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La réalité virtuelle comme outil d’évaluation écologique du fonctionnement cognitif de la personne

La réalité virtuelle comme outil d’évaluation écologique du fonctionnement cognitif de la personne

Dr Pierre Nolin, psychologue

Professeur émérite de l’UQTR et neuropsychologue, il poursuit des activités d’enseignement, de formation et de recherche en neuropsychologie tout en pratiquant la neuropsychologie en cabinet privé.

Dr Frédéric Banville, psychologue

Neuropsychologue, professeur agrégé à l’UQAR et chercheur titulaire au Collectif de recherche en santé en région. Ses recherches portent notamment sur le développement et la validation d’environnements virtuels pour l’évaluation et l’entraînement des fonctions exécutives, de la mémoire prospective et de l’attention.

Dre Annie Stipanicic, psychologue

Neuropsychologue, professeure agrégée à l’UQTR et chercheure titulaire au Centre d’études interdisciplinaires sur le développement de l’enfant et la famille et à l’Institut universitaire en déficience intellectuelle et en trouble du spectre de l’autisme (TSA). 

Philippe Allain

Professeur des universités en France, il pratique la neuropsychologie depuis plus de 30 ans au Département de neurologie du CHU d’Angers auprès dadultes et de personnes âgées. Codirecteur du Laboratoire de psychologie des Pays de la Loire, il axe ses recherches sur les fonctions exécutives.

 

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sept. 2019

La réalité virtuelle (RV) permet à un usager de naviguer et d’interagir en temps réel « comme dans la vraie vie », avec des objets et des environnements tridimensionnels simulés par ordinateur. De nos jours, la recherche et l’utilisation clinique de la RV sont facilitées par l’accessibilité des interfaces personne-machine et par la diminution des coûts d’achat. Notre équipe de recherche clinique vise à favoriser le développement d’environnements virtuels et leur utilisation comme moyen d’évaluation et d’intervention auprès de diverses clientèles. Soutenu par nos travaux orientés vers l’interdisciplinarité en adaptation et en réadaptation et ciblant le fonctionnement neuropsychologique des enfants, des adultes et des personnes âgées, cet article vise à discuter de la pertinence et de la plus-value de la RV dans l’évaluation des fonctions cognitives, et ce, auprès de populations variées. Dans le cadre de cet article, cinq tests et outils en RV seront passés en revue. Le potentiel et les avantages de la RV dans les évaluations neuropsychologiques seront par la suite présentés.


1. Le Test virtuel multitâche  

Le Test virtuel multitâche (Virtual Multitaskig Test, ou VMT) a été développé par Banville, Nolin, Cloutier et Bouchard (2007). Il opérationnalise les fonctions exécutives pour soutenir l’organisation de comportements orientés vers un but selon le modèle théorique de Norman et Shallice (1980) et s’inspire du Multiple Errand Test (MET) de Shallice et Burgess (1991).

Le VMT se déroule dans ce qu’on appelle un « environnement virtuel » (EV), soit un appartement virtuel contenant 7 pièces1. Avant d’être plongé dans l’EV et après une phase de familiarisation, le participant est informé d’un scénario, dont voici un aperçu. Le participant doit en somme réaliser trois tâches principales : 1) préparer un poulet rôti, 2) mettre la table pour deux personnes et 3) ranger le contenu de l’épicerie qui se trouve sur l’îlot central. À ces trois tâches concurrentes s’ajouteront, au fur et à mesure, des tâches de mémoire prospective qui visent à solliciter les ressources cognitives du participant de façon dynamique.

Les résultats ont montré que les participants les plus âgés mettent plus de temps que les plus jeunes à exécuter les tâches du VMT. De plus, les scores obtenus étaient liés de manière significative à ceux des tests évaluant les fonctions exécutives. Soulignons que le VMT a fait l’objet de plusieurs phases expérimentales au cours de son processus de validation. Notamment, on l’a fait passer à 30 participants sains qui ont été recrutés dans la population générale et répartis en deux groupes en fonction de leur âge (Banville et al., 2018a).

