Computer-based characterization of language alterations throughout the Alzheimer's disease continuum

Résumé

Selon la Société de l'Alzheimer du Canada, et l'Alzheimer Society des États-Unis, il est impératif de rechercher des méthodes de détection précoce de la maladie d’Alzheimer. Beaucoup d’études ont mis en évidence les nombreux avantages de la détection de la maladie au stade préclinique pour les patients, les membres de leurs familles et les gouvernements. Cependant, à ce stade, les changements sont très subtils, ce qui rend difficile leur détection. Des altérations des fonctions langagières ont été constatées des années avant le stade de démence de la maladie d’Alzheimer. Pour cette raison, de nombreux chercheurs ont concenter leurs efforts sur la recherche de méthodes permettant d'identifier des indices de la présence de la maladie cachés dans le langage. Les tâches standardisées de description d’images font partie de tests cognitifs couramment utilisés en pratique clinique. Ces tâches ont pour objectif d’encourager les patients à décrire un stimulus visuel. Ces tests présentent l’avantage de limiter le discours des patients à un thématique restreinte; cela a pour effet de circonscrire le vocabulaire et de faciliter les comparaisons inter-patients et inter-langues. Cependant, ils limitent également la diversité des structures syntaxiques en entravant certaines analyses linguistiques. De plus, comme ils font partie des examens cliniques habituels, ils peuvent augmenter la nervosité chez certains patients. L'étude de conversations spontanées est une alternative à l'utilisation de tâches de description d'image pour l'analyse du langage. Les conversations spontanées ont l’avantage de permettre l’utilisation de structures syntaxiques sans contrainte et d’un vocabulaire idiosyncratique. Elles sont également moins stressantes pour les patients et pourraient être conduites avec une infirmière, un soignant ou une personne familière au patient. Néanmoins, de nombreux facteurs, tels que les différences sociodémographiques et culturelles, peuvent définir les caractéristiques linguistiques des individus. Par conséquent, une caractérisation des changements dans les fonctions du langage qui se produisent pendant le développement de la maladie pourrait être utile dans le monitoring des changements spécifiques du patient. Cette thèse de doctorat présente une méthodologie assistée par ordinateur qui évalue les performances des patients durant les tâches standardisées de description d’images, et l’évaluation des fonctions linguistiques dans le contexte de ces tâches et dans des conversations spontanées. Nous pensons que les deux évaluations peuvent se complémenter mutuellement et constituer une méthode peu coûteuse et non invasive de monitoring des fonctions langagières. Dans la pratique, les tâches de description d'images peuvent être tenus de manière routinière chez le médecin, tandis que les conversations spontanées peuvent avoir lieu à intervalles plus réguliers, aux endroits plus pratiques pour le patient. Dans cette thèse, nous avons comparé les performances langagières et les fonctions linguistiques des patients durant l’exécution des tâches de description d'images à celles d’une population présentant des caractéristiques sociodémographiques similaires. Pour cela, notre méthode a évalué l’informativité et la pertinence des descriptions des patients, ainsi que leur richesse lexicale. Nous avons entraîné des algorithmes d’apprentissage automatique avec nos métriques pour estimer leur capacité à différencier les patients d’Alzheimer des témoins en santé. Nous avons obtenu une surface sous la courbe de 0,83 pour cette tâche. De plus, pour la classification des témoins en santé et des patients présentant une déficit cognitive légère, qui est souvent un précurseur préclinique de la maladie d’Alzheimer, nous avons atteint une surface sous la courbe de 0,79. En outre, nous avons proposé une méthode automatisée d’évaluation de la richesse lexicale, de la distribution du vocabulaire, de la fluidité de la parole et de l’utilisation de structures syntaxiques spécifiques des personnes âgées francophones durant des conversations spontanées. Nous avons décrit les changements subis par quatre locuteurs lors du passage d’un état de santé à une forme de maladie cognitive, comprenant la maladie d’Alzheimer. Nous avons observé des différences marquées dans les mesures que nous proposons chez les individus susceptibles de développer une maladie cognitive et des témoins apparemment sains, et ce, même lors de l’analyse des transcriptions de conversations qui ont eu lieu dix ans avant le diagnostic. En tant que contribution concomitante de ce travail de doctorat, nous avons conçu le protocole et créé la cohorte espagnole du Carolinas’ Conversations Collection. Cette cohorte comprend des enregistrements vidéo longitudinaux et des transcriptions de conversations spontanées avec des personnes âgées hispanophones au Mexique et en Équateur. Ces récoltes sont le résultat des efforts combinés de six institutions de quatre pays différents, et seront disponibles à des fins de recherche sur demande. Cette entreprise vise à réduire la rareté des données de ce type et à encourager la recherche sur la langue et la communication chez les personnes âgées.

Date	24 janv. 2019
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Sylvie Ratté (Directeur(-trice)) & Gerardo Eugenio Sierra Martinez (Codirecteur(-trice))