La perte de mémoire et la confusion peuvent être les signes d'une maladie auparavant incurable : La maladie d'Alzheimer. Il s'agit de la plus courante des maladies neurodégénératives, qui touchent actuellement quelque 50 millions de personnes dans le monde. Elle touche principalement les personnes âgées. Le fait que ce nombre augmentera sensiblement à l'avenir est donc également lié à l'augmentation générale de l'espérance de vie.

En cas de suspicion de démence, des examens neuropsychologiques, des tests de laboratoire et des procédures hospitalières complexes sont nécessaires. Cependant, les premiers changements neurodégénératifs dans le cerveau peuvent être détectés des dizaines d'années avant que la réduction de la capacité de penser ne devienne apparente. Actuellement, ces changements ne peuvent être détectés qu'au moyen de procédures coûteuses ou invasives. Ces méthodes ne sont donc pas adaptées à un dépistage précoce à grande échelle. Les chercheurs de l'Empa travaillent avec des partenaires de l'Hôpital cantonal et de la Clinique gériatrique de Saint-Gall sur une méthode de diagnostic non invasive qui permet de détecter les processus précoces de la démence.

Système d'alerte précoce : Les chercheurs de l'Empa Simon Annaheim (à droite) et Patrick Eggenberger équipent la bande textile de biocapteurs sensibles. Image : Empa

Pour cette nouvelle méthode, Patrick Eggenberger et Simon Annaheim du laboratoire "Membranes et textiles biomimétiques" de l'Empa à Saint-Gall s'est appuyée sur une ceinture de capteurs déjà utilisée avec succès pour la mesure de l'ECG et désormais équipée de capteurs pour d'autres paramètres vitaux. En effet, avant que la mémoire ne commence à se détériorer dans la démence, des changements subtils apparaissent dans le cerveau, qui s'expriment par des réactions corporelles inconscientes.

Toutefois, ces changements ne peuvent être enregistrés avec précision que si les mesures sont effectuées sur une longue période. "Les mesures à long terme doivent pouvoir être intégrées dans la vie quotidienne", souligne Simon Annaheim. Des systèmes de mesure confortables et adaptés à la peau sont essentiels pour des mesures qui conviennent à un usage quotidien. La ceinture de diagnostic est donc basée sur des capteurs flexibles avec des fibres conductrices d'électricité ou de lumière ainsi que des capteurs pour la mesure du mouvement et de la température.

Pour que ces mesures à long terme puissent être utilisées pour surveiller la santé neurocognitive, les chercheurs intègrent les données enregistrées dans des modèles mathématiques spécialement développés. L'objectif : un système d'alerte précoce permettant d'estimer la progression des troubles cognitifs. Un autre avantage est que les mesures de données peuvent être intégrées dans des solutions de télésurveillance et ainsi peuvent améliorer les soins aux patients dans leur environnement habituel.

Lʼéquipe de recherche étudie actuellement comment les mesures des capteurs peuvent être utilisées pour surveiller les effets dʼentraînement des jeux de fitness cognitif-moteur. Image : Dividat AG

En principe, le corps humain est capable de maintenir sa température constante. Néanmoins, les valeurs fluctuent naturellement au cours de la journée. Ces fluctuations quotidien se modifient avec l'âge ainsi que lors de maladies neurodégénératives telles que la démence ou la maladie de Parkinson. Chez les patients atteints de la maladie d'Alzheimer, par exemple, la température centrale du corps augmente jusqu'à 0,2 degré Celsius. En même temps, les pics des fluctuations quotidiennes de température sont atténués.

Dans une étude publiée récemment, les chercheurs ont pu montrer que les valeurs modifiées de la température de la peau mesurées par la ceinture à capteurs fournissent en fait une indication des performances cognitives des sujets testés - avant que la démence ne se développe. Les sujets des études comprenaient des personnes en bonne santé, avec ou sans déficience cérébrale légère. Cette déficience cognitive légère (DCL) ne représente pas un handicap dans la vie quotidienne, mais elle est considérée comme un précurseur possible de la maladie d'Alzheimer. Les sujets ont participé à des mesures à long terme et à des tests neuropsychologiques. Il s'est avéré qu'une température corporelle plus basse, qui fluctue davantage au cours de la journée, était liée à de meilleures performances cérébrales. Chez les personnes atteintes de DCL, la température corporelle varie moins et est légèrement plus élevée dans l'ensemble.

Dans les études, l'entraînement mental seul n'était pas aussi bénéfique que les "exergames". Image: Empa

Le rythme cardiaque est également soumis à des fluctuations naturelles, qui montrent comment notre système nerveux s'adapte aux défis momentanés. Le petit silence entre deux battements de cœur, d'environ une seconde, a une grande importance pour notre santé : si la pause reste toujours la même, le système nerveux n'est pas au mieux de sa forme.

Une étude menée des chercheurs de l'ETH Zürich a déjà établi que les mesures les plus faibles chez les personnes âgées en bonne santé peuvent être améliorées en six mois par un entraînement de danse cognitivo-motrice. Dans ces "exergames", les sujets testés dansaient des séquences de pas à partir d'une vidéo. En revanche, les participants qui ne s'entraînaient qu'à la marche en ligne droite sur un tapis roulant, mais qui entraînaient également leur mémoire, en ont moins profité.

"Il s'agit d'intervenir tôt, avec une formation appropriée, dès que les premiers signes négatifs peuvent être mesurés", explique Patrick Eggenberger. "Avec notre système de capteurs, toute amélioration des performances cognitives peut être suivie par des formes de thérapie basées sur le mouvement." Des études avec des mesures à long terme vont maintenant être menées pour clarifier comment les mesures du capteur peuvent être utilisées pour prédire l'évolution des troubles cérébraux légers.