The Clock Drawing Task : Erreurs communes et neuroanatomie fonctionnelle

Le dessin de l’horloge est un test simple et efficace à inclure dans l’évaluation neuropsychiatrique des patients.4 Les revues de la littérature de recherche soutiennent son utilisation comme outil de dépistage fiable des dysfonctionnements cognitifs, en particulier pour la démence5,6. Bien qu’il soit utilisé depuis les années 1960, il a été popularisé en 1983, lorsque Goodglass et Kaplan l’ont intégré à la Boston Aphasia Battery.7-9 Bien que la majorité des études utilisent le test du tirage au sort pour évaluer la cognition dans le contexte du dépistage de la démence, d’autres conditions ont également été évaluées. Par exemple, des études récentes ont rapporté l’utilisation d’un test de tirage au sort pour diagnostiquer et classer la gravité de l’encéphalopathie hépatique, prédire les résultats de la réadaptation après une lésion cérébrale traumatique (LCT) et évaluer l’état fonctionnel des anciens combattants souffrant d’une LCT légère liée au déploiement.10-12 Au moins 13 systèmes de notation ont été introduits au fil des ans. L’étude de Shulman, qui conclut que les tests de tracé d’horloge sont complémentaires du mini-examen de l’état mental (MMSE) et constituent une avancée significative dans la détection précoce de la démence et le suivi des changements cognitifs, a également noté qu’un système de notation simple mettant l’accent sur les aspects qualitatifs du tracé d’horloge devrait maximiser son utilité.5 La documentation du type d’erreurs de tracé d’horloge peut contribuer à l’évaluation clinique des patients présentant des troubles et des syndromes neuropsychiatriques présumés, tant lors de l’évaluation initiale que des évaluations ultérieures. Elle a également une grande valeur éducative pour les familles des patients et pour l’enseignement des stagiaires, car elle fournit une démonstration facilement compréhensible de déficits cognitifs subtils parfois difficiles à identifier dans un examen de routine au chevet du patient. L’objectif de cette revue est de présenter les principales erreurs qualitatives du tracé de l’horloge et les preuves reliant la performance à la neuroanatomie. La grande variabilité dans la façon dont les tests de dessin d’horloge sont administrés et notés dépasse le cadre de cette revue.5

Erreurs de dessin d’horloge

Le système le plus couramment utilisé d’erreurs qualitatives de dessin d’horloge a été décrit par Rouleau.1 Il a catégorisé cinq types d’erreurs en plus de la taille de l’horloge (Figure 1) : 1) difficultés graphiques ; 2) réponse liée au stimulus ; 3) déficit conceptuel ; 4) déficit spatial et/ou de planification ; et 5) persévération. Il est important de noter que de nombreuses publications n’incluent pas les six erreurs qualitatives. L’accent est davantage mis sur la comparaison des erreurs dues aux réponses liées au stimulus, au déficit conceptuel, aux difficultés spatiales et/ou de planification, ou à la persévération. Comme nous l’avons mentionné plus haut, la façon dont les tests de dessin d’horloge sont administrés varie également. Certains tests fournissent un cercle pré-dessiné et différents réglages de temps. La plupart des tests formels demandent d’abord au patient de dessiner une horloge (c.-à-d. dessiner sur commande), puis de copier une horloge (c.-à-d. copier sur commande). Il existe des preuves que les patients atteints de la maladie d’Alzheimer (MA) font moins d’erreurs lors du dessin d’une horloge lorsqu’on leur demande de copier une horloge, probablement parce que les fonctions exécutives et la mémoire sémantique sont moins sollicitées.1

Taille de l’horloge (non illustrée)

Un dessin d’horloge est considéré comme petit s’il mesure moins de 1,5 pouce, et grand s’il mesure plus de 5 pouces. Les patients atteints de la maladie de Huntington (MH) ont une incidence plus élevée de petites horloges, tandis que les patients atteints de la MA ont une incidence plus élevée de grandes horloges.1 Les petites horloges observées dans la MH peuvent être dues à la micrographie observée dans les troubles qui impliquent les ganglions de la base. Les grandes horloges observées dans la MA peuvent être le résultat d’une mauvaise planification visuospatiale due à une altération du fonctionnement exécutif (lobe frontal) et visuospatial (lobe pariétal droit).

