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Neuroscience

Paradigme Stroop à double tâche pour détecter les déficits cognitifs chez les patients de haut niveau victimes d’un AVC

Published: December 16, 2022 doi: 10.3791/63991
Automatic Translation
1,2, 3,4,5, 3,4,6, 3,4, 3,4, 3,4, 3,4, 3,4, 7, 3,4, 1, 8, 3,4,9, 10
1Department of Neurology and Psychology, the Fourth Clinical Medical College, Guangzhou University of Chinese Medicine, Shenzhen Traditional Chinese Medicine Hospital, 2Guangzhou University of Chinese Medicine, 3Department of Rehabilitation Medicine, The Fifth Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University, 4Department of Rehabilitation Medicine, Guangzhou Medical University, 5Key Laboratory of Biological Targeting Diagnosis, Therapy and Rehabilitation of Guangdong Higher Education Institutes, The Fifth Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University, 6School of Traditional Chinese Medicine, Jinan University, 7Health College of Guangdong Pharmaceutical University, 8Department of Clinical Medicine, Guangzhou Medical University, 9Department of Rehabilitation Medicine, Panzhihua Central Hospital, 10Department of Neurology and Psychology, the Second Affiliated Hospital of Guangzhou University of Chinese Medicine

Summary

Les échelles d’évaluation clinique ne sont pas suffisamment sensibles au dysfonctionnement cognitif chez les patients victimes d’un AVC de haut niveau. Le paradigme de la double tâche présente des avantages et un potentiel dans l’évaluation et l’entraînement cognitif du dysfonctionnement cognitif. L’étude propose ici un paradigme de Stroop à double tâche pour identifier le dysfonctionnement cognitif chez les patients victimes d’un AVC de haut niveau.

Abstract

Les échelles d’évaluation cognitive clinique générale ne sont pas suffisamment sensibles aux troubles cognitifs chez les patients ayant subi un AVC de haut niveau. L’évaluation à double tâche présente des avantages pour identifier les déficits cognitifs chez les patients victimes d’un AVC de haut niveau et a été progressivement appliquée à l’évaluation clinique et à l’entraînement cognitif. De plus, le paradigme de Stroop a une sensibilité et une spécificité plus élevées pour l’évaluation attentionnelle que les échelles d’évaluation cognitive clinique conventionnelles. Par conséquent, cette étude présente l’évaluation à double tâche basée sur le paradigme de Stroop pour identifier les déficits cognitifs chez les patients de haut niveau ayant subi un AVC. Cette étude démontre une évaluation à une ou deux tâches basée sur le paradigme de Stroop et confirme sa faisabilité par des expériences de cas et une évaluation synchronisée de spectroscopie fonctionnelle proche infrarouge. Le temps de réaction de Stroop et le taux correct sont utilisés comme principaux indicateurs pour évaluer le niveau cognitif des sujets. Ce protocole d’étude vise à fournir de nouvelles idées pour comprendre l’effet de plafond dans l’échec de l’évaluation clinique générale chez les patients de haut niveau de fonctionnement d’un AVC.

Introduction

L’AVC est la principale cause d’invalidité chez l’homme1 et peut causer divers degrés de déficits moteurs, cognitifs, émotionnels et autres déficits fonctionnels2. Certains patients victimes d’un AVC avec un meilleur pronostic et seulement de légères déficiences fonctionnelles montrent une plus grande autonomie fonctionnelle dans les activités quotidiennes, mais l’état fonctionnel de leur incapacité peut ne pas être suffisant pour soutenir leur retour au travail ou leurs activités antérieures. Ces patients sont appelés patients ayant subi un AVC de haut niveau 3,4. En raison de leurs déficits fonctionnels mineurs, il est difficile d’identifier leurs dysfonctionnements, notamment en termes de fonctions cognitives, par l’évaluation générale des échelles fonctionnelles, telles que l’évaluation cognitive de Montréal (MoCA)5 et la cote clinique de démence (CDR)6, qui ont un effet de plafond et une faible sensibilité pour identifier les défauts fonctionnels légers chez les patients de haut niveau ayant subi un AVC. Par conséquent, il est nécessaire de développer des méthodes objectives et simples pour identifier le dysfonctionnement cognitif chez les patients de haut niveau victimes d’un AVC.

