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Patent 3147510 Summary

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Claims and Abstract availability

Any discrepancies in the text and image of the Claims and Abstract are due to differing posting times. Text of the Claims and Abstract are posted:

  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent Application: (11) CA 3147510
(54) English Title: METHOD AND SYSTEM FOR TESTING COGNITION BY PROCESSING THE REACTION OF A SUBJECT TO STIMULI
(54) French Title: PROCEDE ET SYSTEME DE TEST DE LA COGNITION PAR TRAITEMENT DE LA REACTION D'UN SUJET A DES STIMULI
Status: Compliant
Bibliographic Data
(51) International Patent Classification (IPC):
  • A61B 5/16 (2006.01)
  • G16H 50/20 (2018.01)
(72) Inventors :
  • SUAREZ, SANDRA (France)
  • EYNARD, BERTRAND (France)
  • GRANON, SYLVIE (France)
(73) Owners :
  • IT'S BRAIN (France)
  • CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE (France)
  • UNIVERSITE PARIS-SACLAY (France)
The common representative is: IT'S BRAIN
(71) Applicants :
  • IT'S BRAIN (France)
  • CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE (France)
  • UNIVERSITE PARIS-SACLAY (France)
(74) Agent: GOWLING WLG (CANADA) LLP
(74) Associate agent:
(45) Issued:
(86) PCT Filing Date: 2020-07-17
(87) Open to Public Inspection: 2021-01-21
Availability of licence: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): Yes
(86) PCT Filing Number: PCT/FR2020/051299
(87) International Publication Number: WO2021/009470
(85) National Entry: 2022-01-17

(30) Application Priority Data:
Application No. Country/Territory Date
FR1908081 France 2019-07-17

Abstracts

English Abstract

Disclosed is a system for processing the responses of a human or animal subject to sensory stimuli, comprising means for emitting these stimuli towards the subject, means for detecting responses of the subject to these stimuli, means for subjecting the subject to instructions to respond to these stimuli in response to an instruction previously taught to the subject, of increasing or decreasing complexity according to at least three difficulty levels, means for measuring a reaction time to simple stimuli corresponding to a first difficulty level and means for measuring a reaction time to stimuli linked to a choice on a categorisation corresponding to a second difficulty level, and means for measuring a reaction time linked to a third difficulty level comprising a task in which the subject must simultaneously carry out two categorisations on the same stimulus.


French Abstract

Système de traitement des réponses d'un sujet humain ou animal à des stimuli sensoriels, comprenant des moyens pour émettre ces stimuli vers un sujet, des moyens pour détecter des réponses du sujet à ces stimuli, des moyens pour soumettre ledit sujet à des consignes de réponse à ces stimuli en réponse à une consigne préalablement enseignée au sujet,, de complexité croissante ou décroissante suivant au moins trois niveaux de difficulté, des moyens pour mesurer un temps de réaction à des stimuli simples correspondant à un premier niveau de difficulté et des moyens pour mesurer un temps de réaction à des stimuli lié à un choix sur une catégorisation correspondant à un second niveau de difficulté, et des moyens pour mesurer un temps de réaction liée à un troisième niveau de difficulté comprenant une tâche dans laquelle le sujet doit réaliser deux catégorisations simultanées sur un même stimulus.

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.


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1. Système de traitement des réponses d'un sujet humain ou animal à des
stimuli
sensoriels, comprenant :
¨ des moyens pour émettre ces stimuli vers un sujet et des moyens pour
détecter
des réponses du sujet à ces stimuli,
¨ des moyens pour soumettre ledit sujet à des consignes de réponse à ces
stimuli,
de complexité croissante ou décroissante suivant au moins trois niveaux de
difficulté,
¨ des moyens pour mesurer un temps de réaction à des stimuli simples
correspondant à un premier niveau de difficulté,
¨ des moyens pour mesurer un temps de réaction à des stimuli liés à un
choix sur
une catégorisation correspondant à un second niveau de difficulté, en réponse
à
une consigne préalablement enseignée au sujet,
¨ des moyens pour mesurer un temps de réaction liée à un troisième niveau
de
difficulté comprenant une tâche dans laquelle le sujet doit réaliser deux
catégorisations simultanées sur un même stimulus,
¨ des moyens pour traiter les temps de réaction mesurés en réponse à ces
stimuli,
caractérisé en ce que les moyens de traitement sont agencés pour :
¨ déterminer des temps de réponse normalisés, par soustraction du temps de
réponse à des stimuli simples aux temps de réponse à des stimuli liés à un
choix
et à des stimuli liés à deux catégorisations simultanées,
analyser les temps de réponse normalisés selon deux facteurs indépendants (S,
A)
respectivement représentatifs (i) de temps de réaction exécutifs moyens et
(ii) de la
réaction du sujet à la difficulté des stimuli.
2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il met en uvre une
bibliothèque de stimuli commune pour l'ensemble des niveaux de difficulté.
3. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il
comprend
en outre une base de données pour stocker les réponses détectées et des moyens
pour
en extraire des informations sur le fonctionnement cognitif et psychologique
dudit
sujet.
4. Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la base de
données
lll 111 I IA 0\

