Projet ANR-10-BLAN-1409 – MLA : Bases neurales et caractérisation comportementale des fluctuations spontanées de l'attention
Programme : Sciences de la vie, de la santé et des écosystèmes :  Neurosciences (Blanc SVSE 4)
Année de financement : 2010
Coordinateur du projet : Monsieur Jean-Philippe LACHAUX (INSTITUT NATIONAL DE LA SANTE ET DE LA RECHERCHE MEDICALE - DELEGATION DE LYON)
Partenaires : Dynamique Cérébrale et Cognition; Institut des Neurosciences de Grenoble
Montant : 472780.0 euros
Durée : 48 mois
Résumé : Pourquoi est-il si difficile de rester concentré ?Quelque soit le champ d’activité ou nous évoluons, qu’il soit professionnel, scolaire ou même récréationnel, la capacité de concentration est gage de réussite. Ce projet vise la première quantification à grande échelle de cette capacité, ainsi qu’une compréhension précise des mécanismes cérébraux de la distraction.
Mesurer la capacité de concentration et comprendre la distraction.Face au développement rapide des nouvelles technologies de l’information, notre cerveau semble fonctionner de plus en plus fréquemment dans un mode « multi-tâches », obligé de jongler d’une activité ou d’une source d’information à une autre. De nombreux observateurs de ces changements s’inquiètent des conséquences de ce zapping permanent sur notre capacité à nous concentrer, en particulier pour les générations les plus jeunes ayant grandi avec internet et les téléphones portables. Cependant, ces réflexions s’appuient d’avantage sur une impression générale que sur des données quantifiées, car il n’existe pas de mesure quantitative fiable de la capacité à se concentrer. Notre projet vise à définir une telle mesure, à travers un test ludique et rapide permettant à chacun d’évaluer sa capacité de concentration et de la comparer à celle des personnes de son âge. Mais si le descriptif peut rappeler à ce stade certains jeux vidéo d’entrainement cérébral que l’on peut trouver sur console, nous irons beaucoup plus loin en dévoilant – grâce aux mesures les plus précises que l’on puisse obtenir du cerveau humain en activité -  les mécanismes cérébraux qui permettent de réaliser ce test et surtout, la manière dont ils sont perturbés, au sein même du cerveau, lorsque nous sommes distraits. Nous comprendrons donc pour la première fois les mécanismes par lesquels notre cerveau se laisse distraire - et par là-même pourquoi il est si difficile de rester concentré. Les résultats de cette étude permettront de lancer un programme d’éducation de l’attention : le développement de techniques d’entrainement des capacités d’attention, à visée des plus jeunes d’abord, mais également des adultes, fondés sur une compréhension fine des mécanismes de la distraction.
Du comportement au neuroneNotre projet comporte deux volets principaux. Le premier concerne la caractérisation comportementale de la capacité de concentration, à partir d’un test aux allures classiques, demandant aux participants d’appuyer sur des touches en réponse à des lettres apparaissant sur un écran. Le niveau de concentration est ensuite estimé à partir du nombre d’erreurs et de la vitesse de réaction des joueurs. Le deuxième volet concerne la compréhension des mécanismes cérébraux de la concentration et de la distraction. Pour cela, nous collaborons avec des patients volontaires pour un traitement chirurgical de l’épilepsie et dont le cerveau est enregistré pour cette raison avec des électrodes placées directement au contact des neurones. Ces enregistrements sont les mesures les plus précises que l’on puisse réaliser chez l’homme. Et pour s’assurer que les mesures ne sont pas biaisées par le fait que les patients souffrent d’une épilepsie, nous réaliserons également des enregistrements chez des personnes ne souffrant d’aucune maladie neurologique, en IRM fonctionnelle.