Au cours des dernières années, les avantages du paradigme de la double tâche dans l’évaluation et la formation se sont progressivement appréciés 7,8. Par exemple, les patients peuvent effectuer normalement des tâches cognitives simples (par exemple, le calcul), mais montrer divers degrés de déclin cognitif lorsque des tâches supplémentaires sont ajoutées 9,10 (par exemple, marcher en comptant). Manaf et al. ont constaté que les patients victimes d’un AVC utilisent souvent des stratégies compensatoires lorsqu’ils effectuent des tâches cognitives et motrices doubles, telles que le maintien de la stabilité en sacrifiant la performance des tâches cognitives11. Par conséquent, l’évaluation à double tâche peut présenter des avantages dans l’identification des déficits cognitifs chez les patients victimes d’un AVC de haut niveau. D’une part, le contenu de l’évaluation à double tâche est plus proche de la vie quotidienne qu’une seule tâche, comme marcher en observant l’environnement environnant ou parler et appeler. Dans des études antérieures, la tâche marche + dénomination et la tâche marche + franchissement d’obstacles ont été conçues pour simuler la marche dans des environnements réels12.

D’autre part, la capacité exécutive dans les tâches doubles a une relation étroite avec l’attention partagée (appartenant à la catégorie de la fonction cognitive avancée)13. L’attention partagée est la capacité de gérer plusieurs tâches simultanément et d’allouer de l’attention à deux tâches ouplus 14. Cette compétence cognitive est d’une grande importance pour améliorer l’efficacité des activités quotidiennes. Par conséquent, les résultats de l’évaluation à deux tâches peuvent être utilisés pour refléter l’attention partagée de l’individu. Normalement, les gens peuvent faire face à deux ou plusieurs tâches simples simultanément dans leur vie quotidienne et ne sont pas dérangés. Cependant, lorsque la fonction cérébrale est altérée, il peut y avoir plus d’interférences à double tâche lorsqu’il est confronté à des tâches doubles simples; c’est-à-dire que lors de l’exécution de tâches doubles, la réduction de l’attention divisée peut être susceptible de nuire à l’exécution d’une ou deux tâches15. Il est conclu que l’exécution à double tâche est plus susceptible d’être en mesure de détecter une déficience de la fonction cognitive avancée chez les patients victimes d’un AVC de haut niveau.

Le paradigme de Stroop est un paradigme expérimental classique pour étudier l’effet Stroop (également connu sous le nom d’effet de conflit)16, qui a été largement utilisé dans l’évaluation de l’attention dans les tests de fonction cognitive, en particulier dans le domaine de l’inhibition de l’attention17. L’effet Stroop classique fait référence au fait qu’il est difficile pour les individus de répondre rapidement et avec précision aux stimuli non dominants en raison de l’interférence de la réponse dominante. Il en résulte un temps de réponse plus long et une précision de réponse plus faible pour les stimuli non dominants. La différence de temps de réaction ou de taux de précision entre les réactions dominantes et non dominantes est l’effet Stroop18. Par conséquent, le Stroop nécessite des niveaux élevés d’attention19. Les effets de Stroop plus petits représentent une inhibition attentionnelle plus élevée, tandis que les effets de Stroop plus importants représentent une diminution de l’inhibition attentionnelle18.

Le paradigme de Stroop peut être plus approprié pour évaluer le dysfonctionnement cognitif chez les patients victimes d’un AVC de haut niveau et présente une sensibilité et une spécificité plus élevées pour l’évaluation de l’attention que l’échelle d’évaluation clinique traditionnelle20. Par conséquent, cette étude a conçu une évaluation à double tâche basée sur le paradigme de Stroop pour identifier les déficits cognitifs chez les patients de haut niveau ayant subi un AVC. Le protocole comprend également une évaluation clinique de la fonction cognitive, de la fonction motrice des membres inférieurs et de la fonction d’équilibre chez les patients victimes d’un AVC afin de s’assurer que les patients peuvent compléter l’évaluation à double tâche. La spectroscopie fonctionnelle dans le proche infrarouge (fNIRS) a été utilisée comme outil d’évaluation objective de la fonction cérébrale pour détecter l’activation de la fonction cérébrale chez les patients de haut niveau victimes d’un AVC dans le cadre de la double tâche. L’efficacité et la faisabilité du schéma d’évaluation à double tâche basé sur le paradigme de Stroop ont été vérifiées du point de vue de la neuroimagerie, qui apporte de nouveaux aspects à la pratique clinique.

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Protocol

Ce projet a été approuvé par l’Association d’éthique médicale du cinquième hôpital affilié de l’Université médicale de Guangzhou (No. KY01-2020-08-06) et a été enregistré au Centre d’enregistrement des essais cliniques de Chine (No. ChiCTR2000036514). Le consentement éclairé a été obtenu des patients pour l’utilisation de leurs données dans cette étude.

1. Recrutement

  1. Recruter des patients victimes d’un AVC avec des conditions stables, comme confirmé par l’examen d’imagerie-diagnostic conforme aux critères diagnostiques des maladies cérébrovasculaires de la branche de neurologie de l’Association médicale chinoise (2005). Choisissez les patients ayant subi un AVC au stade IV21 de Brunnstrom.
  2. S’assurer que les patients peuvent effectuer les activités quotidiennes de base de manière autonome. Assurez-vous que les patients ne présentent aucune déficience cognitive évidente et répondent aux exigences suivantes: MoCA dans la plage normale; pas de négligence unilatérale (test d’Albert, nombre d’omissions ≤2)22; aucune autre maladie neurologique, comme les défauts de langage; et peut coopérer avec les instructions pertinentes pour mener à bien cette étude.
  3. Assurez-vous que les sujets participent volontairement au test et signez un formulaire de consentement éclairé.

