales ou Action Units (AU). Les résultats ont montré que, globalement, plus les symptômes de réduction d’affect sont importants moins sont intenses les expressions faciales. En comparant les AUs un à un, les résultats sont différents en fonction de la valence de l’histoire (positive ou négative) et du sexe. Plusieurs AUs émotionnels et non émotionnels sont impliqués au niveau de la partie supérieure (ex. froncement des sourcils) et inférieure (ex. plissement des lèvres) du visage, certains sont également impliqués dans la dépression (le sourire). Ces études portent toutes les trois sur de nouvelles mesures et nécessitent des recherches supplémentaires avec de plus gros échantillons pour valider nos résultats. Elles devront impliquer également des méthodes d’évaluations différentes (auto-questionnaire, mesures physiologiques telles que les données d’électroencéphalogramme, imagerie cérébrale, conductance cutanée) afin de s’assurer que ces résultats sont spécifiques à l’apathie.

Apathy is one of the most common neuropsychiatric symptoms in neurocognitive disorders and can be characterized as a significant reduction of goal directed behaviors in three dimensions: Emotions, Cognitions/Behaviors and Social Interactions. Apathy is assessed during clinical interviews with clinical scales which induces biases in the assessment. Information and Communication Technologies (ICT) can provide new objective measures and new assessment methods such as digital phenotyping, which consists of extracting a digital signature from an individual’s digital and physiological measures (voice features, heart rate, electrodermal activity, etc.). These measures can be collected from sensors connected to an application on smartphones, for instance, that can also comprise cognitive tests and questionnaires. As part of this thesis work, we identified existing methods of assessment of apathy and explored new methods using ICT. The first section will define this disorder from a theoretical point of view. A first chapter will give a description of the clinical issues, the neural correlates and the processes involved, as well as the main current computational models of apathy. A second chapter will present technological advances in the assessment of apathy and digital biomarkers of apathy. Finally, the MoTap project will be described, which is the central project carried out with the aim of developing a multidimensional and multimodal assessment tool for apathy. In the second section, three studies will be presented followed by a general discussion. The first study explores the use of a serious game to assess loss of interest in apathy. Results showed that subjects suffering from apathy had significantly less interest in activities than non-apathetic subjects. In a second study, we explored how voice features can correlate to apathy symptoms and differentiate between apathetic and non-apathetic subjects. We asked subjects to recall emotional events (positive and negative) of their life and recorded them. We then extracted acoustic features using automatic speech analysis. Results showed that the more severe the apathy symptoms were, the less talkative were the subjects and the more monotonous was their voice. In the final study presented, we measured facial expressivity from the same sample as the previous study. We extracted automatically facial features, also called action units (AU). Results showed that overall, the more severe the affect symptoms were, the less intense was the facial expressivity. In the single AU comparison, results were different depending on gender and the task’s emotional valence (positive or negative). Several emotional and non-emotional AUs were linked to apathy in the upper region of the face (e.g. inner and outer brows movements) and lower region (e.g. lips part). These studies all aimed to explore new measures for apathy and need more validation with larger samples. Future studies should involve multiple types of assessment such as self-questionnaires and physiological measures, to ensure that the results are specific to apathy and no other confounding factors (cognitive decline, depression, stress etc.).