Impact fonctionnel des troubles cognitifs dans les activités de la vie quotidienne chez les personnes cérébrolésées adultes : apports de la réalité virtuelle

par Eric Sorita

Thèse de doctorat en Sociétés, Politique, Santé publique. Sciences cognitives et Ergonomie. Sciences cognitives

Sous la direction de Jean-Michel Mazaux et de Évelyne Klinger.

Le président du jury était Pierre-Alain Joseph.

Le jury était composé de Jean-Michel Mazaux, Évelyne Klinger, Chantal Chavoix, Nicolas Khune, Bernard N'Kaoua.

Les rapporteurs étaient Pascal Guitton, Pascale Pradat-Diehl.


  • Résumé

    La Réalité Virtuelle (RV) semble ouvrir des voies de recherche prometteuses, pour évaluer l’impact des troubles cognitifs chez des personnes cérébrolésées dans des situations de vie quotidienne simulées. Cette application réactualise des questions relatives à la validité écologique des évaluations neuropsychologiques et aux liens entre performance fonctionnelle et processus cognitifs. Objectif : La présente thèse se propose d’étudier la validité écologique d’environnements virtuels et les relations entre performance fonctionnelle et processus cognitifs à l’aide de deux tâches de vie quotidienne simulées sous RV, chez des patients cérébrolésés. Matériels et Méthodes Expérimentation 1 : 27 patients traumatisés crâniens ont été consécutivement inclus et répartis en 2 groupes. Le premier groupe de 13 sujets a appris un trajet dans un quartier proche de l’hôpital de Bordeaux. 14 sujets ont suivi la même procédure dans un quartier virtuel recréant le même environnement réel. Différents tests sur les représentations spatiales ont été ensuite effectués. Expérimentation 2 : 95 patients cérébrolésés après traumatisme crânien ou AVC ont réalisé une tâche de courses dans le supermarché virtuel VAP-S (Marié et al 2003, Klinger et al 2004). En outre, 50 de ces sujets ont passé une batterie neuropsychologique testant les grands processus cognitifs. Résultats Expérimentation 1 : Il n’y a pas de différence significative des caractéristiques générales ou pathologiques entre les deux groupes. Parmi les tests de représentation spatiale, seule une épreuve d’arrangement d’images montre des résultats supérieurs en environnement réel [U = 32.5; p = 0.01]. Expérimentation 2 : Il n’y a pas de différence significative entre les 50 sujets qui ont passé la batterie complète et les 45 autres sujets pour ce qui concerne les données démographiques, les scores neuropsychologiques, la thymie et l’insertion sociale. Une analyse en composantes principales (ACP) portant sur les résultats des 50 sujets testés avec la batterie neuropsychologique complète propose un modèle à 4 facteurs qui explique 69.4% de la variance. Dans ces facteurs, les capacités en mémoire épisodique, en mémoire prospective et en organisation perceptive montrent autant de liaisons avec les indicateurs VAPS que l’attention et les composantes exécutives (inhibition et mise à jour). L’un de ces facteurs (F3) est en outre relié à l’insertion sociale, ce qui est un argument en faveur de la validité écologique du VAP-S. Discussion. Dans la première expérimentation, bien que les représentations spatiales générées par un environnement réel et un environnement virtuel paraissent différentes, la RV donne des résultats comparables à l’environnement réel, et se montre ainsi une technique fiable et sans danger pour l’évaluation fonctionnelle de la performance topographique. La deuxième expérimentation suggère qu’une tâche de vie quotidienne simulée sous RV telle que faire des courses dans un supermarché virtuel mobilise l’ensemble des ressources cognitives dans des interactions probablement proches de la vie quotidienne réelle. Elle permet de dépasser les limites d’une neuropsychologie fractionnée du fonctionnement cognitif, dans de bonnes conditions de mesure écologique. Beaucoup de prudence s’impose néanmoins dans l’interprétation et la généralisation des résultats du fait d’importantes variations individuelles. Conclusion La présente thèse confirme la validité écologique d’évaluations d’activités de la vie quotidienne en environnement virtuel (validité écologique) et approche la complexité des relations entre la performance observée en vie quotidienne et les processus cognitifs qui les sous-tendent.

  • Titre traduit

    Functional Impact of cognitive deficits in the activities of daily living among adults with acquired brain injury : contribution of virtual reality


  • Résumé

    Virtual Reality (VR) seems to open promising ways to research, particularly regarding the impact of cognitive deseases among people with acquired brain injury (ABI) immersed in simulated daily life situations. The use of VR raises or brings up to date concerns about the ecological validity of neuropsychological tests and the links between functional performance and cognitive processes. Aim: This thesis aims to study the ecological validity of virtual environments and relationships between functional performance and cognitive processes using two simulated tasks of daily life among people with ABI. Apparatus and method: Experimentation 1 Study population: 27 patients with Traumatic Brain Injury had been consecutively included and divided into two groups.Method: the first group including 13 subjects learned a route in an urban district near from the hospital of Bordeaux. In the second group 14 subjects had to do the same procedure in a virtual district that replicated the real environment. All subjects had to complete spatial representation tests at the end of the delayed recall route. Experiment 2 Study population: 95 patients with ABI (essentially including people with TBI or Cerebral Vascular Desease) were included. Method: Subjects had to do errands in the virtual supermarket VAP-S (Marié et al 2003, Klinger et al 2004). Among the initial group 50 subjects had a neuropsychological battery.Results Experiment 1 No significant difference has been found between the two groups according to demographic data and TBI severity. There was no effect of the real or virtual environement on the recall of route and the number of error was the same wathever was the environmental condition [(1, 25) = 0.679; p = 0.4176)]. Among the spatial representation tests, only the scene arrangement test were higher in the real environment [U = 32.5; p = 0.01]. Expériment 2 No significant difference between the two groups has been found according to demographic data, neuropsychological tests, mood, and social integration. A Principal Componant Analysis (PCA) on the results of the 50 subjects who had completed the whole neuropsychological battery raised a four factor solution that accounts for 69.4% of the variance. Among these factors, episodic memory, prospective memory and perceptual organization showed as many relationships with VAP-S indicators as attention and executive componants (inhibition and updating). The factor 3 is linked to social integration. It is an argument in favor of the ecological validity of the VAP-S Discussion In the first experiment, despite the fact that spatial representations seemed different between the real and virtual environments, learning results were the same. RV is a reliable and safe to assess the topographical performance which is important in the daily life and notably in social and vocational rehabilitation. The second experiment suggested that VR simulated activity of daily living as shopping in a virtual supermarket bring together cognitive resources within interactions probably close than daily life. This result overcomes the limits of the splitting cognitive functioning in neuropsychology with a good ecological validity. However these results must be examined with caution due to large individual variation. Conclusion This thesis confirms the ecological validity of RV simulated activities of daily living close to the complexity of the relationships between the performance observed in the daily life and cognitive processes that are underlying it. It opens interesting perspectives to assessment and cognitive rehabilitation using RV of people with ABI and cognitive deseases with the purpose to improve autonomy in daily life.


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