20
est prévue pour stocker les performances historiques de chaque sujet.
5. Système selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la base de
données
comprend des images d'animaux suivant des dégradés de couleurs différentes.
6. Système selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que
la base de données
comprend en outre des images d'objets suivant des dégradés de couleurs
différentes.
7. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé
en ce que
les moyens pour émettre un stimulus sensoriel vers un sujet comprennent un
écran ou
un casque audio ou un dispositif d'émission sonore.
8. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé
en ce que
les moyens de détection des réponses sont prévus pour recevoir une pression ou
une
fixation du regard exercée continûment par le sujet et pour détecter un
relâchement de
cette pression ou de cette fixation, ledit relâchement étant interprété comme
une
réponse à ce stimulus.
9. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de
détection des
réponses prévus pour recevoir en permanence une pression ou une fixation
exercée
par le sujet et pour détecter un relâchement de cette pression ou fixation
comprennent
une souris d'ordinateur, ou une manette de jeu ou un écran tactile ou un
dispositif de
captation de la direction du regard ou n'importe quel accessoire pouvant
capter la
pression ou la direction du regard.
10. Procédé pour traiter des réponses d'un sujet humain ou animal à des
stimuli sensoriels,
mis en uvre dans le système de traitement selon l'une quelconque des
revendications
précédentes, comprenant :
- une étape pour émettre ces stimuli vers un sujet, ladite étape d'émission de
stimuli
étant agencée de façon à soumettre ledit sujet à des consignes de réponse à
ces stimuli,
de complexité croissante ou décroissante suivant au moins trois niveaux de
difficulté,

21
- une étape pour mesurer des temps de réponse du sujet à ces stimuli,
comprenant :
- une étape pour mesurer un temps de réaction à des stimuli simples
correspondant à un premier niveau de difficulté,
- une étape pour mesurer un temps de réaction à des stimuli lié à un choix
sur
une catégorisation correspondant à un second niveau de difficulté, en réponse
à une consigne préalablement enseignée au sujet,
- une étape pour mesurer un temps de réaction liée à un troisième niveau de
difficulté
comprenant une tâche dans laquelle le sujet doit réaliser deux catégorisations

simultanées sur un même stimulus,- une étape pour traiter les temps de réponse
ainsi
mesurés,
caractérisé en ce que l'étape de traitement comprend :
- une étape pour générer des temps de réponse normalisés, par soustraction
du temps
de réponse à des stimuli simples aux temps de réponse à des stimuli liés à un
choix
et à des stimuli liés à deux catégorisations simultanées,
- une étape pour analyser les temps de réponse normalisés selon deux
facteurs
indépendants (S, A) respectivement représentatifs (i) de temps de réaction
exécutifs
moyens et (ii) de la réaction du sujet à la difficulté des stimuli.
11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'ensemble des
stimuli émis
est prévu pour distinguer au moins deux choix, chaque choix faisant référence
à deux
catégories exclusives l'une de l'autre.
12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que le traitement des
temps de
réaction correspondant aux premier, second et troisième niveaux de difficulté,

comprend:
- un relevé des erreurs induites par des choix erronés et/ou des réactions
anticipées
et/ou par un non choix,
- un relevé des erreurs induites par des choix erronés et/ou des réactions
anticipées,
et/ou des réactions trop lentes,
- un accès au temps de traitement de la difficulté liée aux consignes de
catégorisation
du sujet, en ayant enlevé pour chacun son temps de réaction simple
correspondant
à la détection visuelle et à la réponse motrice de façon à délivrer des temps
de
réaction exécutifs moyens,

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- une
cartographie des résultats de mesure correspondant au sujet, sur plusieurs
axes
comprenant un premier axe (S) représentatif de temps de réaction exécutifs
moyens et un second axe (.DELTA.) représentatif de la réaction du sujet à la
difficulté des
stimuli.
13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend en
outre une étape
pour remettre dans une même échelle des temps d'exécution de tâches de
difficultés
différentes, pour pouvoir les comparer.
14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, caractérisé en
ce que les
stimuli comprennent des images.
15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 14, caractérisé en
ce que les
stimuli comprennent des sons.
16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 15, caractérisé en
ce que la
détection d'une réponse à un stimulus comprend une détection du relâchement
d'une
action initiée préalablement et exercée continûment jusqu'à l'arrivée dudit
stimulus.

Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.