Dans une autre étude (Massicotte, 2017), 14 adultes jeunes et 11 adultes plus âgés sains ont été soumis à des épreuves traditionnelles des fonctions exécutives et au VMT. Les performances des deux groupes ont été comparées. Les résultats ont démontré que les personnes âgées avaient besoin de plus de temps pour réaliser les tâches du VMT; elles avaient accompli un nombre inférieur de tâches et elles avaient ressenti une plus grande surcharge cognitive que les plus jeunes. Par ailleurs, les analyses corrélationnelles ont révélé que le VMT sollicitait la vitesse de traitement de l’information, le balayage visuel, la flexibilité cognitive et la planification.

Le VMT a aussi été fait passer à 63 personnes saines afin d’explorer les propriétés psychométriques de ses tâches de mémoire prospective (Banville et al., 2018b). Les résultats ont démontré qu’elles sont valides sur le plan du critère, bien que d’autres travaux soient nécessaires pour mieux comprendre le rôle des fonctions exécutives dans ces tâches.

Ainsi, le VMT permettrait une bonne évaluation des capacités fonctionnelles au cours du vieillissement et de l’effet de l’âge sur les fonctions exécutives (Verhulst et al., 2017). Toutefois, le manque de familiarisation avec les interfaces personne-machine et des difficultés de navigation pourraient contribuer aux différences observées chez les personnes plus âgées2.

2. L’appartement virtuel et le déficit cognitif léger chez les personnes âgées
Dans un appartement virtuel, le participant est assis au salon devant un écran de téléviseur. Lors de la tâche, il porte une visière qui crée un effet d’immersion dans l’environnement. La tâche est basée sur l’effet Stroop, soit la capacité à inhiber une réponse automatisée.

Boucher et Nolin (2010) ainsi que Boucher (2014) ont fait passer ce test virtuel à 93 participants âgés de 69 à 89 ans. Les deux études ont démontré que le test de Stroop effectué dans cet environnement virtuel permettait de mieux détecter des déficits attentionnels et exécutifs que le test de Stroop traditionnel chez les participants qui présentaient un déficit cognitif léger. Par sa valeur écologique, l’utilisation de cette nouvelle technologie apparaît prometteuse. Elle pourrait mieux refléter la réalité quotidienne de la personne âgée que les tests psychométriques traditionnels.

3. La classe virtuelle et la commotion cérébrale chez les enfants
Mesurant l’inhibition et l’attention soutenue, la Classe virtuelle (CV) a été développée par Rizzo et ses collaborateurs (2000). Dans le cadre de ce test, l’enfant se trouve assis à un pupitre, dans une classe, devant une enseignante. Des élèves se comportant comme des enfants réels sont également assis à leur pupitre. La tâche demandée au participant consiste à réaliser l’épreuve du Vigil Continuous Performance Test (Vigil CPT). Dans ce test, des lettres apparaissent une à la fois, au centre du tableau de la classe, changeant à un intervalle de temps maintenu constant tout au long du test. Le participant est tenu de cliquer sur la souris chaque fois que la lettre k apparaît après avoir été immédiatement précédée de la lettre a. Une étude menée auprès de 102 participants sains âgés de 7 à 16 ans (Nolin et al., 2016) a permis de de vérifier sa validité concourante, sa validité de construit et sa stabilité temporelle. Une deuxième étude intégrant le test de Stroop (Lalonde, Henry, Drouin-Germain et Nolin, 2013) a démontré que les performances à la tâche virtuelle montraient des corrélations avec deux formes traditionnelles d’évaluation des fonctions exécutives.