2. Évaluation clinique

  1. Consignez les renseignements du sujet, y compris son nom, son sexe, sa date de naissance, son niveau d’éducation, son indice de masse corporelle, ses antécédents médicaux et ses antécédents médicaux.
  2. Effectuer une évaluation de la fonction cognitive.
    1. Effectuez MoCA23 sur des patients victimes d’un AVC en posant 11 questions portant sur l’attention et la concentration, la fonction exécutive, la mémoire, le langage, les compétences en structure visuelle, la pensée abstraite, l’informatique et l’orientation des sujets.
    2. Le score total du MoCA est de 30, ce qui est lié au niveau d’éducation. Si le sujet a pris moins de 12 ans d’éducation, ajoutez un point au score total du MoCA. Considérez un score de 26 et plus comme la normale23.
    3. Effectuer un CDR24 sur les patients victimes d’un AVC. Recueillir de l’information au cours d’entrevues structurées avec des patients victimes d’un AVC et leurs familles et évaluer les capacités des sujets sous six aspects : mémoire, orientation, jugement et résolution de problèmes, travail et interaction sociale, vie familiale et passe-temps personnel, et vie autonome.
    4. Le score le plus élevé possible est de 3. Évaluez les scores obtenus comme suit : le score total = 0 indique l’absence de démence; le score total = 0,5 indique une démence soupçonnée; Le score total = 1 indique une déficience cognitive légère; le score total = 2 indique une déficience cognitive modérée; et le score total = 3 indique une déficience cognitive grave24.
    5. Effectuer le test d’Albert pour détecter la présence de négligence spatiale unilatérale (USN) chez les patients victimes d’un AVC. Demandez au sujet de rayer toutes les lignes placées dans des orientations aléatoires sur une feuille de papier.
    6. Présentez au sujet une série de 40 lignes noires, chacune d’environ 2 cm de long, orientées au hasard sur une feuille de papier blanc de 11 po x 8,6 po sur six rangées. Évaluer la présence ou l’absence d’USN, en fonction du nombre de lignes non franchies de chaque côté de la feuille de test. Si des lignes ne sont pas franchies et que plus de 70% de ces lignes non croisées sont du même côté que le déficit moteur, cela indique une négligence spatiale unilatérale.
  3. Effectuer une évaluation de la fonction motrice.
    1. Effectuer l’évaluation Fugl-Meyer (FMA) sur les patients victimes d’un AVC afin d’évaluer la fonction motrice, la sensation, l’équilibre, l’amplitude des mouvements articulaires et les douleurs articulaires chez les patients atteints d’hémiplégie post-AVC. Le domaine moteur comprend des éléments évaluant le mouvement, la coordination et les actions réflexes de l’épaule, du coude, de l’avant-bras, du poignet, de la main, de la hanche, du genou et de la cheville.
    2. Le score de la fonction motrice varie de 0 (hémiplégie) à 100 points (performance motrice normale), divisé en 66 points pour les membres supérieurs et 34 points pour les membres inférieurs. Évaluez le score comme suit : 0-49 points indiquent une déficience motrice sévère; 50 à 84 points indiquent une déficience motrice marquée; 85 à 95 points indiquent une déficience motrice modérée; et 96-99 points indiquent une légère déficience motrice.
  4. Effectuer une évaluation de la fonction d’équilibre.
    1. Effectuez l’échelle d’équilibre de Berg (BBS)27 sur le patient victime d’un AVC, avec un total de 14 éléments allant de facile à difficile, y compris l’équilibre assis, l’équilibre debout, le transfert du corps, le virage et la position debout sur une jambe.
    2. Évalue les scores comme suit : le score le plus élevé sur l’échelle est de 56; Un score total de <40 points suggère un risque de chute; 0-20 points marqués indique une mauvaise fonction d’équilibre et qu’un fauteuil roulant est nécessaire; 21-40 points marqués suggèrent que le sujet a une certaine fonction d’équilibre et a besoin de marcher avec de l’aide; 41-56 points marqués suggèrent une bonne fonction d’équilibre et que le sujet peut marcher indépendamment28.
  5. Effectuer une évaluation du risque de chute.
    1. Effectuer le test chronométré et aller (TUGT)29 sur des patients victimes d’un AVC. Demandez au sujet de se lever de la chaise, de marcher sur 3 m, de tourner son corps, puis de revenir et de s’asseoir sur la chaise à une vitesse confortable pour assurer sa sécurité. Parallèlement, demandez à l’évaluateur de chronométrer tout le processus, de l’émission de l’ordre de départ à la séance dans le fauteuil.
    2. Évaluer le résultat obtenu comme suit : si le temps total pour que le sujet complète le TUGT ≥14 s, cela indique que le sujet a le risque de tomber29.

