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Maladie à corps de Lewy : robot inducteur d’hallucinations pour détecter les maladies neurodégénératives

➡️ Communiqué de presse en anglais (26.02.2024) et film sur le projet lauréat (sous-titré en anglais)

➡️ Ce Prix scientifique a été décerné lors du Rendez-vous sciences & santé Leenaards du 21 mars. À voir en replay : leenaards.ch/rdvscience24

Maladie à corps de Lewy : un robot inducteur d’hallucinations pour mieux détecter les maladies neurodégénératives

La maladie à corps de Lewy, bien que méconnue du grand public, occupe néanmoins la deuxième place en termes de prévalence parmi les démences neurodégénératives, juste après la maladie d’Alzheimer: « On estime qu’elle concerne près de 20% des patients avec démence, ce qui correspondrait, pour la Suisse, à environ 40 000 personnes. En réalité, on doit être bien au-dessus de ces estimations, car cette maladie est peu connue et largement sous-diagnostiquée », souligne Gilles Allali, le neurologue et Professeur à l’UNIL, ainsi que directeur du Centre Leenaards de la mémoire du CHUV. Raison pour laquelle ce projet ne se limite pas à la recherche médicale : il vise également la sensibilisation du grand public.

Cette maladie se manifeste classiquement après 60 ans, par des troubles semblables à ceux liés à la maladie d’Alzheimer ou à la maladie de Parkinson, avec des symptômes à la fois moteurs, cognitifs et comportementaux, dont des hallucinations. « Les personnes qui en souffrent peuvent avoir l’impression de voir des intrus se déplacer chez elles, prendre leur propre reflet dans le miroir pour un étranger ou encore devenir violentes ou effrayées en conséquence », explicite le Prof. Allali. Cette maladie peut induire en effet des hallucinations visuelles très intenses que les patients ont tendance à cacher de peur que leur entourage n’imagine qu’ils perdent la tête.

L’un des enjeux clés de ce projet de recherche se situe dans la détection précoce de cette maladie, afin d’améliorer le pronostic et d’éviter que la démence ne soit confondue avec un trouble psychiatrique. En effet, un traitement médicamenteux inapproprié peut potentiellement mener à un décès précoce, comme ce fut malheureusement le cas pour l’acteur Robin Williams.

« Grâce à la robotique, on va désormais réveiller des hallucinations dites « dormantes » et ainsi aider à révéler les premiers signes subtils de cette maladie neurodégénérative, et ce même plusieurs années avant l’apparition des premiers symptômes clés de la maladie », relève Gilles Allali. « Avec la robotique, on va induire et quantifier des hallucinations en explorant les modifications de l’activité cérébrale associées à ces dernières. On devrait ainsi avoir un moyen de mesures quantitatives visant à anticiper le déclin cognitif, comme on le fait pour d’autres pathologies avec un bilan sanguin », précise le Dr Fosco Bernasconi, neuroscientifique au Laboratoire de neurosciences cognitives à l’EPFL, qui collabore avec le Prof. Allali sur ce projet de recherche.

Ce projet de recherche vise la mise en place d’un protocole combinant les connaissances de la médecine, des neurosciences et de la robotique. L’idée est de proposer un examen assisté par robotique qui induit des hallucinations en milieu contrôlé. Car la principale difficulté actuelle du diagnostic tient justement au fait que les hallucinations sont imprévisibles et subjectives ; il est dès lors difficile de détecter et de quantifier cette manifestation lors d’examens cliniques, tout comme d’observer les mécanismes sous-jacents à ces hallucinations. Dans le cadre de cet examen, le patient est donc assis au milieu d’un dispositif dont il va guider un bras articulé grâce à un de ses doigts. Pendant ce temps, un robot placé derrière son dos reproduit ses gestes et vient le toucher, de manière synchrone, dans le dos.

Une fois cette phase bien assimilée, un asynchronisme minime est induit afin que le robot presse son doigt mécanique avec un léger retard. « Ce décalage entre l’action du patient et la réponse du robot peut faire naître chez certaines personnes une sensation de présence dans leur dos, alors même qu’il n’y a personne. Cette présence invisible est cependant parfois si forte que les patients ne peuvent s’empêcher de se retourner pour vérifier, alors même qu’ils sont bien informés dès le départ qu’ils sont seuls avec le dispositif. Ce sentiment de présence figure probablement parmi l’un des premiers signes d’hallucinations qui peuvent apparaître lors de la maladie ; il est donc crucial de comprendre leur rôle dans ce déclin cognitif », précise le Dr Fosco Bernasconi.