La CV intégrant le Vigil CPT a été faite passer à 25 participants qui avaient subi une commotion cérébrale et à 25 participants de contrôle. Les résultats ont montré une plus grande sensibilité aux effets subtils de la commotion cérébrale par rapport aux résultats du test traditionnel, qui, lui, n’a montré aucune différence entre les enfants commotionnés et les enfants du groupe de contrôle (Nolin, Stipanicic, Henry, Joyal et Allain, 2012). En somme, la classe virtuelle semble offrir une perspective écologique du fonctionnement attentionnel et exécutif et, en ce sens, elle pourrait être considérée comme complémentaire aux tests traditionnels dans l’évaluation des capacités cognitives chez l’enfant.

4. La classe virtuelle et le trouble du spectre de l’autisme chez l’enfant
L’utilisation de la RV auprès d’enfants présentant un TSA est d’autant plus attrayante que certaines études ont démontré une meilleure performance de cette clientèle à une tâche informatisée qu’à une tâche similaire traditionnelle (Ozonoff, 1995). La réalité virtuelle permettrait de contourner plusieurs caractéristiques du TSA qui nuisent à la validité de la mesure (Kenworthy, Yerys, Anthony et Wallace, 2008). De fait, Stipanicic et Nolin (2012) ont démontré que la CV, contrairement au Vigil CPT traditionnel, permettait de discriminer les enfants vivant avec un TSA des enfants normotypiques sur la base des erreurs et des mouvements de tête qu’ils produisent au cours de la tâche. La CV permettrait une meilleure estimation du fonctionnement de l’enfant présentant un TSA dans son quotidien que ne le permettrait la mesure traditionnelle.

5. La cuisine virtuelle : le traumatisme craniocérébral et la maladie d’Alzheimer
Ce test simule une cuisine avec des étagères, des placards, des tiroirs, une plaque de cuisson, un four et tous les objets nécessaires pour réaliser la tâche. Placé devant l’écran d’un ordinateur portable, le participant doit préparer une tasse de café avec du lait et du sucre à l’aide d’une cafetière électrique.

Besnard ses collaborateurs (2016) ont analysé les performances de 19 adultes ayant subi un traumatisme craniocérébral (TCC) et de 19 témoins sains à l’aide de cette tâche virtuelle. Les participants ayant subi un TCC ont obtenu de moins bons résultats que les témoins lors de la réalisation de la tâche virtuelle et de son équivalent réel ainsi qu’à tous les tests des fonctions exécutives. De plus, les analyses de régression ont montré que les performances à la tâche virtuelle prédisaient les performances à la tâche réelle3.

Dans une deuxième étude (Allain et al., 2014) reprenant la même tâche de préparation du café, les résultats ont démontré que les participants vivant avec la maladie d’Alzheimer étaient moins performants que ceux du groupe de contrôle dans la tâche virtuelle, dans son équivalent réel et pour les mesures d’autonomie. La mesure virtuelle était un excellent prédicteur de la performance réelle et, plus généralement, de l’autonomie dans les actes de la vie courante.

Les avantages de la réalité virtuelle dans les évaluations neuropsychologiques
Certains tests et outils de RV présentés dans le cadre de cet article permettent de mettre en lumière l’une des qualités de la réalité virtuelle, soit d’être souvent plus proche de la vie réelle que ne le sont les tests neuropsychologiques classiques (Morganti, 2004; Rose, Brooks et Rizzo, 2005). Sous cet angle, la réalité virtuelle permettrait de dresser un portrait plus adéquat du fonctionnement cognitif d’une personne dans sa vie réelle, ce que l’on désigne comme étant sa valeur écologique. De plus, les témoignages que nous avons recueillis lors de nos expérimentations nous ont appris que cette technologie était appréciée de la majorité des participants, qu’ils soient jeunes ou âgés. Enfin, il semble qu’une évaluation neuropsychologique qui repose sur des tests virtuels soit plus à même de détecter des déficits subtils comme ceux qui surviennent à la suite d’une commotion cérébrale ou en raison d’un déficit cognitif léger. Sur cette base, les neuropsychologues sont encouragés à utiliser cette approche évaluative en complément aux batteries d’évaluation conventionnelles. Des alliances entre chercheurs et cliniciens pourraient ainsi favoriser une appropriation de cette technologie dans les milieux cliniques.