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WO 2021/009470 - 1 - PCT/FR2020/051299
PROCEDE ET SYSTEME DE TEST DE LA COGNITION PAR TRAITEMENT DE
LA REACTION D'UN SUJET A DES STIMULI
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION
L'invention concerne un système de test de la cognition par traitement de la
réaction d'un
sujet à des stimuli. L'invention concerne aussi un procédé mis en oeuvre dans
ce système.
Le procédé et le système concernent le domaine de la neuropsychologie et des
neurosciences et permettent de tester certaines capacités cognitives
impliquées dans la
réaction à la difficulté d'un utilisateur, afin d'aider à l'évaluation du
fonctionnement
cognitif relatif aux capacités de prise de décision perceptivo-motrices et
englobant les
fonctions attentionnelles et exécutives ainsi que la réaction à la difficulté.
ETAT DE LA TECHNIQUE
On connait dans l'état de la technique la demande de brevet W02009137663A1 qui
traite
de l'essai et/ou apprentissage de vision et de cognition dans des conditions
de stress. Dans
ce dernier, les capacités visuelles et cognitives d'un sujet peuvent être
analysées et/ou
formées en fournissant un stimulus visuel à un sujet. Plus particulièrement,
un sujet peut
être évalué et/ ou formé lorsqu'il est dans une condition de stress pour
déterminer l'effet
d'une condition de stress, tel qu'un stress physique ou un stress cognitif,
sur les capacités
visuelles et sensorielles du sujet.
Le document W02003015059A1 divulgue un système et un procédé qui permettent de
diagnostiquer l'apparition et surveiller l'évolution d'une déficience
intellectuelle. Le
procédé peut consister à réaliser un ou plusieurs tests psychologiques et à
apprendre à un
sujet les règles permettant de répondre à un ou plusieurs tests sans fournir
des signaux
culturels, tels qu'on peut en trouver dans des techniques d'apprentissage
basées sur le
langage. Des réponses appropriées aux tests peuvent être simulées au cours
d'une phase
d'apprentissage précédant la phase des tests. Un appareil, un système et un
procédé de
contrôle d'une fonction cognitive peuvent être mis en oeuvre dans un système
informatisé.
On connait aussi dans l'état de la technique le brevet américain U56632174B1
qui
concerne un procédé de test et / ou d'évaluation de capacités cognitives. En
fonction des
résultats, le niveau cognitif peut ensuite être divisé en compétences
cognitives distinctes
et une ou plusieurs tâches peuvent être créées, chaque tâche étant liée à
chacune des

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WO 2021/009470 - 2 - PCT/FR2020/051299
compétences cognitives distinctes.
Dans une autre demande de brevet US20090287064A1, une méthode est mise en
oeuvre
par ordinateur pour les tests cognitifs, en particulier pour les affections
liées à la démence.
Le procédé est administré sur un poste de travail informatique dans un format
interactif
basé sur le Web et examine les capacités cognitives du patient. La méthode
permet de
donner des indications de démence, y compris la maladie d'Alzheimer et
d'autres troubles
cognitifs. Le procédé ne nécessite pas d'administration par un professionnel
qualifié, mais
est plutôt administré dans un navigateur Web, utilise un serveur et un poste
de travail via
Internet ou localement sur le poste de travail.
On connait aussi dans l'état de la technique le brevet américain US6280198B1
concernant
un procédé mis en oeuvre par ordinateur pour administrer et surveiller à
distance des tests
cognitifs sur une personne utilisant un réseau informatique comportant des
ordinateurs
distants. La méthode mise en oeuvre par ordinateur comprend l'administration
d'un
ensemble de tests cognitifs de base à la personne. Le procédé consiste en
outre à
administrer de manière répétée un ensemble de tests cognitifs, à obtenir une
réponse de
performance de la personne aux tests et à télécharger les informations de test
via le réseau
informatique. Une base de données peut être construite à partir de la réponse
à la
performance de plusieurs personnes. Le procédé mis en oeuvre par ordinateur
comprend
une administration utilisant au moins deux ordinateurs, l'un au moins étant
local et l'autre
distant.
Enfin, dans l'état de la technique, le brevet canadien CA 2683728 concernant
les aptitudes
visuelles, cognitives et de coordination d'un sujet qui peuvent être éprouvées
et/ou
entraînées en fournissant une variété de stimuli à un sujet. Les réponses
peuvent être
reçues d'un sujet, dont le caractère approprié peut dépendre de la combinaison
de stimuli
fournie au sujet. Un dispositif d'affichage à écran tactile peut être utilisé
à la fois pour
fournir des stimuli et pour recevoir les réponses d'un sujet. Tout type de
dispositif de sortie
et de dispositif d'entrée pour recevoir les réponses peuvent être utilisées.
Les informations
sur le comportement et d'autres données concernant la performance d'un sujet
peuvent être
enregistrées. La notation peut être fondée sur la vitesse, la précision et
d'autres aspects de
la performance d'un sujet.
Le document US 2005/0192513 Al divulgue une méthode de test psychologique d'un
sujet
effectuée en présentant un test avec des moyens de sortie tels qu'un moniteur
d'ordinateur