3. Évaluations des tâches Stroop

  1. Effectuer l’évaluation de la tâche unique Stroop (tâche Stroop uniquement ; Graphique 1).
    1. Demandez au patient de s’asseoir dans une chaise stable.
    2. Exécutez le logiciel commercial de présentation de stimulus et sélectionnez les essais de test de congruence. Créez un nouveau profil pour le patient. Sélectionnez les essais de congruence de la tâche de Stroop et répétez trois essais.
      1. Réaliser le paradigme expérimental suivant. Concevoir l’expérience avec un temps de repos du patient de 10 s, puis demander au patient d’effectuer un test cognitif avec une fréquence de 6 s pour un total de trois essais, chaque essai ayant un stimulus de 60 s + 60 s de repos.
      2. Fixer la durée totale de l’expérience à 370 s (le processus spécifique est illustré à la figure 1). Au repos, demandez au patient de se détendre. Lorsque l’expérience est au stade de la stimulation, demandez au patient d’effectuer le test lié à l’attention, terminez la tâche en 6 s et complétez-la 10x en 60 s.
    3. Demandez aux patients de suivre les instructions pour les deux essais décrits ci-dessous.
      1. Sélectionnez les essais de test de congruence. Cliquez sur le bouton fléché à gauche (←) dès que possible lorsqu’il Equation 1 est affiché à gauche du carré. Cliquez sur le bouton fléché à droite (→) dès que possible lorsqu’il Equation 2 est affiché à droite du carré.
      2. Sélectionnez les essais de test d’incongruence, qui partagent la même étape que les essais de test de congruence. Cliquez sur le bouton fléché à gauche (←) dès que possible lorsqu’il Equation 2 est affiché à gauche du carré, en ignorant la signification du caractère et en vous concentrant sur sa position.
      3. Cliquez sur le bouton fléché à droite (→) dès que possible, lorsque Equation 1 s’affiche à droite du carré, en ignorant la signification du caractère et en se concentrant sur sa position. Terminez la tâche, enregistrez les données et exportez-les vers une base de données auto-créée.
  2. Effectuez l’évaluation de la double tâche Stroop (tâche Stroop + contrôle de la balance).
    1. Demandez au patient de s’asseoir sur une balle d’équilibre avec le thérapeute responsable de la protection du patient. Laissez le patient compléter le paradigme expérimental de Stroop avec les étapes mentionnées ci-dessus (étapes 3.1.1.-3.1.5.).
      1. Lorsque l’expérience est en phase de repos, demandez au patient de garder l’équilibre et de se détendre autant que possible sur la balle d’équilibre. Lorsque l’expérience est en état de stimulation, demandez au patient d’effectuer le test lié à l’attention tout en maintenant l’équilibre sur la balle d’équilibre autant que possible.

4. Évaluation du SRNI

  1. Placez 10 sources lumineuses et 12 récepteurs sur le capuchon de test fNIRS pour correspondre aux quatre régions d’intérêt (ROI) de cette étude, qui comprennent le cortex préfrontal gauche (LPFC), le cortex préfrontal droit (RPFC), le cortex promoteur gauche (LPMC) et le cortex promoteur droit (RPMC).
  2. Préparation du sujet
    1. Informer les sujets du but expérimental et observer les patients.
    2. Assurez-vous du site Cz au sommet du capuchon d’essai, le quatrième point du front au lobe occipital sur la ligne médiane du capuchon complet. Assurez-vous que le point médian de la connexion se situe entre la racine nasale et le bord inférieur de la protubérance occipitale, le point d’intersection de la connexion de la racine nasale à la protubérance occipitale ou la connexion entre la fosse auriculaire supérieure des deux oreilles (cymba conchae).
    3. Placez le capuchon sur la tête du sujet et ajustez la position du capuchon de sorte que le point Cz sur la tête du sujet coïncide avec le point Cz sur le capuchon. Serrez la cravate des deux côtés du capuchon et laissez les oreilles du sujet percer l’espace; L’avant du capuchon est naturellement attaché au front et le dos est naturellement attaché à l’occiput.
  3. Acquisition et pré-acquisition
    1. Ouvrez le logiciel, sélectionnez le sujet expérimental et entrez les informations de base des patients. Réglez la fréquence d’échantillonnage sur 11 Hz.
    2. Cliquez sur le bouton Pré-acquisition pour démarrer la pré-acquisition et calibrer le signal de test. En fonction de l’intensité du signal de chaque point affiché par la spectroscopie proche infrarouge fonctionnelle, ajustez les points de signal faibles en déplaçant le capuchon ou en exposant davantage le cuir chevelu. Lorsque l’intensité du signal de chaque point collecté par le capuchon tend à être stable, arrêtez la précollecte et cliquez sur le bouton de gain automatique. Cliquez sur le bouton Démarrer pour collecter le signal.
      REMARQUE: Assurez-vous de la qualité du signal lors de l’acquisition et de la pré-acquisition comme suit. La courbe du signal d’intensité lumineuse d’origine doit être stable, accompagnée d’une fluctuation du signal de pulsation de 1 à 2 Hz, et la valeur doit atteindre le seuil raisonnable fixé par l’équipement. L’intensité du signal peut être indiquée par la couleur, où l’intensité d’un signal d’affichage gris est faible, le jaune est bon, le vert est excellent et le rouge est trop fort.
  4. Effectuez une évaluation de tâche unique Stroop synchronisée avec fNIRS. Ensuite, effectuez une évaluation Stroop à double tâche synchronisée avec fNIRS.