Grâce à la provocation d’hallucinations induites par la robotique, nous espérons faciliter le diagnostic précoce de la maladie à corps de Lewy, permettant ainsi un traitement adapté. Actuellement largement sous-diagnostiquée, cette maladie est cependant la deuxième cause de démence neurodégénérative après la maladie d’Alzheimer. Il est donc crucial d’améliorer son diagnostic pour éviter des traitements délétères.


Lewy body dementia: Improving the detection of neurodegenerative diseases with robotically induced hallucinations

Most people haven’t heard of Lewy body dementia, even though it’s the second most common type of neurodegenerative dementia after Alzheimer’s disease. “An estimated 20% of dementia patients have the condition, which equates to around 40,000 people in Switzerland alone,” says Prof. Gilles Allali, a neurologist and the head of the Leenaards Memory Center at the CHUV. “In reality, that figure is likely a significant underestimate, since the disease receives little public attention and is vastly underdiagnosed.” That’s why this project isn’t just about medical research, it also has a public awareness-raising goal.

Lewy body dementia typically affects people aged 60 and above. It causes motor, cognitive and behavioral symptoms similar to those found in patients with Alzheimer’s disease and Parkinson’s disease, including hallucinations. “Someone with the disease may describe seeing people in their home or mistaking their own reflection in the mirror for someone else,” says Prof. Allali. “These experiences can sometimes be frightening, and can even cause patients to become violent.” The condition is associated with extremely intense visual hallucinations, which patients tend not to talk about for fear that others will think they’ve gone crazy.

A key aim of the project is to improve early detection of the disease, which in turn leads to a better prognosis and prevents dementia patients from being incorrectly diagnosed with psychiatric disorders. Administering the wrong treatment can potentially result in early death, as was regrettably the case with the actor Robin Williams.“Using robotics, we can induce so-called ‘dormant’ hallucinations and detect the early weak signals of this neurodegenerative disease, possibly years before the first major symptoms appear,” says Prof. Allali. Dr. Fosco Bernasconi, a neuroscientist at EPFL’s Laboratory of Cognitive Neuroscience who’s working with Prof. Allali on this research project, adds: “Robotics technology allows us to induce hallucinations and quantify them by studying the associated changes in brain activity. This qualitative measurement capability will enable us to predict cognitive decline, in the same way as we use blood tests to screen for other diseases.”

The team led by Prof. Allali is blending insights from medicine, neuroscience and robotics to develop a new diagnosis protocol in which hallucinations are robotically induced in a controlled environment. The main difficulty with existing diagnostic methods is that the hallucinations associated with Lewy body dementia are unpredictable and subjective. This fact makes it difficult for clinicians to detect and quantify these symptoms, and for researchers to observe the underlying mechanisms. With this new examination protocol, the seated patient is asked to use a finger to move a robotic arm in front of them backward and forward. As they do so, a second robot behind the patient reproduces these movements simultaneously, touching them on the back in the process. Once the patient has completed this procedure several times, the time delay between the forward movement and the touch on the back is increased. “This delay between the patient’s action and the robot’s response can cause some people to feel as if there’s someone behind them, even though there’s nobody there,” says Dr. Bernasconi. “The feeling can be so strong that the patient feels compelled to turn around and check, despite knowing for certain that they’re alone. This sensation is likely one of the early signs of the kinds of hallucinations experienced by patients with Lewy body dementia. That’s why it’s so important that we understand their role in the cognitive decline associated with the disease.”

By robotically inducing hallucinations, we hope to advance early diagnosis of Lewy body dementia and help ensure patients get the right treatment. The condition is vastly underdiagnosed, even though it’s the second most common type of neurodegenerative dementia after Alzheimer’s disease. Without effective diagnosis capabilities, the treatment that patients receive could do more harm than good.

Maladie à corps de Lewy : robot inducteur d’hallucinations pour détecter les maladies neurodégénératives

Equipe de recherche

  • Prof. Gilles Allali (CHUV)
  • Dr Fosco Bernasconi (EPFL)
  • Sciences & santé
  • 2024
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