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et des moyens d'entrée tels qu'un clavier, et en fournissant au sujet des
instructions jouer
une simulation du test afin que ce sujet puisse apprendre comment effectuer le
test à partir
de la simulation. Le test est donc indépendant des compétences linguistiques
du sujet ou
des instructions verbales fournies par un superviseur.
Le document The 3RT Test: Three reaction time tasks for IBM PC computers ,
par
Evelyn Lee Teng, paru dans Behavior Research Methods, Instruments, &
Computers, 1
janvier 1990 (1990-01-01), pages 389-392, XP5569775, décrit un test consistant
en une
tâche simple, un choix et un temps de réaction conditionnel CET). Les trois
tâches
impliquent des stimuli visuels comparables , mais pas strictement
identiques puisque
dans la troisième tâche ce sont deux symboles qui apparaissent au lieu d'un
seul dans les
deux tâches précédentes (une flèche droite ou gauche). Ces tâches nécessitent
des réponses
manuelles identiques où le sujet appuie sur deux touches correspondantes à
la droite
et à la gauche, mais elles diffèrent par la complexité du traitement cognitif
requis. La
troisième tâche est une tâche de temps de réaction conditionnel où le sujet va
répondre à
droite ou à gauche en fonction du second symbole apparu à côté, la réponse est
conditionnée à l'indication donnée par ce second symbole qui apparaît à côté
de la flèche.
Les stimuli non verbaux (visuels) véhiculent des significations communément
connues , c'est à dire des flèches et des symboles +, - ou = . Les
réponses peuvent être
effectuées sur le clavier ou sur les touches de réponse connectées au port
série de
l'ordinateur.
Les procédés connus ne divulguent pas d'indice de mesure du fonctionnement
cérébral
plus fiable, car n'impliquant pas une plus forte mobilisation de l'attention
du patient en
réponse à des stimuli strictement identiques et avec une réponse motrice
strictement
identique aussi. En conséquence, il existe un biais du fait de la diversité
(non fiabilité) du
temps de réaction. De plus, l'état de la technique ne comprend pas un filtrage
permettant
de distinguer, dans les réponses des patients, celles liées à la réaction à la
difficulté de
celles liées à l'état cognitif attentionnel et exécutif.
L'état de la technique utilise principalement des mesures de temps de réaction
simple ou
avec choix, ou des tests séparés mesurant des fonctions spécifiques avec le
calcul
d'un indice global . Ensuite des ensembles de tests sont réalisés, étant
entendu que la
majorité des tests sont liés à la culture.
Pour évaluer les difficultés attentionnelles et exécutives (relatives aux
capacités de prise

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de décision perceptivo-motrices), il faut évaluer les aspects cognitifs et la
réaction à la
difficulté. Cela demande des batteries de test longues. La majorité des tests
existants ne
font pas référence à des modèles de neuroscience récents, sont liés à une
culture ou un
langage donné, et donc ne peuvent pas être utilisés pour toutes les
populations et ont un
effet d'apprentissage (effet retest) qui empêche leur réutilisation sur une
même personne
avant plusieurs mois voire années.
Le but de la présente invention est de proposer un nouveau procédé de mesure
des
capacités à la prise de décision perceptivo-motrice, (incluant l'attention,
les fonctions
exécutives, l'inhibition et la réaction à la difficulté) qui soit plus rapide
à la passation, plus
international (non lié au langage ou à la culture du sujet) et repassé à
quelques jours
semaines d'intervalle (utilisable pour monitorer un suivi), en étant en phase
avec les
derniers enveloppements en neurosciences.
EXPOSE DE L'INVENTION
Cet objectif est atteint avec un système de traitement des réponses d'un sujet
humain ou
animal à des stimuli sensoriels, comprenant :
¨ des moyens pour émettre ces stimuli vers un sujet et des moyens pour
détecter des
réponses du sujet à ces stimuli,
¨ des moyens pour soumettre ledit sujet à des consignes de réponse à ces
stimuli, de
complexité croissante ou décroissante suivant au moins trois niveaux de
difficulté,
¨ des moyens pour mesurer un temps de réaction à des stimuli simples
correspondant à
un premier niveau de difficulté,
¨ des moyens pour mesurer un temps de réaction à des stimuli liés à un
choix sur une
catégorisation correspondant à un second niveau de difficulté, en réponse à
une
consigne préalablement enseignée au sujet.
Suivant l'invention, ce système de traitement comprend en outre des moyens
pour mesurer
un temps de réaction liée à un troisième niveau de difficulté comprenant une
tâche dans
laquelle le sujet doit réaliser deux catégorisations simultanées sur un même
stimulus.
Le système de traitement selon l'invention peut en outre avantageusement
mettre en oeuvre
une bibliothèque de stimuli commune pour l'ensemble des niveaux de difficulté.
Il peut aussi en outre comprendre une base de données pour stocker les
réponses détectées

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et des moyens pour en extraire des informations sur le fonctionnement cognitif
et
psychologique du sujet.
La base de données est avantageusement prévue pour stocker les performances
historiques
de chaque sujet. Elle peut comprendre des images d'animaux suivant des
dégradés de
5 couleurs différentes, et/ou des images d'objets suivant des dégradés de
couleurs différentes.
Les moyens pour émettre un stimulus sensoriel vers un sujet peuvent comprendre
un écran
ou un casque audio ou un dispositif d'émission sonore.
Les moyens de détection des réponses peuvent être prévus pour recevoir une
pression ou
une fixation du regard exercée continûment par le sujet et pour détecter un
relâchement de
cette pression ou de cette fixation, ledit relâchement étant interprété comme
une réponse à
ce stimulus.
Les moyens de détection des réponses prévus pour recevoir en permanence une
pression ou
une fixation exercée par le sujet et pour détecter un relâchement de cette
pression ou fixation
peuvent par exemple comprendre une souris d'ordinateur, ou une manette de jeu
ou un écran
tactile ou un dispositif de captation de la direction du regard ou n'importe
quel accessoire
pouvant capter la pression ou la direction du regard.
Suivant un autre aspect de l'invention, il est proposé un procédé pour traiter
des réponses
d'un sujet humain ou animal à des stimuli sensoriels, mis en oeuvre dans le
procédé de
traitement selon l'invention, comprenant une étape pour émettre ces stimuli
vers un sujet,
une étape pour détecter des réponses du sujet à ces stimuli, une étape pour
traiter les
réponses ainsi détectées, ladite étape d'émission de stimuli étant agencée de
façon à
soumettre ledit sujet à des consignes de réponse à ces stimuli, de complexité
croissante ou
décroissante suivant au moins trois niveaux de difficulté, ladite étape de
traitement
comprenant :
- une étape pour mesurer un temps de réaction à des stimuli simples
correspondant à un
premier niveau de difficulté et une étape pour mesurer un temps de réaction à
des stimuli
lié à un choix sur une catégorisation correspondant à un second niveau de
difficulté, en
réponse à une consigne préalablement enseignée au sujet.
Suivant l'invention, l'étape de traitement comprend en outre une étape pour
mesurer un
temps de réaction liée à un troisième niveau de difficulté comprenant une
tâche dans
laquelle le sujet doit réaliser deux catégorisations simultanées sur un même
stimulus.
L'ensemble des stimuli émis peut être prévu pour distinguer au moins deux
choix, chaque
choix faisant référence à deux catégories exclusives l'une de l'autre.