5. Traitement et analyse des données

  1. Traiter les informations générales et les données d’évaluation clinique des patients.
  2. Analysez les données dans le proche infrarouge à l’aide du progiciel NirSpark dans MATLAB.
    1. Effectuer la pré-procession des données.
      1. Cliquez sur le bouton Exclure pour éliminer l’intervalle de temps sans rapport avec l’expérience. Cliquez sur le bouton Motion pour éliminer les artefacts de mouvement causés par des activités physiologiques telles que la respiration, le rythme cardiaque, le pouls, etc., et des activités involontaires telles que cligner des yeux, avaler, etc., et convertir le signal d’intensité lumineuse en un signal de densité optique.
      2. Cliquez sur le bouton Filtre pour sélectionner le filtre passe-bande (0,01-0,2 Hz) afin de supprimer les bruits physiologiques et instrumentaux. Cliquez sur le bouton Hémo pour calculer les changements relatifs de l’oxyhémoglobine (HbO2) et de la désoxyhémoglobine (HbR) selon la loi de Beer-Lambert modifiée et convertir le signal de densité optique en signal de concentration d’oxygène dans le sang.
        NOTE: HbO 2 est plus sensible aux changements entre les conditions que l’HbR, de sorte que l’analyse ultérieure utilise uniquement les données HbO2 dans ce protocole d’étude.
    2. Bâtiment à modèle linéaire général (GLM)
      1. Choisissez HbO2 dans Hemo Type comme données d’analyse. Cliquez sur le bouton Spécification pour prendre quelques secondes comme unité de temps et sélectionnez le type HRF standard comme fonction de base. Ensuite, éliminez l’étape de repos pour établir la matrice de conception GLM et sélectionnez l’étape de stimulus dans la tâche en fonction de la conception expérimentale.
      2. Cliquez sur le bouton Estimation pour adapter la matrice de conception établie aux données collectées. Cliquez sur le bouton Afficher pour extraire la valeur β calculée.
        REMARQUE: GLM est une combinaison linéaire de signaux hémodynamiques observés (variable dépendante) sous forme de régressions intéressantes (variable de tâche), de covariables redondantes (telles que le bruit de surface mesuré dans des canaux à courte portée) et de termes d’erreur.
    3. Calculez la valeur β comme suit. Calculez les données expérimentales dans les ROI à l’aide du modèle de corrélation linéaire établi. Obtenir les paramètres GLM du canal requis et dériver la valeur β de l’activation cérébrale dans chaque condition expérimentale (c’est-à-dire le coefficient de poids dans le modèle linéaire) pour analyse.
  3. Exécutez le logiciel commercial de présentation de stimulus pour exporter les données de performance des tâches cognitives dans la tâche Stroop et obtenir la précision (ACC) et le temps de réaction (RT) pour l’analyse finale des données.

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Representative Results

Cette étude présente les résultats d’un patient de haut niveau ayant subi un AVC, un homme de 71 ans qui a souffert d’un AVC ischémique avec hémiplégie gauche il y a 2 ans. L’imagerie par résonance magnétique (IRM) a présenté un infarctus chronique bilatéral des noyaux gris centraux à la couronne rayonnante. Il était capable de marcher et de vivre de façon autonome dans la communauté, mais il n’était pas satisfait de son rétablissement cognitif. Cependant, les évaluations fonctionnelles se situaient toutes dans la plage normale : FMA = 100, BBS = 56/56, TUGT = 6, MoCA = 26/30, CDR = 0,5, test d’Albert = 0. De plus, nous avons également recruté une jeune femme en bonne santé comme témoin. Les informations sur les sujets sont présentées dans le tableau 1.