Difficultés graphiques

Les difficultés graphiques sont présentes lorsque les lignes ne sont pas précises, ce qui entraîne soit des déformations du cadran de l’horloge, soit des chiffres difficiles à lire. Les aiguilles ne sont pas droites et ne se connectent pas toujours en leur milieu. L’ensemble peut sembler imprécis et maladroit, mais le dessin reste généralement reconnaissable comme une horloge. Les erreurs graphiques sont plus fréquentes dans la MH et dans les démences vasculaires modérées que dans la MA.1,13 On a constaté que les erreurs graphiques s’aggravaient dans la démence vasculaire au fur et à mesure que la maladie progressait.13 Les difficultés graphiques observées dans la MH et les démences vasculaires sont probablement le résultat d’une perturbation secondaire des circuits frontostriataux nécessaires à la coordination du contrôle de la motricité fine et de la planification.

Réponse liée au stimulus

Une réponse liée au stimulus est la tendance du dessin à être dominé ou guidé par un seul stimulus, le plus souvent lié aux instructions de réglage du temps. Habituellement, les instructions consistent à régler l’heure à « 10 après 11 ». Dans une erreur, les aiguilles sont réglées sur « 10 ’til 11 » au lieu de « 10 after 11 ». Le patient n’arrive pas à recoder le « 10 » de « 10 after 11 » comme un « 2 » pour régler l’aiguille des minutes. Le patient est « attiré » par la source de stimulus forte (c’est-à-dire « 10 ») plutôt que par la réponse appropriée qui implique une opération plus complexe (c’est-à-dire régler l’aiguille des minutes sur « 2 »). Dans le deuxième type d’erreur liée au stimulus, le « 1 » est écrit près du « 11 » ou entre « 10 et 11 » sur l’horloge. Les aiguilles peuvent être absentes ou pointées vers « 10 » et/ou « 11 ». Ce deuxième type d’erreur liée au stimulus peut également être considéré comme une erreur conceptuelle. Plusieurs études ont rapporté que les erreurs liées au stimulus étaient plus fréquentes dans la MA que dans la HD, la maladie de Parkinson (MP) ou la démence fronto-temporale1,14,15. Cependant, des résultats contraires ont également été rapportés, les erreurs liées au stimulus étant plus fréquentes dans la MP avec démence que dans la MA16. Une façon possible de concilier ces résultats est que les circuits frontostriataux peuvent être grandement altérés au moment où la MP évolue vers la démence, ce qui entraîne des déficits des fonctions exécutives.

Déficits conceptuels

Les déficits conceptuels sont définis comme une perte ou une altération de l’accès à la connaissance des attributs, des caractéristiques et de la signification d’une horloge. Cette catégorie englobe une grande variété d’erreurs. Les déficits conceptuels dans le dessin d’une horloge peuvent être dus à un dessin qui ne ressemble pas à une horloge (c’est-à-dire une mauvaise représentation de l’horloge) ou à un dessin avec des aiguilles qui ne communiquent pas une heure (c’est-à-dire une mauvaise représentation de l’heure). La représentation erronée de l’horloge suggère l’indisponibilité d’une représentation graphique correcte d’une horloge. La représentation erronée de l’heure (par exemple, des aiguilles absentes, des aiguilles représentées de manière inadéquate, l’heure écrite sur l’horloge) suggère un déficit dans la connaissance de la caractéristique qui confère la plus grande partie de la signification d’une horloge, qui est de communiquer l’heure.

Plusieurs études ont montré que les déficits conceptuels dans le dessin d’horloge sont plus fréquents et surviennent plus tôt dans le cours de la progression de la maladie dans la MA que dans la HD, la MP, la démence vasculaire ou la démence frontotemporale.14,16 Les déficits peuvent être évidents même dans les cas légers et sont plus fréquemment observés lorsque la MA devient plus sévère.1,17-19 Il existe des preuves que les erreurs conceptuelles sont plus fréquentes chez les patients souffrant de troubles cognitifs légers (MCI) que chez les sujets normaux, mais le tracé de l’horloge n’est pas considéré comme un outil de dépistage unique du MCI.19-21 Une étude de lésion/déficit a révélé que les lésions dans les cortex operculaires frontaux-pariétaux inférieurs gauches étaient associées à des erreurs de mise à l’heure.22 Les déficits conceptuels sont probablement dus à une altération de la mémoire sémantique, une fonction primaire des lobes temporaux latéraux.23 La mémoire sémantique se réfère à notre magasin de connaissances conceptuelles et factuelles qui ne sont pas liées à un souvenir spécifique (c’est-à-dire, mémoire épisodique).

