Sondes auditives indépendantes de la tâche et ignorées

Comme nous l'avons vu dans ce chapitre, les sondes indépendantes de la tâche génèrent des potentiels évoqués qui permettent de classer le niveau de charge mentale avec un très haut taux de bonnes classications. Cependant, les sondes que nous avons utilisées dans ces travaux atten- daient une réponse, bien que celle-ci soit de bas niveau. Leur utilisation paraît donc réalisable mais elle est un peu contraignante et surtout potentiellement perturbatrice de la tâche primaire réalisée par le sujet. L'intérêt d'utiliser des sondes indépendantes de la tâche et ignorées doit donc être évalué. An de répondre à cette question, j'ai mis en place deux campagnes expéri- mentales, une campagne pilote réalisée grâce à l'aide d'un stagiaire au CEA, Alexis Breust, et une campagne réalisée par moi-même au CHU de Grenoble avec montage d'un dossier déposé au CPP. Ces deux campagnes sont brièvement décrites ci-dessous, avec leurs principaux résultats. Démonstrateur CEA - Stage d'Alexis Breust

Le stage d'Alexis Breust au CEA concernait l'implémentation sur tablette d'un démonstra- teur de mesures électrophysiologiques. Il a ainsi développé plusieurs applications, dont une avec moi pour l'élicitation de potentiels évoqués auditifs par des sondes ignorées lors de la réalisation d'une tâche de mémoire. An de valider son fonctionnement et d'évaluer l'utilisation possible des PEs élicités par ces sondes, un protocole expérimental a été mis en place. Ce protocole com- prenait la réalisation par les sujets d'une tâche de mémoire de type Sternberg implémentée sur tablette ayant donné des résultats intéressants, et de deux tâches au choix de type vie courante dont les résultats se sont avérés peu pertinents, ils ne seront donc pas détaillés ici. Dans la tâche de Sternberg, les sujets devaient retenir 0, 3, 5 ou 7 consonnes puis les rappeler dans le bon ordre. La période de rétention était de 30 s, pendant lesquelles les sujets étaient sondés par six bips. Ces

dues à la charge soient visibles (gure 6.27), celles-ci n'étaient pas signicatives au niveau du groupe, sûrement à cause d'une variabilité inter-individuelle trop forte pour ce type de sondes. En revanche, les diérences en amplitude entre composantes adjacentes étaient plus robustes à cette variabilité car des eets signicatifs étaient présents. Ainsi, la diérence P3N2 augmentait signicativement avec la charge (p < 0, 001). De plus, le même eet de la charge était aussi présent pour la diérence P3SW (p < 0, 05).

Figure 6.27  Impact de la charge mentale de la tâche de Sternberg sur les potentiels évoqués auditifs au niveau de l'électrode Cz. Moyenne à travers les sujets.

Ces travaux sont à conrmer et surtout à approfondir, d'autant que peu d'essais ont été recueillis et que le signal était assez mauvais du fait de l'utilisation d'électrodes humidiées au sérum physiologique et de la réalisation des tâches en environnement de travail. Il faudrait donc approfondir cette étude en laboratoire, ce qui est l'objet de la section suivante. Ces travaux ont

fait l'objet d'un acte de conférence internationale (voir annexe G).

Projet CARACOg

An d'évaluer dans diérents contextes de tâche la pertinence d'utiliser des sondes indépen- dantes de la tâche, et surtout ignorées par les participants pour eectuer une estimation de la charge mentale, j'ai monté le protocole CARACOg en n de thèse. Ce protocole est détaillé dans le dossier déposé et validé par le Comité de Protection des Personnes du Sud-Est en annexe

E. Ce protocole inclut l'utilisation de sondes auditives avec les mêmes modalités de stimulation

qu'Allison et Polich [173], à savoir des sons purs de 1000 Hz (durée 100 ms, 10 ms de mon-

tée/descente, 65 dB SPL), présentés avec un intervalle inter-stimuli variant aléatoirement entre

6 et 30 s (gure 6.28). Au total, un minimum de 30 stimulations auditives par bloc de charge

auditives et rester concentrés sur leurs tâches, lesquelles étaient de diérente nature. À ce jour, les passations sont encore en cours au CHU de Grenoble, et seuls six sujets sur vingt ont pour l'instant passé l'expérience.

Figure 6.28  Modalités de stimulation à l'aide des sondes auditives dans le protocole CARA- COg.ISI : intervalle inter-stimuli.

Les résultats préliminaires d'estimation de la charge pour une des tâches sont les suivants. La tâche étudiée ici est la Mutli-Attribute Task Battery (MATB-II) développée par la NASA et faisant varier la charge mentale par le nombre de tâches à réaliser en parallèle dont des tâches de surveillance de système d'alerte, de surveillance de jauges de fuel et de pilotage de l'avion à

l'aide d'un joystick (gure 6.29). Les potentiels évoqués par les sondes auditives sont illustrés

par la gure 6.30. On voit que lorsque la charge mentale est élevée, plusieurs composantes de

l'activité évoquée voient leur amplitude diminuer au niveau du groupe. En ce qui concerne la classication, l'estimation de la charge a été réalisée à l'aide de la chaîne de traitement déterminée comme optimale dans ce chapitre, c'est-à-dire celle incluant une étape de ltrage spatial par analyse canonique des corrélations. Au moins 30 essais étaient utilisés par participant et niveau de charge (i.e. 30 sondes auditives), avec toujours une classication par FLDA avec shrinkage et une validation croisée décapartite. Les performances obtenues sont très élevées, comme illustré

par le graphique de la gure 6.31. Ces performances dépassent toutes les 80%, avec 93% de

bonnes classications en moyenne sur les six sujets.

Figure 6.29  Multi-Attribute Task Battery II.

Ces résultats sont uniquement des résultats préliminaires puisque 14 sujets doivent encore passer l'expérience. Les analyses statistiques des performances comportementales et des données neurophysiologiques seront alors réalisées. Toutefois, on voit un net eet de la charge sur ces

Figure 6.30  Potentiels évoqués auditifs lors de la tâche MATB en fonction du niveau de charge. Moyennes à travers les 6 sujets.

Figure 6.31  Performances de classication obtenues à l'aide des potentiels évoqués auditifs pour chacun des sujets pour la tâche MATB.

données. De plus, on voit que la chaîne que nous avions sélectionnée pour classer la charge à partir de sondes visuelles indépendantes de la tâche mais attendant une réponse motrice est toujours ecace lorsque ces sondes sont auditives et de plus ignorées. Ceci montre bien que notre méthodologie est bonne, et qu'une estimation de la charge peut être réalisée de manière ecace et peu intrusive.