Les résultats de l’évaluation à tâche unique/double basée sur le paradigme de Stroop ont montré que, chez un patient victime d’un AVC de haut niveau effectuant le test de Stroop monotâche, le RT des essais de congruence était plus court que celui des essais d’incongruité, et l’ACC était comparable aux essais d’incongruence (RT Congruence = 547,62 ms, RTIncongruence = 565,07 ms ; Congruence ACC =Incongruence ACC = 100 %). Lors de la réalisation d’essais de congruence à deux tâches, la RT des patients ayant subi un AVC de haut niveau était supérieure à celle des jeunes sujets en bonne santé, et leur ACC était également relativement plus faible (AVC RT = 587,03 ms, santéRT = 363,07 ms ; AVC ACC = 93,33 %, santé ACC = 100 %), et la différence dans les essais d’incongruence était plus grande que dans les essais de congruence (AVC RT = 613,03 ms,santé RT = 384,67 ms ; AVCACC = 90 %,santé ACC = 100 %; Tableau 2).

Les résultats pour la fonction cérébrale ont montré que la valeur β des ROI chez le patient victime d’un AVC était inférieure à celle du jeune sujet en bonne santé au cours du processus d’exécution de tâches doubles (RDLPFC:AVC β = -0,006, βsanté = 0,1366; LDPFC :AVC β = −0,0196,β santé = 0,0976). Le reste des régions du cerveau est représenté à la figure 2 et à la figure 3.

Figure 1
Figure 1 : Le paradigme de Stroop mono/double tâche et la conception fNIRS. (A) Essais de congruence. (B) Essais d’incongruité. (C) Le diagramme chronologique du paradigme de Stroop à tâche unique/double. Abréviations : ms = milliseconde; s = seconde; Equation 1 = gauche; Equation 2 = droite. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 2
Figure 2 : Les valeurs β en ROI de l’effet Stroop à double tâche. Les valeurs β des ROI chez le patient victime d’un AVC étaient inférieures à celles du jeune sujet en bonne santé pendant le Stroop à double tâche. Abréviations : ROI = régions d’intérêt; RDLPFC = cortex préfrontal dorsolatéral droit; LDPFC = cortex préfrontal dorsolatéral gauche; RPMC = cortex promoteur droit; LPMC = cortex promoteur gauche; RSM1 = cortex sensori-moteur primaire droit 1; RPMC = cortex sensori-moteur primaire droit. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 3
Figure 3 : Concentration d’oxygène dans le sang dans les régions cérébrales du patient victime d’un AVC et d’un jeune sujet en bonne santé sous l’effet Stroop à double tâche. (A) Concentration d’oxygène dans le sang dans les régions du cerveau du patient victime d’un AVC sous l’effet Stroop à double tâche. (B) Concentration d’oxygène dans le sang dans les régions du cerveau du jeune sujet en bonne santé sous l’effet Stroop à double tâche. Les valeurs β sont indiquées par des barres de couleur. Les résultats de la fonction cérébrale ont montré que la valeur β des ROI chez le patient victime d’un AVC était inférieure à celle du jeune sujet en bonne santé lors de la double tâche. Abréviations : R-DLPFC = cortex préfrontal dorsolatéral droit; L-DLPFC = cortex préfrontal dorsolatéral gauche; R-PMC = cortex promoteur droit; L-PMC = cortex promoteur gauche; R-SMI = cortex sensori-moteur primaire droit; R-PMC = cortex sensori-moteur primaire droit. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Caractéristiques Sujet jeune en bonne santé Patient victime d’un AVC
Âge (année) 21 71
Genre femelle mâle
IMC (kg/m2) 22.27 23.81
Évaluation cognitive
Évaluation cognitive de Montréal (MoCA) 30/30 26/30
Cote clinique de démence (CDR) 0 0.5
Test d’Albert 0 0
Évaluation motrice et équilibrée
Scène Brunnstrom NT Étape V
Évaluation Fugl-Meyer (FMA) 100 100
Balance de Berg (BBS) 56/56 52/56
Test Timed Up and Go (TUGT) (s) 6 11
Abréviations : IMC, indice de masse corporelle; kg/m2, kilogramme par mètre carré; NT, non testable; , deuxième.

Tableau 1 : Informations de base et caractéristiques du jeune sujet en bonne santé et du patient victime d’un AVC.

Essais de congruence Essais d’essais d’incongruence
ACC RT(ms) ACC RT(ms)
le patient victime d’un AVC 93.33% 587.03 90% 613.03
Le jeune sujet en bonne santé 100% 363.07 100% 384.67
Abréviations : ACC, exactitude; RT, temps de réaction; ms, milliseconde.

Tableau 2 : L’ACC et la RT du jeune sujet en bonne santé et du patient victime d’un AVC dans la double tâche. Abréviations : ACC = exactitude; RT = temps de réaction; ms = milliseconde.