Déficits spatiaux et/ou de planification

Les déficits spatiaux et de planification sont dus à des erreurs dans la disposition des chiffres sur le dessin de l’horloge (par exemple, négligence de l’hémisphère gauche, déficit de planification entraînant des lacunes dans l’espacement des chiffres, déficit dans la disposition spatiale des chiffres en l’absence d’un modèle spécifique de désorganisation spatiale, chiffres écrits à l’extérieur du cadran de l’horloge, chiffres écrits dans le sens inverse des aiguilles d’une montre). Les déficits spatiaux/de planification sont plus fréquents dans la MA que dans la démence fronto-temporale ou la schizophrénie.14,24 Cela est probablement dû à une plus grande implication du lobe pariétal dans la MA. Les déficits spatiaux/de planification sont plus fréquents dans la MP avec démence, la maladie à corps de Lewy diffus (DLB) ou la démence vasculaire que dans la MA.13,25 Ces résultats sont probablement dus à l’implication sous-corticale dans ces conditions. Les erreurs d’horlogerie dues à des déficits spatiaux/de planification sont dues à une déficience de l’hémisphère droit non dominant, en particulier du lobe pariétal droit.22 L’erreur d’horlogerie la plus courante est peut-être observée chez le patient présentant une lésion pariétale droite qui entraîne une négligence de l’hémisphère gauche (l’horloge peut avoir tous les chiffres alignés du côté droit). Dans le cas d’un AVC, ce phénomène tend à être plus évident dans la phase aiguë. Les patients peuvent même présenter une anosognosie et nier toute erreur ou tout problème concernant le cadran de l’horloge. En outre, des circuits qui communiquent entre le lobe pariétal et le lobe frontal (circuits frontopariétaux) et entre le lobe frontal et la zone sous-corticale (circuits frontostriataux) sont nécessaires pour planifier et dessiner avec précision un cadran d’horloge. Les circuits frontopariétaux jouent probablement un rôle dans la coordination de la compréhension visuospatiale d’une horloge et les circuits frontostriataux les fonctions exécutives qui aboutissent à un cadran d’horloge précis.

Persévération

La persévération est définie comme la poursuite ou la récurrence d’une activité sans stimulus approprié. Dans le dessin d’horloge, cela peut être dû à la persévération des aiguilles (par exemple, présence de plus de deux aiguilles, reflétant une incapacité à mettre fin à l’ensemble continu de traçage des aiguilles) ou à la persévération des chiffres (par exemple, prolongation anormale des chiffres, comme l’écriture au-delà de 12 ou la récurrence inappropriée des mêmes chiffres). Les erreurs de persévération sont plus fréquentes dans la MA que chez les sujets normaux ou les patients atteints de schizophrénie.17,24 Les erreurs de persévération dans le tracé de l’horloge sont probablement dues à une altération de la fonction exécutive dans la zone préfrontale du lobe frontal, que l’on retrouve dans de nombreux troubles de la démence.