Résumé de la soumission : Même chez des individus motivés, la performance lors d’activités qui demandent une attention soutenue fluctue au cours du temps, avec des conséquences parfois désastreuses. Ces fluctuations de la performance parfois très brèves sont l’effet de dérives transitoires et incontrôlées de l’attention appelées en anglais ‘Momentary Lapses of Attention’ (MLA), que l’on pourrait traduire par ‘Phases de Distraction Momentanée’. Des études récentes réalisées en IRMf ont associé les MLA à l'hyperactivité d'un réseau cortical pariéto-frontal appelé ‘réseau par défaut’. L’objectif principal de ce projet est de comprendre en détail comment ce réseau par défaut interfère avec les réseaux de l’attention exécutive et sélective lors des MLA. Nous allons utiliser une tâche expérimentale nécessitant l’attention soutenue du sujet, appelée LEST, qui fournira une mesure comportementale quasi-continue de l’attention avec une résolution de l’ordre de la seconde. Ensuite, à partir d’enregistrements invasifs de l’activité intracérébrale EEG chez des patients épileptiques, avec une résolution spatio-temporelle de l’ordre du millimètre et de la milliseconde, et à partir d’enregistrements non-invasifs IRMf chez ces patients et chez des sujets sains, nous produirons la description la plus détaillée jamais réalisée des corrélats neuronaux des MLA, et la première investigation directe des mécanismes neuronaux mis en jeu. En outre, nous mesurerons les mouvements oculaires et les performances comportementales chez plusieurs dizaines de sujets sains, adultes et enfants, pour constituer une base normative permettant le diagnostic quantitatif de déficits attentionnels chez les personnes suspectées de troubles de l’attention exécutive. LEST sera le premier protocole de caractérisation des MLA, de courte et de longue durée, dont les bases neuronales seront connues en détail. La connaissance précise de l’organisation spatio-temporelle de l’activité cérébrale pendant la réalisation optimale et sous-optimale de LEST permettra d’identifier l’origine neuronale de déficits attentionnels induits par les maladies neurologiques ou par des traitements chirurgicaux ou médicamenteux, et permettra de mesurer quantitativement l’effet bénéfique de médicaments ou de techniques de réhabilitation destinées à améliorer l’attention.
Résultats : Le projet n’en est qu’à ses débuts, mais déjà, la tâche comportementale – le test de la capacité de concentration – a été finalisée. Elle a été programmée sur tablette numérique pour faciliter sa passation. En quelques minutes à peine, un utilisateur peut le faire fonctionner, comprendre son principe, se tester et avoir ses résultats. A ce jour, le test a déjà été réalisé par une centaine d’élèves de primaires, âgés de 6 à 11 ans, qui dans leur très grande majorité (> 90 %) l’ont apprécié. Le test va maintenant être étendu à une population beaucoup plus vaste pour mesurer la façon dont la capacité de concentration varie avec l’âge, ou en fonction d’autres facteurs comme la qualité du sommeil ou le nombre d’heures passées devant la télévision, internet ou des jeux vidéo. L’étude des mécanismes cérébraux de la distraction a elle aussi débuté, avec des résultats déjà encourageants. 
La présentation du test au cours de plusieurs réunions a déjà déclenché plusieurs collaborations qui n’étaient pas prévues au début du projet, notamment avec un grand groupe scolaire intéressé pour mettre en place un projet de mesure et d’éducation de l’attention. Ce projet débutera dès l’année scolaire 2012-2013. Plusieurs équipes cliniques ont manifesté leur intérêt pour étudier l’effet sur l’attention de certaines molécules.
Perspectives : Les applications d’un outil de mesure rapide de la capacité de concentration sont très nombreuses. Nous pouvons citer parmi celles-ci :
-	l’évaluation quantifiée de programmes d’entrainement de l’attention en milieu scolaire ou professionnel, y compris dans le domaine du sport de haut niveau
-	un outil diagnostic pour détecter les troubles précoces affectant l’attention
-	l’évaluation des troubles ou bénéfices cognitifs induits par une chirurgie cérébrale (cas du traitement chirurgical de l’épilepsie par exemple)
-	l’évaluation des troubles ou bénéfices cognitifs induits par un traitement médicamenteux
-	le test de l’efficacité de traitements des troubles de l’attention
-	en entreprise, la possibilité d’évaluer l’aptitude d’un candidat à occuper un poste demandant une capacité de concentration particulièrement développée
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Publications et brevets : Ce projet, prévu pour une durée de 4 ans, et qui vient de terminer sa première année, n’a pas encore fait l’objet d’une divulgation scientifique