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Le procédé de traitement selon l'invention peut en outre comprendre un
traitement des temps
de réaction correspondant aux premier, second et troisième niveaux de
difficulté,
comprenant :
¨ un relevé des erreurs induites par des choix erronés et/ou des réactions
anticipées
et/ou par un non choix,
¨ un relevé des erreurs induites par des choix erronés et/ou des réactions
anticipées,
et/ou des réactions trop lentes,
¨ un accès au temps de traitement de la difficulté liée aux consignes de
catégorisation
du sujet, en ayant enlevé pour chacun son temps de réaction simple
correspondant
à la détection visuelle et à la réponse motrice de façon à délivrer des temps
de
réaction exécutifs moyens,
¨ une cartographie des résultats de mesure correspondant au sujet, sur
plusieurs axes
comprenant un premier axe (S) représentatif de temps de réaction exécutifs
moyens
et un second axe (A) représentatif de la réaction du sujet à la difficulté des
stimuli.
On entend par temps de réaction exécutif moyen, un temps de réaction lié à la
catégorisation, c'est-à-dire n'incluant pas le temps de réponse perceptivo-
moteur.
Le procédé de traitement selon l'invention peut en outre comprendre une étape
pour
remettre dans une même échelle des temps d'exécution de tâches de difficultés
différentes,
pour pouvoir les comparer.
La détection d'une réponse à un stimulus peut comprendre une détection du
relâchement
d'une action initiée préalablement et exercée continûment jusqu'à l'arrivée
dudit stimulus.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
On comprendra mieux l'invention en référence aux figures suivantes :
La figure 1 illustre un exemple pratique d'un groupe de tests (A, B, C) mis en
oeuvre dans
le procédé selon l'invention, et le fait que chaque groupe de tests est
précédé d'une phase
d'apprentissage de la tâche.
La figure 2 illustre un mode particulier de réponse à un stimulus avec
engagement moteur
de l'attention (pression enclenchant le test) ;

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La figure 3 illustre les étapes associées à la partie A d'un test : mesure de
temps de réaction
du sujet ;
La figure 4 illustre un exemple d'image de la base de données, sans couleurs
et avec des
couleurs pleines ;
La figure 5 illustre les étapes associées à la partie B d'un test : mesure de
temps de réaction
associé à une catégorie de choix ;
La figure 6 illustre les étapes associées à la partie C d'un test : mesure de
temps de réaction
associé à deux catégories de choix ;
La figure 7 est un exemple d'une cartographie des données d'un ensemble de
témoins de
mesure collectées dans le procédé de test selon l'invention ;
La figure 8 représente un exemple de tableau de corrélations entre les données
collectées;
La figure 9 illustre une méthode de représentation graphique des résultats
d'un groupe de
témoins et l'axe de symétrie observé puis les données représentées avec une
rotation de 45
degrés selon l'axe de symétrie; et
La figure 10 représente schématiquement les différentes mesures relevées,
d'erreurs et de
temps et les traitements mathématiques qui sont réalisés à partir de ces
mesures.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
On va maintenant décrire, en référence aux figures 1 à 6, un exemple pratique
de mise en
oeuvre du procédé de test selon l'invention, comprenant trois parties A, B et
C de difficulté
croissante incluant chacune 16 tests et précédées d'une tâche d'apprentissage.
Le sujet est
placé devant un écran d'un ordinateur et répond aux stimuli au moyen d'une
souris
connectée à cet ordinateur. Le nombre d'images et leur complexité sont
identiques dans
toutes les conditions. Le sujet est invité à identifier différentes cibles
dans chaque
condition.
Ce test permet de mettre en évidence sur les même données deux axes
indépendants de la
cognition des fonctions exécutives.