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Discussion

Dans notre étude, les résultats des échelles d’évaluation cognitive clinique de routine pour le patient de haut niveau de l’AVC n’ont montré aucun déficit cognitif significatif. Cependant, ces échelles d’évaluation pourraient montrer un effet de plafond et être moins sensibles pour identifier les déficits cognitifs légers des patients de haut niveau de l’AVC. Par conséquent, ce protocole a sélectionné l’ACC et la RT dans l’évaluation à double tâche basée sur le paradigme de Stroop comme indicateurs majeurs pour identifier les déficits cognitifs des patients victimes d’un AVC de haut niveau. Les résultats ont montré que, lorsque le patient victime d’un AVC de haut niveau effectuait le paradigme de Stroop à double tâche, sa RT était significativement plus longue que celle du jeune sujet en bonne santé, l’ACC était également relativement plus faible et la différence dans les essais d’incongruence était plus grande que celle des essais de congruence. En outre, l’étude a également utilisé fNIRS pour détecter l’étendue de l’activation cérébrale des sujets dans les régions cognitives pendant l’exécution de la tâche simple / double en temps réel afin de vérifier la faisabilité du schéma. Les données montrent que la valeur β des ROI du patient victime d’un AVC de haut niveau était inférieure à celle du sujet sain.

Ce protocole d’étude a conçu le paradigme de Stroop combiné avec le contrôle du mouvement et les modules d’échelle d’évaluation fonctionnelle motrice des échelles cliniques de routine, y compris la FMA, le BBS et le TUGT. Parmi eux, la FMA a été utilisée pour évaluer la fonction motrice des membres inférieurs des sujets, BBS a été utilisée pour évaluer la fonction d’équilibre et TUGT a été utilisée pour évaluer le risque de chute. Les résultats de l’évaluation se situaient tous dans la plage normale de la fonction motrice. Les résultats de l’évaluation des échelles cliniques de routine ont montré que le patient victime d’un AVC inclus dans l’étude était un patient victime d’un AVC de haut niveau. D’autre part, il s’est également assuré que le sujet inclus était capable de terminer la tâche motrice dans l’expérience. En outre, les modules de l’échelle d’évaluation du fonctionnement cognitif des échelles cliniques de routine comprenaient le MoCA, le CDR et le test d’Albert. Parmi eux, le MoCA et le CDR ont été utilisés pour évaluer le niveau de cognition, et le test d’Albert a été utilisé pour évaluer si le sujet souffrait de négligence spatiale unilatérale. Étant donné que les échelles d’évaluation du fonctionnement cognitif clinique sont semi-quantitatives et ont un effet de plafond et qu’il existe un manque de sensibilité dans l’évaluation des patients présentant un dysfonctionnement cognitif léger, ce qui entraîne certaines limites dans l’évaluation des échelles cliniques pour les patients victimes d’un AVC de haut niveau, une approche supérieure doit être trouvée pour résoudre ce problème. De plus, le protocole d’étude a utilisé l’ACC et le RT du paradigme de Stroop comme indicateurs objectifs pour améliorer la sensibilité des résultats de l’évaluation.

Selon les résultats représentatifs, lorsque le patient victime d’un AVC de haut niveau a exécuté le paradigme de Stroop à tâche unique, le RT des essais de congruence était plus court que celui des essais d’incongruité, et le CCA était comparable entre les deux essais. Au cours du paradigme de tâche unique, le patient victime d’un AVC de haut niveau a pu bien compléter le test de Stroop, ne montrant aucun déficit cognitif évident. Cependant, lorsque le patient victime d’un AVC de haut niveau a effectué le paradigme Stroop à double tâche, la RT était significativement plus élevée que celle du jeune sujet en bonne santé, et l’ACC du patient victime d’un AVC de haut niveau était inférieure. De plus, la différence dans l’essai d’incongruence était plus significative que dans l’essai d’essai de congruence. Au cours du paradigme à double tâche, le patient victime d’un AVC de haut niveau avait une capacité affaiblie à effectuer les deux tâches simultanément en raison de ses déficits cognitifs potentiels. Le patient utilise souvent des stratégies compensatoires (c’est-à-dire pour maintenir la stabilité en sacrifiant la performance des tâches cognitives), ce qui expose les déficits cognitifs en termes de performance relativement médiocre de la tâche. Dans les essais de test d’incongruité, la difficulté des tâches cognitives a augmenté, ce qui a rendu la différence de performance entre le patient victime d’un AVC de haut niveau et le jeune sujet en bonne santé plus importante et a plus facilement exposé les déficits cognitifs du patient victime d’un AVC de haut niveau. Par conséquent, cette étude propose une approche d’évaluation à double tâche basée sur le paradigme de Stroop pour identifier les déficits cognitifs chez les patients de haut niveau victimes d’un AVC.

