La doctorante Neta Maimon de l'École des sciences psychologiques et de l'École de musique de l’Université de Tel-Aviv, en collaboration avec Lior Molcho de la société NeuroSteer, qui est dirigée par le Prof. Natan Intrator de l'École d'informatique et de l'École de neurosciences de l’Université, ont développé une méthode permettant de mesurer l'activité cérébrale au moyen de tests musicaux pour détecter le déclin cognitif chez les personnes âgées. Selon les chercheurs, la méthode révolutionnaire, qui combine l’emploi d’un appareil portable d'analyse de l'activité électrique cérébrale développé par Neurosteer et un court test musical mis au point par Maïmon peut ouvrir la voie à un suivi cognitif efficace de l'ensemble de la population, et à la détection précoce du déclin cognitif, améliorant ainsi considérablement la qualité de vie de plusieurs millions de personnes dans le monde entier.
Les résultats de l’étude, à laquelle ont également participé Ady Sasson, Sarit Rabinowicz et Noa Regev-Plotnik du Centre médical de réadaptation et de gériatrie Dorot à Netanya, ont été publiés dans la revue Frontiers in Aging Neuroscience.
Un test cognitif agréable et facile à réaliser
La méthode, dont le principe est de mesurer l'activité électrique du cerveau pendant l'exécution de tâches musicales simples, comprend un appareil portable de mesure et d'analyse de l'activité électrique cérébrale (Electroencéphalograme-EEG), développé par la société NeuroSteer, et un court test musical d'environ 12 à 15 minutes, mis au point par Neta Maïmon. Pendant le test, le sujet est connecté à l'appareil EEG au moyen de trois électrodes autocollantes placées sur son front, puis effectue une série de tâches musicales et cognitives selon des instructions enregistrées qui lui sont communiquées via des écouteurs. Il entend de courtes mélodies jouées par différents instruments et doit effectuer des tâches à différents niveaux de difficulté : par exemple, appuyer sur un bouton à chaque fois qu'une mélodie est jouée ou bien uniquement lorsque un certain instrument joue. Le test comprend en outre également quelques minutes de méditation musicale guidée, destinée à mettre le cerveau en mode repos (resting state), état qui permet d'évaluer le fonctionnement de divers réseaux du cerveau.
Neta Maimon, qui se spécialise dans le domaine de la cognition musicale, explique que la musique possède un effet important sur différentes zones du cerveau : « Tout d'abord, on sait qu’elle éveille rapidement les états d'âme en général, et les émotions positives en particulier. D'autre part, la musique peut stimuler les zones frontales du cerveau dans différentes situations, notamment si nous essayons de nous concentrer sur certaines de ses composants et d'effectuer en même temps une tâche définie ».
Selon elle, en alliant ces deux caractéristiques, il est possible de créer des tests cognitifs pas nécessairement simples, mais qui soient en même temps agréables et faciles à réaliser. De plus, une musique relativement positive et rythmée augmentera la concentration et la performance de la tâche elle-même. Par exemple le fameux « effet Mozart » selon lequel l’écoute de la musique de Mozart peut induire une amélioration de l’exécution de certains tests de raisonnement, n'est en réalité pas du tout lié à la musique de Mozart, mais au fait que la musique change notre humeur positivement et nous met dans un état d’éveil optimal pour effectuer des tests d'intelligence et de créativité.
De nouveaux marqueurs cérébraux qui peuvent se suffire à eux-mêmes
Par conséquent, les chercheurs ont émis l’hypothèse qu'à l'aide d'outils musicaux, il serait possible de mettre les sujets en condition optimale pour évaluer l'activité frontale de leur cerveau tout en améliorant leur humeur, afin qu'ils effectuent le test de la meilleure manière possible et qu’il leur soit également agréable.
L'étude comprenait une expérience au Centre médical de réadaptation et de gériatrie Dorot à Netanya. « Toute personne hospitalisée à Dorot, ou dans tout autre établissement de réadaptation gériatrique, passe un test standard appelé « Mini Mental », pour évaluer son état cognitif, dans le cadre du processus d'admission normal », explique Neta Maimon. « Le test est effectué par des ergothérapeutes spécialement formés pour cela, et comprend différentes tâches telles que, par exemple, l’énumération des jours de la semaine ou des mois de l'année à rebours. Un score élevé indique une cognition normale, le plus élevé étant de 30 points ».
L'expérience a porté sur 50 personnes âgées hospitalisées dans le Centre, ayant obtenu des scores de 18 à 30 aux tests Mini Mental, indiquant des niveaux variés de fonctionnement cognitif. Les participants ont effectué les tâches musicales et cognitives indiquées dans les écouteurs, l'appareil EEG enregistrant l'activité électrique de leur cerveau. Les résultats ont été analysés à l'aide de technologies d'apprentissage automatique. Les chercheurs ont ainsi pu identifier des indices mathématiques en corrélation exacte avec les résultats des tests Mini Mental.
« En d’autres termes », explique Neta Maimon, « Nous avons obtenu de nouveaux neuro-marqueurs (marqueurs cérébraux) qui peuvent se suffire à eux-mêmes pour mesurer l'état cognitif du sujet. En fait, nous avons pu montrer que la musique est bien un outil efficace pour mesurer l'activité cérébrale, les résultats obtenus par les sujets étant corrélés avec leur score Mini Mental. Plus important encore, tous ceux qui ont vécu l'expérience ont déclaré qu’elle constituait d'une part un défi pour le cerveau, mais qu’elle était également très agréable à effectuer ».
Une détection précoce du déclin cognitif
« Notre méthode permet le suivi des capacités cognitives et la détection de leur déclin dès ses débuts au moyen d’un test rapide et aisé à réaliser. Elle peut être facilement appliquée par les membres du personnel de n'importe quelle clinique, et ne nécessite pas de formation particulière», concluent les chercheurs. «Cette méthode revêt aujourd'hui une importance particulière, en raison de l'allongement de l'espérance de vie et du taux de croissance accéléré de la population en général et des personnes âgées en particulier. Il y a déjà actuellement des centaines de millions de personnes dans le monde qui souffrent, ou pourraient bientôt souffrir, du déclin cognitif et de ses consequences graves, et leur nombre ne fera qu'augmenter dans la prochaine décennie. Des tests préventifs de ce type sont régulièrement effectués pour une gamme de problèmes physiologiques tels que le diabète, l'hypertension ou le cancer du sein, mais à ce jour aucune méthode n'a été développée pour permettre une surveillance systématique et aisée des problèmes cérébraux et cognitifs. Notre méthode peut ouvrir la voie à un suivi cognitif efficace de routine de l'ensemble de la population, et à la détection précoce du déclin cognitif, lorsqu’il est encore possible de lui fournir un traitement et de prévenir une détérioration rapide et sévère. Elle pourra donc améliorer considérablement la qualité de vie de plusieurs millions de personnes dans le monde entier ».
« Nous sommes heureux d'apprendre qu'une société basée sur une technologie développée à l'Université de Tel-Aviv continue de collaborer avec nous et de développer des recherches multidisciplinaires et créatives comme celles-ci », a déclaré Keren Primor Cohen, PDG de Ramot, la société de commercialisation de l'Université de Tel-Aviv. « Ramot continuera d'investir pour promouvoir des technologies innovantes et aider les chercheurs de l’Université à réaliser le plein potentiel de leurs recherches ».
Photos:
1. La doctorante Neta Maimon et l'un des participants à l'expérience.
2. 3. La doctorante Neta Maimon.
(Crédit: Porte parole de l'Université de Tel-Aviv)