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L'utilisation d'une souris est un exemple, un autre objet pouvant réaliser la
même fonction
comme par exemple un écran tactile, un clavier, une manette, une pédale, un
stylet, et plus
généralement n'importe quel objet captant une pression ou une immobilisation
sur une
cible suivie d'un changement, par exemple un capteur de la direction du
regard.
Par exemple, la présente invention peut utiliser les divers dispositifs pour
tester une large
gamme de compétences motrices telles que des objets en mouvement (changement
d'emplacement) et / ou des compétences motrices complexes / continues telles
que le
positionnement (en agissant sur une commande à états discrets) ou un réglage.
La présente
invention peut également mesurer le temps de déplacement, la régularité des
mouvements,
la coordination main-oeil complexe, la coordination main-main, la coordination
pied-oeil.
Le système peut comprendre un logiciel, ainsi qu'une combinaison de logiciel
et de
matériel, par exemple : manettes de jeu, pédales, microphones, etc.
spécialement adaptés.
Il peut en outre être configuré pour fonctionner en tant que module autonome
situé au
domicile de l'utilisateur, dans un centre médical, un établissement, un centre
thérapeutique ou tout autre lieu approprié. Il peut en outre comprendre un
système
interconnecté d'un ou plusieurs postes de travail. Le système peut comprendre
des
programmes informatiques adaptables accessibles aux ordinateurs / postes de
travail via
des CD, clé USB, Internet, un intranet ou tout autre moyen permettant de
transporter des
informations.
Les mesures de temps de réaction sont en pratique effectuées en utilisant les
moyens de
calcul internes de l'ordinateur utilisé pour la réalisation du test, mais on
peut aussi prévoir
d'utiliser un dispositif externe de chronométrie qui serait connecté à
l'ordinateur.
Le procédé de test selon l'invention comprend, en référence à la figure 2, des
séquences
élémentaires d'interrogation consistant en un appui sur un dispositif
signifiant
l'engagement de l'attention du sujet, un temps d'attente, l'émission d'un
stimulus et une
réponse du sujet par maintien ou relâchement de l'appui. Les stimuli peuvent
être visuels
(images) ou auditifs (sons) et présentent des propriétés en commun (charge
visuelle
identique, durée, fréquence, volume sonore du son identique, et autres). Les
stimuli
respectent chacun des critères de la consigne ou non (par exemple gris ou
blanc, objet ou
vivant, grave ou aigu). La consigne est pour le sujet de relâcher l'appui si
le stimulus
respecte tous les critères de la consigne, que celle-ci soit simple ou
complexe.

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La réponse est validée ou non en fonction du respect des critères de la
consigne par le
stimulus. En cas de bonne réponse, comme en cas de mauvaise réponse, le temps
séparant
l'émission du stimulus et la réponse est mesurée.
Dans ce mode de réalisation, le test est réalisé au moyen d'un ordinateur et
est basé sur
une réponse où on relève le doigt de la souris après avoir vérifié
l'engagement
attentionnel en enclenchant le doigt sur la souris. L'action du sujet est
mesurée de sorte à
évaluer une vitesse de fonctionnement cérébral en ayant retiré les éléments
moteurs de la
réponse.
La partie A du test selon l'invention est dédiée à la mesure de temps de
réaction simple
du sujet. En référence à la figure 3, un écran blanc est d'abord affiché
pendant 0.2 seconde,
puis apparaît pendant 2 secondes une invitation à exercer une action de clic
sur la souris.
Un écran blanc est affiché pendant une durée aléatoire comprise entre 2 et 7
secondes. Si
le sujet répond pendant cette séquence en relâchant son doigt, cette réponse
sera
interprétée comme une erreur d'impulsivité. A la suite de l'écran blanc de
durée aléatoire,
une image de test est visualisée pendant 3 secondes. Une non-réponse à ce
stimulus est
interprétée comme une erreur d'omission.
La figure 4 représente un exemple d'image test affichée parmi les 16 images
d'une partie
A, B ou C du test, avec 4 images différentes pour chaque catégorie. Les images
sont
extraites aléatoirement d'une base de données et aucune image n'est répétée.
Dans la partie B du test, illustrée par la figure 5, l'objectif est de mesurer
des temps de
réaction et un choix de catégorie (par exemple, blanc/gris). Un critère de
choix est
randomisé. Ce critère est par exemple que le sujet relâche son clic uniquement
si l'image
est grise. Dans cette partie B du test selon l'invention, on mesure un temps
de réaction à
des stimuli liés à un choix sur une catégorisation correspondant à un second
niveau de
difficulté, en réponse à une consigne préalablement enseignée au sujet.
La séquence élémentaire de cette partie B invitant à relâcher le clic si
l'image est blanche,
est par exemple la visualisation successivement d'un écran blanc pendant 0.2
seconde,
d'une invitation à exercer un clic sur la souris d'une durée de 2 secondes,
d'un écran blanc
aléatoire de 2 à 7 secondes, suivie, soit d'une image grise, soit d'une image
blanche,
pendant 3 secondes. Sera considéré comme une erreur de choix, le fait pour le
sujet d'avoir
fait un mauvais choix, en l'occurrence d'avoir relâché la pression à
l'apparition de l'image