 

RÉFÉRENCES

1: Les tâches insérées à l’intérieur du VMT sont « intelligentes », c’est-à-dire que l’environnement réagit à certaines actions posées par le participant. Ainsi, certains stimuli sont présentés conditionnellement à des actions posées dans l’EV. Cette particularité permet de distraire le participant durant la réalisation de certaines tâches afin de le rapprocher des contraintes d’un environnement réel.

2: Nous renvoyons à ce sujet le lecteur vers notre revue des écrits scientifiques pour obtenir plus d’information sur l’utilisation de la RV comme moyen d’évaluation et d’intervention auprès de personnes ayant subi un accident vasculaire cérébral : Nolin, P., Besnard, J., Allain, P. et Banville, F. (sous presse). Assessment and rehabilitation using virtual reality after stroke. Dans A. S. Rizzo et S. Bouchard (dir.), Virtual Reality for Psychological and Neurocognitive Interventions (vol. 2). New York, NY : Springer.

3: Le lecteur pourra trouver davantage d’information sur la pertinence de la RV auprès des victimes d’un TCC en consultant notre revue des écrits scientifiques : Banville, F., Nolin, P., Verhulst, E., Rosinvil, T. et Allain, P. (sous presse). Assessment and rehabilitation after traumatic brain injury using virtual reality: A systematic review and discussion concerning human-computer interaction. Dans A. S. Rizzo et S. Bouchard (dir.), Virtual Reality for Psychological and Neurocognitive Interventions (vol. 2). New York, NY : Springer.

 

BIBLIOGRAPHIE

Allain, P., Foloppe, D. A., Besnard, J., Yamaguchi, T., Etcharry-Bouyx, F., Le Gall, D. et Richard, P. (2014). Detecting everyday action deficits in Alzheimer’s disease using a nonimmersive virtual reality kitchen. Journal of the International Neuropsychological Society, 20(5), 468-477. doi : 10.1017/S1355617714000344

Banville, F., Nolin, P., Verhulst, E., Rosinvil, T. et Allain, P. (sous presse). Assessment and rehabilitation after traumatic brain injury using virtual reality: A systematic review and discussion concerning human-computer interaction. Dans A. S. Rizzo et S. Bouchard (dir.), Virtual Reality for Psychological and Neurocognitive Interventions (vol. 2). New York, NY : Springer.

Banville, F., Lussier, C., Massicotte, E., Verhulst, E., Couture, J. F., Allain, P. et Richard, P. (2018a). Validation of a sorting task implemented in the virtual multitasking task-2 and effect of aging. Dans S. Yamamoto et H. Mori (dir.), Human Interface and the Management of Information. Information in Applications and Services (HIMI). Lecture Notes in Computer Science, vol. 10905. Springer.

Banville, F., Provencher, M., Verhulst, E., Richard, P., Couture, J. F., Flores, F. et Allain, P. (2018b). Using the virtual multitasking test to assess the realization of intentions: A preliminary psychometric study. Annual Review of Cybertherapy and Telemedicine (16), 94-100.

Banville, F., Nolin, P., Cloutier, J. et Bouchard, S. (2007) Description of the Virtual Multitasking Test (VMT). Virtual Rehabilitation Conference: From Vision to Reality. Edmonton, Canada.

Besnard, J., Richard, P., Banville, F., Nolin, P., Aubin, G., Le Gall, D., Richard, I. et Allain, P. (2016). Virtual reality and neuropsychological assessment. The reliability of a virtual kitchen to assess the daily-life activities in victims of traumatic brain injury. Applied Neuropsycholgy: Adult, 23(3), 223-235. doi : 10.1080/23279095.2015.1048514

Boucher, L. et Nolin, P. (2010). Contribution de la réalité virtuelle à l’identification de déficits cognitifs légers (MCI). Congrès de l’association canadienne de gérontologie. Montréal, Canada.