Imagerie

Plusieurs types de preuves d’imagerie soutiennent la participation des régions corticales et sous-corticales dans la réalisation de la tâche de tracé de l’horloge. Une étude par IRMf chez des individus normaux et en bonne santé effectuant une tâche consistant à dessiner les aiguilles d’une horloge pour indiquer l’heure a révélé des activations dans les régions frontales et pariétales (figure 2).2 Une étude chez des patients atteints de DCL, utilisant l’IRMf au repos pour évaluer la connectivité fonctionnelle du cortex préfrontal dorsolatéral (DLPFC), a rapporté que la connectivité à de multiples régions cérébrales (par ex, lobule pariétal inférieur, gyrus frontal supérieur, gyrus frontal médian, putamen) était réduite, mais seule la réduction de la connectivité entre le DLPFC gauche et le thalamus gauche était en corrélation avec une altération des performances lors de la tâche de dessin d’une horloge (Figure 3).3 Une étude utilisant la relaxométrie à base de voxels pour identifier les lésions structurelles a montré que la tâche de dessin d’une horloge était plus sensible que plusieurs autres tests couramment utilisés (ex, MMSE, test de traçage de pistes partie A, test de traçage de pistes partie B) à la présence de petites zones de lésion cérébrale, mais que les lésions concernaient une grande variété d’emplacements corticaux (insula, temporal, frontal, pariétal postérieur) et sous-corticaux (corps calleux, caudate).26 Une autre étude a révélé que les anomalies de la matière blanche dans la région périventriculaire étaient plus fortement associées à une altération des performances que les anomalies de la matière blanche dans d’autres zones, ce qui implique des connexions fronto-sous-corticales.27 Plusieurs études ont utilisé la tomographie par émission de positons (TEP) et la tomographie par émission monophotonique (TEMP) pour examiner la relation entre les réductions localisées du débit sanguin cérébral ou du taux métabolique cérébral et l’altération des performances dans la tâche de dessin d’une horloge dans divers troubles. Les zones les plus fréquemment associées chez les patients atteints de la MA ou du MCI sont les cortex pariétal et cingulaire postérieur et la région hippocampique.28-30 Les zones impliquées chez les patients atteints de démence DLB comprennent des régions corticales (frontales, temporo-pariétales) et sous-corticales (putamen, thalamus).31,32 Des études utilisant la morphométrie basée sur le voxel chez des patients atteints de la MA ou de MCI pour évaluer la relation entre la densité de la matière grise locale et la performance du tracé de l’horloge ont rapporté des associations avec de nombreuses zones corticales (temporales, frontales, pariétales, cervelet) et sous-corticales (thalamus, caudate).33-35 À noter qu’une étude comparant plusieurs systèmes de notation a révélé que tous étaient corrélés avec le volume régional de matière grise dans le lobe pariétal droit, mais qu’ils différaient pour d’autres zones, ce qui indique que le choix du système de notation influencera les résultats.34

Seule une poignée d’études ont examiné les corrélats anatomiques de types d’erreurs spécifiques. Une étude sur les lésions/déficits chez des patients souffrant de lésions cérébrales focales a identifié deux modèles prédominants d’erreurs dans la tâche de dessin d’horloge.22 Les problèmes d’organisation spatiale et de placement correct des chiffres étaient plus fréquents chez les patients présentant des lésions de l’hémisphère droit, tandis que les problèmes de placement correct des aiguilles de l’horloge (réglage de l’heure) étaient plus fréquents chez les patients présentant des lésions de l’hémisphère gauche. Les auteurs de cette étude ont noté que ces résultats sont cohérents avec une altération du traitement visuospatial dans le premier groupe, et une altération du traitement du langage dans le second. Une étude évaluant l’impact d’une charge élevée ou faible d’anomalies de la matière blanche périventriculaire (AMM) sur la performance du dessin d’horloge chez les patients atteints de démence a comparé les patients atteints de la MA ou de démence vasculaire à ceux atteints de la MP sur le score total et le score par domaine fonctionnel (motricité globale, temps, persévération/traction, disposition spatiale).36 Le groupe à faible AMM avait une meilleure performance que les deux autres groupes (MP ; AMM élevée), qui ne différaient pas sur le score total ou les scores par domaine. Le groupe à faible AMM a obtenu de meilleurs résultats que le groupe à AMM élevée dans le domaine de la motricité globale et de meilleurs résultats que le groupe PD dans les domaines du temps et de la disposition spatiale. Comme le notent les auteurs, ces résultats soutiennent la participation des zones corticales et sous-corticales dans la réalisation de cette tâche.

Conclusion

Les corrélats neuronaux de la performance de dessin d’horloge ont été étudiés principalement dans les populations cliniques atteintes de démence, et peu d’études ont examiné les erreurs spécifiques. Il reste donc beaucoup à apprendre. Bien que d’autres recherches soient nécessaires pour mieux comprendre la neuroanatomie fonctionnelle du dessin de l’horloge, il est clair que de multiples régions du cerveau, dans les zones corticales et sous-corticales, et les circuits qui les relient, jouent un rôle. Une altération du rythme cardiaque peut constituer un signal de déficience cognitive qui guide le clinicien vers une meilleure compréhension du patient et du contexte des symptômes présentés. Le clinicien peut également utiliser le dessin d’horloge comme un moyen de surveiller les changements cognitifs et de fournir un outil d’enseignement à la famille et aux étudiants.