Résumé
La complexité de contrôle des prothèses myoélectriques augmente la charge cognitive nécessaire à leur utilisation chez les personnes amputées de membre supérieur. Actuellement, il n’existe pas de consensus pour une méthodologie ni de validation de cette dernière pour la mesure de cette charge cognitive. Cette étude visait à évaluer deux outils de mesure (subjectif par questionnaire et objectif par double tâche) de la charge cognitive lors de l’utilisation d’un simulateur de prothèse (SP) myoélectrique de membre supérieur par des participants asymptomatiques ainsi que la faisabilité du protocole de mesure. Trois participants ont réalisé cinq conditions dans un ordre aléatoire : une tâche cognitive seule (C), deux tâches motrices seules avec et sans simulateur de prothèse, des doubles tâches (DT) cognitives et motrices avec ou sans simulateur de prothèse (DT avec SP, DT sans SP). La tâche motrice était le Box and Blocks Test (BBT) et la tâche cognitive était une soustraction de 7 en 7 à partir d’un nombre choisi aléatoirement. La charge cognitive était évaluée grâce à l’auto-questionnaire NASA-TLX et aux scores de double tâche. Les scores au NASA-TLX ont montré que la DT avec SP (49,87) et la tâche C réalisée seule (44,4) avaient les charges cognitives les plus importantes. Les scores de double tâche montraient que lors de la DT sans SP les participants 1 et 2 orientaient leurs ressources attentionnelles vers le domaine cognitif, tandis que le sujet 3 les orientait vers le domaine moteur. Les trois participants orientaient leurs ressources attentionnelles vers le domaine moteur lors de la DT avec SP. Concernant la faisabilité du protocole, l’acceptabilité évaluée par échelle visuelle analogique est satisfaisante et la tolérance au protocole des participants a été bonne. Ces résultats suggèrent que l’utilisation du simulateur de prothèse augmente la charge cognitive et modifie la répartition des ressources attentionnelles, avec une concordance globale entre les mesures subjectives et objectives. Une variabilité interindividuelle est observée dans les stratégies de priorisation (motrices ou cognitives) en double tâche. Malgré la faisabilité et la bonne acceptabilité du protocole, la faible taille d’échantillon, la complexité et la combinaison de trois tâches limitent la généralisation des résultats. Des études futures avec des effectifs plus importants et des mesures physiologiques complémentaires sont nécessaires pour confirmer ces observations et avancer sur le choix d’une méthode d’évaluation de la charge cognitive.
1. Introduction
L’amputation d’un membre supérieur représente un défi majeur pour les individus concernés, avec des conséquences importantes dans les domaines physique, psychologique et socio-économique (Rajan et al., 2024). La perte d’une main ou d’un membre supérieur impacte négativement la réalisation des activités de la vie quotidienne, affecte l’image corporelle et peut limiter la participation sociale et professionnelle.
Dans ce contexte, les prothèses de membre supérieur interviennent comme des dispositifs essentiels de compensation. En effet, leur rôle est de suppléer la perte du membre amputé, notamment la capacité de préhension, mais aussi de contribuer à restaurer l’équilibre et l’image corporelle, favorisant ainsi, en plus d’un gain fonctionnel, une meilleure acceptation de l’amputation et la réintégration sociale (Segura et al., 2024).
Toutefois, malgré les progrès technologiques récents, les prothèses myoélectriques actuellement disponibles pour les personnes amputées de membre supérieur ont une commande complexe car peu intuitive et séquentielle. Les progrès en termes de conception mécanique des prothèses ont permis le développement des mains polydigitales mais ont aggravé la complexité de commande par l’augmentation du nombre de degrés de liberté à contrôler sans augmentation du nombre de signaux utilisables (Scheme & Englehart, 2011). Les schémas classiques de commande basés sur des seuils de contraction sont ainsi remis en question (Farina et al., 2014). De plus, il a été démontré que cette augmentation de complexité de la commande est responsable d’une augmentation de la charge cognitive lors de l’utilisation de la prothèse (Rackerby et al., 2022). Ces éléments mènent à un taux d’insatisfaction, de frustration, et d’abandon des prothèses important. En effet, le taux d’abandon des prothèses de membre supérieur est relativement élevé, estimé entre 20 % et 50 % selon les études, voire jusqu’à 60 % pour les niveaux d’amputation les plus proximaux (Rackerby et al., 2022 ; Biddiss & Chau, 2007 ; Salminger et al., 2022). Réduire la complexité de la commande prothétique et la rendre plus intuitive constituent donc des enjeux centraux du domaine de l’appareillage.
La charge cognitive est définie comme la mobilisation de ressources cognitives lors de la réalisation d’une tâche, cette charge pouvant dans certains cas excéder les capacités de l’individu (Chanquoy et al., 2007). Elle est également définie comme « la manière dont le cerveau fonctionne pour répondre aux exigences de la tâche » (Safari et al., 2024). Il s’agit d’un concept complexe, dynamique et évolutif, dépendant d’un contexte donné et surtout spécifique à chaque individu. La charge cognitive élevée nécessaire au contrôle des prothèses est l’un des éléments rapportés comme participant à l’abandon de leur utilisation (Rackerby et al., 2022). Dès lors, l’évaluation fiable de cette charge cognitive apparaît comme un prérequis indispensable pour guider le développement et la comparaison de nouveaux dispositifs prothétiques.
À l’heure actuelle, si de nombreuses méthodes d’évaluation subjective et objective de la charge cognitive sont décrites dans la littérature (Marchand et al., 2021) aucune ne fait consensus. Parmi les approches subjectives, l’auto-questionnaire NASA-TLX est l’un des outils les plus utilisés pour évaluer la charge cognitive (Hart & Staveland, 1988). Dans les approches objectives, le paradigme de la double tâche permet d’évaluer la répartition des ressources attentionnelles en mesurant l’interférence entre deux tâches réalisées simultanément (Leone et al., 2017). Cependant, il n’existe pas actuellement d’outil validé d’évaluation de la charge cognitive spécifiquement adapté aux personnes amputées de membre supérieur utilisant une prothèse. Le développement d’une méthodologie d’évaluation robuste, combinant mesures subjectives et objectives, constitue donc un enjeu majeur.
L’objectif de cette étude pilote était d’évaluer la faisabilité et l’acceptabilité d’un protocole combinant deux outils de mesure de la charge cognitive : l’auto-questionnaire NASA-TLX (mesure subjective) et le paradigme de la double tâche (mesure objective) ; lors de la réalisation d’une tâche motrice avec et sans l’utilisation d’un simulateur de prothèse myoélectrique de membre supérieur par des participants asymptomatiques.
Les hypothèses étaient les suivantes : premièrement, l’utilisation du simulateur de prothèse myoélectrique devrait entraîner une augmentation de la charge cognitive perçue, mesurée par le NASA-TLX, par rapport à la condition sans simulateur. Deuxièmement, les scores de double tâche devraient être plus bas que les scores en simple tâche dans au moins un domaine (moteur ou cognitif) voire dans les deux domaines lors de la tâche avec simulateur. Une modification de la répartition des ressources attentionnelles entre les composantes motrice et cognitive lors de l’utilisation du simulateur devrait être observée. Nous attendions également une bonne tolérance et une bonne acceptabilité du protocole.
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