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grise.
La Partie C du test selon l'invention, illustrée par la figure 6, est dédiée à
des mesures de
temps de réaction et à la collecte de deux choix (blanc/gris et vivant/non
vivant). Le critère
pour le choix blanc/gris est l'opposé de la condition B, tandis que le critère
pour le choix
vivant/non vivant ou objet est randomisé, par exemple une invitation à
relâcher le clic
uniquement si l'image est à la fois grise et vivante. Dans cette troisième
partie C du test
selon l'invention, le sujet est soumis à un troisième niveau de difficulté
comprenant une
tâche dans laquelle il doit réaliser deux catégorisations simultanées sur un
même stimulus.
On va maintenant décrire des exemples de traitement de données collectées par
le procédé
de test selon l'invention, notamment en référence aux figures 7 à 10.
Le procédé de test selon l'invention comprend une partie destinée à l'aide à
la
compréhension du fonctionnement cognitif d'un sujet par le post-traitement des
données
du sujet dans le but d'isoler deux composantes du ralentissement éventuel chez
le ledit
sujet. Il s'agit ainsi de comprendre comment ce sujet réalise une prise de
décision en
décomposant sa cognition selon un ensemble d'indicateurs de son fonctionnement
cognitif
sous-jacents.
Le traitement de données est effectué sur des temps de réponse normalisés en
retirant le
temps de réponse à l'expérience la plus simple aux autres temps de réponse,
afin de
s'affranchir des parts de perception du stimulus et de mise en oeuvre de
l'action de réponse
dans le temps de réponse.
En référence aux figures 7 et 8, une matrice de corrélation entre les
caractéristiques/pratiques des 84 sujets considérés comme normaux, et ayant
servi de
témoins dans ce premier étalonnage et les traitements des données collectées
pour les trois
batteries de test A, B et C a été établie.
A partir des données de temps de réponse normalisés à des expériences de
difficulté
analytique croissante, il est effectué une analyse en deux facteurs, notés S
et A. Ces deux
facteurs ont été montrés comme indépendants l'un de l'autre. Le premier
facteur S est
représentatif d'un ralentissement global du sujet d'une vitesse moyenne liée à
l'attention
du sujet à la tâche ramenée dans une échelle indépendante du niveau de
difficulté, et le
second facteur A d'un sur ou sous-ralentissement lors d'une augmentation de
ladifficulté.

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Ces deux facteurs peuvent être utilisés pour caractériser le fonctionnement
cognitif. Ces
éléments pourraient ensuite être utilisés dans la caractérisation et le suivi
neuropsychologique, dans le dépistage et le suivi des difficultés cognitives,
notamment
dans la prise de décision et les problèmes d'attention ou de vigilance, dans
la
compréhension des difficultés dans la vie quotidienne des personnes, afin
notamment de
mettre en place des stratégies efficaces d'aide au quotidien.
On caractérise le fonctionnement cognitif d'un sujet et les aspects cognitifs
et
psychologiques liés à sa prise de décision, ce qui permettra de positionner
statistiquement
ses fonctions attentionnelles et exécutives par rapport à des normes. En plus
de ces deux
facteurs, l'analyse comprend d'autres facteurs basés sur une analyse du taux
et du type
d'erreurs produites et de la variance des temps de réponse de chaque individu.
Le but du
test étant d'observer si chacun de ces facteurs s'écarte statistiquement des
normes.
On va maintenant décrire, en référence aux figures 9 et 10, un exemple de
détermination
d'un coefficient de difficulté de la tâche. Le principe est de remettre dans
une même
échelle des temps d'exécution de tâches de difficultés différentes, pour
pouvoir les
comparer.
Pour le temps de réaction A, on a observé que ce temps a des fluctuations
faibles. Il a été
décidé de soustraire le temps A qui est considéré comme une base de temps
motrice
(perception de l'item et prise de décision et exécution de la réponse motrice)
, car ce qui
nous intéresse est le surtemps cérébral lié spécifiquement à l'analyse de
la difficulté.
Avec cette méthode on ramène à une même échelle, par un coefficient
multiplicatif, les
temps de différents niveaux de difficulté, ceci afin de pouvoir les comparer.
Ce
changement d'échelle se fait après la soustraction du temps de réaction A. Ce
coefficient
1,61 (non limitatif) a été établi sur les données des 84 sujets témoins ayant
servi à
l'étalonnage, et ce coefficient sera ajusté au fur et à mesure de
l'augmentation de la base
d'étalonnage, notamment en fonction de l'âge et d'autres paramètres du sujet.
Ce
coefficient est calculé comme le rapport de la moyenne (sur le groupe témoin)
de C-A par
la moyenne de B-A.
On a soustrait ce temps de réaction A aux deux autres conditions qui
comportaient des
difficultés supplémentaires :
B',B-A et C', (C-A)/coefficient