Boucher, L. (2014). Contribution de la réalité virtuelle à l’identification d’un déficit cognitif léger chez les personnes âgées. Thèse doctorale. Trois-Rivières, Canada : Université du Québec à Trois-Rivières.

Kenworthy, L., Yerys, B. E., Anthony, L. G. et Wallace, G. L. (2008). Understanding executive control in autism spectrum disorders in the lab and the real world. Neuropsychology Review, 18, 320-338. doi : 10.1007/s11065-008-9077-7

Lalonde, G., Henry, M., Drouin-Germain, A., Nolin, P. et Beauchamp, M. H. (2013). Assessment of executive function in adolecence: A comparison of traditional and virtual tools. Journal of Neuroscience Methods, 219(1), 76-82. doi : 10.1016/j.jneumeth.2013.07.005

Massicotte, E. (2017). Étude exploratoire des effets du vieillissement normal lors de tâches réalisées dans un environnement virtuel. Essai doctoral. Montréal, Canada : Université de Montréal.

Morganti, F. (2004). Virtual interaction in cognitive neuropsychology. Studies in Health Technology and Informatics, 99, 55-70.

Nolin, P., Stipanicic, A., Henry, M., Lachapelle, Y., Lussier-Desrochers, D., Rizzo, A. et Allain, P. (2016). ClinicaVR: Classroom-CPT: A virtual reality tool for assessing attention and inhibition in children and adolescents. Computers in Human Behavior, 59, 327-333. doi : 10.1016/j.chb.2016.02.023

Nolin, P., Stipanicic, A., Henry, M., Joyal, C. C. et Allain, P. (2012). Virtual reality as a screening tool for sports concussion in adolescents. Brain Injury, 26(13-14), 1564-1573. doi : 10.3109/02699052.2012.698359

Nolin, P., Besnard, J., Allain, P. et Banville, F. (sous presse). Assessment and rehabilitation using virtual reality after stroke. Dans A. S. Rizzo et S. Bouchard (dir.), Virtual Reality for Psychological and Neurocognitive Interventions (vol. 2). New York, NY : Springer.

Norman, D. et Shallice, T. (1980) Attention to action: Willed and automatic control of behavior. Dans R. J. Davidson, G. E. Schwartz et D. Shapiro (dir.), Consciousness and Self-Regulation. New York, NY : Plenum Press.

Ozonoff, S. (1995). Reliability and validity of the Wisconsin card sorting test in studies of autism. Neuropsychology, 9, 491-500. doi : 10.1037/0894-4105.9.4.491

Rizzo, A. A., Buckwalter, J. G., Bowerly, T., van der Zaag C., Humphrey, L., Neumann, U., …Sisemore, D. (2000). The virtual classroom: A virtual reality environment for the assessment and rehabilitation of attention deficits. CyberPsychology & Behavior, 3, 483-499. Doi : 10.1089/10949310050078940

Rose, F. D., Brooks, B. M. et Rizzo, A. A. (2005). Virtual reality in brain damage rehabilitation: Review. CyberPsychology & Behavior, 8(3), 241-262. doi : 10.1089/cpb.2005.8.241

Shallice, T. et Burgess, P. W. (1991). Deficits in strategy application following frontal lobe damage in man. Brain, 114, 727-741. doi : 10.1089/cpb.2005.8.241

Stipanicic, A. et Nolin, P. (2012).  Contribution de la réalité virtuelle à l’évaluation de l’attention chez les enfants présentant un TSA. Communication présentée dans le cadre du Symposium Dionne, C. et Paquet, A., congrès AIRHM. Mont-Tremblant, Canada.

Verhulst, E., Banville, F., Richard, P., Tabet, S., Lussier, C., Massicotte, É. et Allain, P. (2017). Navigation patterns in elderly during multitasking in virtual environnment. Dans S. Yamamoto (dir.), HIMI, Lecture Notes in Computer Science, vol. 10274. Springer.

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