En outre, l’étude a également utilisé la technique fNIRS pour vérifier la faisabilité de ce protocole. Dans une étude de cas, fNIRS a été utilisé pour surveiller l’activation cérébrale des sujets dans les régions cognitives en temps réel pendant les périodes de tâches simples / doubles, et six ROI des zones cognitives ont été sélectionnés pour calculer la valeur β30. Les résultats de l’étude de cas ont montré que la valeur β des ROI chez le patient victime d’un AVC était inférieure à celle du sujet sain. Dans le processus d’exécution de la double tâche, le sujet en bonne santé a utilisé les ressources cérébrales pour accomplir la tâche cognitive et la tâche motrice simultanément en activant plus de régions cérébrales; Lorsque le patient victime d’un AVC de haut niveau a effectué la double tâche, suffisamment de zones cérébrales n’étaient pas actives en raison de dommages partiels à la fonction cérébrale. Par conséquent, suffisamment de ressources cérébrales n’ont pas été générées pour répondre aux exigences de l’exécution des tâches cognitives et motrices en même temps, ce qui a rendu la performance inférieure à celle du sujet sain. Selon les résultats de la surveillance fNIRS, le degré d’activation cérébrale chez le patient de haut niveau AVC était en effet inférieur à celui du sujet sain, ce qui a confirmé la faisabilité de l’utilisation du paradigme Stroop à double tâche pour identifier les déficits cognitifs chez les patients de haut niveau de l’AVC.

Bien que le nombre de sujets inclus soit limité dans cette étude, une étude de cas antérieure de Zlatko Matjačić et al.31 a prouvé que l’entraînement à l’équilibre des perturbations à l’aide d’un robot peut être une méthode réalisable, et cette constatation illustre l’efficacité de l’étude de cas présentée ici. De plus, cette étude présente l’ensemble du processus de conception expérimentale et démontre la faisabilité de ce protocole à l’aide des résultats d’une étude de cas. Avant l’essai, les sujets doivent comprendre les règles et effectuer suffisamment les processus du test de Stroop. De plus, un à deux tests préalables doivent être effectués par les sujets avant l’expérience formelle pour progresser en douceur et améliorer la précision des données. En outre, la sécurité du patient victime d’un AVC de haut niveau doit être assurée tout le temps sur la balle d’équilibre pendant le paradigme Stroop à double tâche, il faut donc s’assurer qu’il y a un membre du personnel professionnel responsable de la sécurité des sujets.

Ce protocole présente certaines limites. Tout d’abord, cette étude vise à démontrer une méthode d’évaluation à double tâche qui peut identifier les déficits cognitifs chez les patients de haut niveau ayant subi un AVC. Les résultats représentatifs ne présentent que les résultats d’évaluation d’un sujet. Deuxièmement, ce protocole ne prend que la tâche cognitive équilibrée comme paradigme à double tâche et ne montre pas une variété de schémas d’évaluation à double tâche. D’autres études seront nécessaires pour compléter cela.

Cette étude propose le paradigme de Stroop à double tâche, qui pourrait être utilisé pour identifier les déficits cognitifs chez les patients de haut niveau ayant subi un AVC.

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Disclosures

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Acknowledgments

Cette étude a été financée par des subventions de la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine (n ° 81804004, 81902281), de la Fondation chinoise des sciences postdoctorales (n ° 2018M643207), du projet de la Commission municipale de la santé de Shenzhen (n ° SZBC2018005), du projet scientifique et technologique de Shenzhen (n ° JCYJ20160428174825490), du programme d’orientation générale de la santé municipale et de la planification familiale de Guangzhou (n ° 20211A010079, 20211A011106), de la Fondation de Guangzhou et de l’Université (n ° 202102010100), Fondation de l’Université médicale de Guangzhou (n ° PX-66221494), laboratoire clé des instituts d’enseignement supérieur du Guangdong [numéro de subvention: 2021KSYS009] et Département de l’éducation de la province du Guangdong [numéro de subvention: 2021ZDZX2063].

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Balance Ball Shanghai Fanglian Industrial Co, China PVC-KXZ-EVA01-2015 NA
E-Prime 3.0 Psychology softwares Tools commercial stimulus presentation software
fNIRS Hui Chuang, China NirSmart-500 NA

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Rétraction numéro 190 Stroop double tâche spectroscopie fonctionnelle dans le proche infrarouge
Paradigme Stroop à double tâche pour détecter les déficits cognitifs chez les patients de haut niveau victimes d’un AVC
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Lin, S., Lin, Q., Zhao, B., Jiang, Y., Zhuang, W., Chen, D., Zhang, Y., Chen, A., Zhang, Q., Zheng, Y., Wang, J., Xu, F., Qin, X., Cai, Y. Dual-Task Stroop Paradigm for Detecting Cognitive Deficits in High-Functioning Stroke Patients. J. Vis. Exp. (190), e63991, doi:10.3791/63991 (2022).

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