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On a ainsi aligné les moyennes (B' et C' ont la même moyenne sur le groupe
témoin). On
observe alors aussi qu'on ne voit plus les différences entre les deux
distributions. Les
écarts-types sont devenus identiques.
D'un point de vue scientifique, cela semble signifier que le temps de réponse
restant, le
surtemps nécessaire à l'analyse de la difficulté par le cerveau, est une
variable linéaire
dans la difficulté.
On a alors comparé les deux distributions et observé que l'on ne peut pas
statistiquement
rejeter l'hypothèse qu'elles sont identiques.
Dans un tableau 2D avec en abscisse B', B-A et en ordonnée C',(C-A)
/coefficient,
comme B' et C' ont les mêmes distributions, le graphique de la distribution 2D
est
essentiellement symétrique. A partir de là, on a cherché les coordonnées
respectant cette
symétrie. On a donc défini de nouvelles coordonnées S et Aqui sont des
directions propres
composantes principales.
Chaque fois que les données ont une symétrie, on choisit des axes
correspondant à cette
symétrie. Dans le procédé de test selon l'invention, on a ainsi réalisé un
changement d'axe.
Il s'agit juste d'une représentation différente sans perte d'information.
Grâce à cette
symétrie, on peut regarder la demi-somme et la demi-différence, car on sait
(comme on
observe que B' et C' ont les mêmes écarts-types) qu'elles sont
mathématiquement
décorrélées.
Pour S, on obtient un temps de réaction (TR) du sujet qui est indépendant de
la difficulté,
donc propre à l'individu sujet du test. On obtient une représentation du
fonctionnement
attentionnel propre de chacun.
Pour A, au contraire, il est lié à la notion d'augmentation de difficulté, il
représente la
façon dont on réagit à l'augmentation de difficulté.
- S est le temps attentionnel moyen, correspond au ralentissement exécutif
moyen
d'une personne. Dans une échelle rendue indépendante du niveau de difficulté
des
tâches;
- A est la variation du temps de réponse lié à l'augmentation de
difficulté de tâches, un
indice de réaction à la difficulté, comprenant la réaction à la difficulté
mais également
un indice de l'adaptation à la difficulté.

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A titre d'exemple illustré par la figure 10, les variables S et A peuvent être
calculées ainsi:
A = (C' -B')/2 = 0.38A-B1-0.62C
S=t'=(C' +13 ' )/2
où Greprésente un temps de réaction exécutif moyen du sujet soumis au test,
indépendant
de la difficulté et donc propre à ce sujet.
La présente invention peut également être mise en oeuvre sur des postes
individuels ou sur
plusieurs stations de travail connectées à un réseau dans des maisons de
retraite et des
communautés, ou des clubs de santé.
La présente invention peut également comprendre une base de données pouvant
stocker
les réponses et éventuellement les performances historiques de chaque
utilisateur. La base
de données peut être locale ou distante et peut être accessible via Internet
ou être
totalement ou partiellement disponible dans les installations de
l'utilisateur. Dans un mode
de réalisation, la base de données peut être gérée par une organisation et
peut accumuler
les historiques et les réponses de nombreux individus, permettant ainsi la
création
éventuelle d'une base de données de normes globales. La base de données peut
être utilisée
pour comparer les réponses stockées avec les réponses de l'utilisateur actuel
afin de
faciliter la validation croisée des résultats de test de l'utilisateur par
rapport à des normes.
De cette manière, il peut être possible de caractériser la déviation de
l'utilisateur actuel par
rapport à la normale et éventuellement de l'utiliser pour aider le praticien
dans la
détermination du déficit cognitif lié à une pathologie telle qu'un déficit
post-traumatique
(à la suite d'un accident cérébro-vasculaire ou d'une blessure à la tête), de
la maladie
d'Alzheimer, de la maladie de Parkinson (en particulier mais non
exclusivement).
Cet outil de détermination du fonctionnement cognitif constituera donc un
élément d'aide
à l'évaluation des troubles du comportement tels que l'hyperactivité et le
trouble
déficitaire de l'attention (en particulier, mais pas exclusivement, avec
l'ensemble des tests
traitant des capacités de l'attention), ou des troubles d'apprentissage tels
que la dyslexie,
la dysgraphie ou la dyscalculie (principalement, mais pas exclusivement, avec
des tests de
mesure de fluidité et de nommage). Les utilisations de la base de données ne
sont pas
limitées à ces applications, et sont incluses dans le principe de la présente
invention
d'autres applications de celle-ci.

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WO 2021/009470 - 14 - PCT/FR2020/051299
Il est à noter que la présente invention peut être exploitable à partir d'un
dispositif de
stockage mobile, tel qu'un CD ou une clé USB, ou peut être accessible à partir
d'un
ordinateur central ou via des réseaux de communication publics, tels
qu'Internet. De plus,
la présente invention peut être mise en pratique par une seule personne ou une
organisation, et la base de données peut être centralisée, localisée et / ou
détenue par une
organisation interne ou externe.
Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être
décrits et de
nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du
cadre de
l'invention. De plus, les différentes caractéristiques, formes, variantes et
modes de
réalisation de l'invention peuvent être associés les uns avec les autres selon
diverses
combinaisons dans la mesure où ils ne sont pas incompatibles ou exclusifs les
uns des
autres.

Representative Drawing
A single figure which represents the drawing illustrating the invention.
Administrative Status

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(86) PCT Filing Date 2020-07-17
(87) PCT Publication Date 2021-01-21
(85) National Entry 2022-01-17

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  • the reinstatement fee;
  • the late payment fee; or
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Maintenance Fee - Application - New Act 3 2023-07-17 $100.00 2023-07-10
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CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
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Date
(yyyy-mm-dd) 
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Claims 2022-01-17 4 163
Drawings 2022-01-17 5 1,033
Description 2022-01-17 14 706
Representative Drawing 2022-01-17 1 36
Patent Cooperation Treaty (PCT) 2022-01-17 1 39
Patent Cooperation Treaty (PCT) 2022-01-17 1 41
International Search Report 2022-01-17 6 222
Amendment - Claims 2022-01-17 4 137
National Entry Request 2022-01-17 7 189
Cover Page 2022-04-29 1 74