La publication, le mois dernier, de l’article « Contributions of Age-Related and Audibility-Related Deficits to Aided Consonant Identification in Presbycusis: A Causal-Inference Analysis » dans la revue Frontiers in Aging Neuroscience vient clôturer 1 an et demi de travail d’analyse sur un projet qui, lui, court depuis 2009 (intitulé « Projet Genopath »). Cette collaboration de longue haleine entre l’équipe de la professeure Christine Petit (avec Sophie Boucher et Crystel Bonnet) et la nôtre (composée de Christian Lorenzi, Agnès Léger et moi-même) portait sur une étude statistique à grande échelle des pertes d’audition liées à l’âge. Le texte de l’article est disponible en accès ouvert sur le site de l’éditeur. Visant un public scientifique, il est rédigé en anglais et dans un langage technique. Néanmoins, je pense que les résultats obtenus sont susceptibles d’intéresser un plus large public, et j’en propose donc ici un résumé en français.

Un diagramme causal de l’intelligibilité

Les pertes auditives peuvent survenir à différents âges de la vie. Néanmoins, une très large majorité des cas est due à des formes tardives, en particulier la presbyacousie, qui est la manifestation de l’usure de notre système auditif, de la même manière que la presbytie est le signe du vieillissement naturel de notre système visuel. On estime que les pertes auditives touchent environ un tiers des plus de 65 ans (dans les pays où ces statistiques sont disponibles), un pourcentage qui double avec chaque décade [1]–[3]. En dégradant la perception des sons, notamment des sons de parole, la presbyacousie réduit leur intelligibilité¹ : plus les sons deviennent inaudibles, plus ils sont difficiles à identifier. On peut représenter cette relation par une flèche Âge → Audibilité → Intelligibilité (qu’on peut traduire par « l’âge affecte l’audibilité des sons, et donc leur compréhension »). Sans surprise, chez les personnes non appareillées le lien entre audibilité et intelligibilité est extrêmement fort : les seuils audiométriques, mesurés au moyen d’un audiogramme, permettent de prédire très efficacement le degré de compréhension en l’absence d’audioprothèses. Plus surprenant, comme je l’ai expliqué dans un précédent billet, le port d’une audioprothèse ne permet de remédier que partiellement à ces déficits ; la flèche Âge → Audibilité → Intelligibilité demeure donc pertinente dans le cas d’un individu appareillé.

Cette première description du lien entre âge et intelligibilité n’est cependant pas suffisante. En effet, le vieillissement fait peser une double charge sur la compréhension de la parole. Outre la presbyacousie évoquée ci-dessus qui rend plus difficile la perception des sons de parole, les personnes âgées peuvent également souffrir de déficits cognitifs spécifiques (attentionnels, mémoriels, ou encore linguistiques) qui pèsent sur la manipulation et le traitement de ces sons par le cerveau. Ainsi, des personnes âgées sans pertes auditives peuvent néanmoins présenter une intelligibilité inférieure à celle d’un groupe jeune, ce qui confirme qu’une partie des déficits d’intelligibilité sont indépendants des problèmes d’audition. Nous symboliserons donc cette seconde relation en ajoutant au diagramme une flèche directe Âge → Intelligibilité :

Le problème qui nous intéresse ici est l’estimation de l’incidence des déficits auditifs et des déficits cognitifs dans les pertes d’intelligibilité liées à l’âge. En effet, comme on l’a vu, deux « chemins » causaux relient potentiellement l’âge à l’intelligibilité : la flèche Âge → Audibilité → Intelligibilité (presbyacousie) et la flèche Âge → Intelligibilité (déficits cognitifs). Il s’agit donc de déterminer leur importance relative, c’est-à-dire lequel des deux représente en pratique le facteur limitant. La réponse à cette question présente non seulement un intérêt scientifique évident, puisqu’elle représenterait un pas vers une meilleure compréhension des mécanismes de l’audition, mais également une importance pratique puisqu’elle pourrait permettre de privilégier certains axes dans la recherche de solutions audiologiques.

Un certain nombre d’études visant à estimer les rôles respectifs de ces deux facteurs dans les pertes d’intelligibilité ont conclu que les déficits cognitifs liés à l’âge avaient un rôle propre, bien que modeste devant celui des déficits auditifs. Cependant, cette mesure apparaît très variable d’une étude à l’autre. Une explication plausible est que notre diagramme plus haut est trop simple pour rendre compte des phénomènes impliqués : en réalité, les facteurs cognitifs n’entrent effectivement en jeu que dans les situations d’écoute les plus défavorables. Ainsi, lors d’une discussion en environnement très bruyant, les interlocuteurs et interlocutrices ont besoin d’engager leurs capacités cognitives pour suppléer à la mauvaise transmission de l’information, par exemple en reconstituant les portions inaudibles de la conversation par déduction sur la base du contexte et des éléments correctement perçus. Il faut donc faire figurer sur le schéma l’effet des facteurs externes sur la compréhension, qu’on résumera sous l’étiquette « Environnement ».

L’étude Genopath visait à mesurer, chez des personnes appareillées de plus de 40 ans, le poids respectif des déficits cognitifs et des déficits auditifs dans les pertes d’intelligibilité liées à l’âge, dans le silence et dans le bruit – ou, autrement dit, à évaluer si les difficultés des personnes âgées appareillées proviennent des limites de leur audioprothèse ou plutôt des troubles cognitifs associés à leur classe d’âge. Comme dans toute étude observationnelle, la complexité de la tâche provient de l’impossibilité de manipuler expérimentalement les variables en jeu. Ainsi, par exemple, on ne peut faire varier indépendamment l’âge et les pertes auditives pour observer les effets propres de ces facteurs sur l’intelligibilité ; on doit se contenter de les mesurer conjointement sur un échantillon donné d’individus afin d’estimer leur lien statistique. Dans ce cadre, le triangle Âge – Intelligibilité – Audibilité qui apparaît dans le diagramme plus haut représente un problème d’école pour le statisticien car il rend difficile l’évaluation des potentiels liens de causalité unissant ces variables². La résolution de ce genre de problèmes repose sur la notion centrale de contrôle statistique combinée à des modèles d’inférence causale [4], [5] qui permettent, sous certaines hypothèses, d’évaluer l’influence de chaque facteur en faisant abstraction des autres³.

Le projet Genopath 

Sur la période 2009-2012, nous avons recruté 384 volontaires malentendants parmi la patientèle de 7 centres médicaux français⁴, ainsi qu’un groupe-contrôle de 75 participants et participantes ne présentant pas de problèmes d’audition. Ceci a, bien sûr, nécessité le concours de nombreuses équipes médicales réparties sur le territoire de la France métropolitaine et, également, un important travail de compilation de données. Nous nous sommes par ailleurs assurés que les participants et participantes presbyacousiques formaient bien un échantillon représentatif : la dégradation de leurs seuils auditifs avec l’âge reflétant fidèlement celle mesurée dans l’ensemble de la population française.

Ces 459 volontaires ont passé un test d’intelligibilité, l’Intellitest, qui consiste simplement à identifier des consonnes répétées dans des pseudo-mots sans signification (par exemple « afafa »), soit dans le silence, soit dans un bruit de fond. Les individus presbyacousiques testés bénéficiaient en outre d’une amplification similaire à celle fournie habituellement par leur correction auditive. Pour chaque participant et participante, nous avons ainsi recueilli un score d’intelligibilité dans le silence ainsi qu’un score d’intelligibilité dans le bruit. Les résultats des 384 volontaires malentendants pour ce test d’intelligibilité sont présentés dans la figure suivante. Elle illustre, pour trois groupes d’âges arbitraires, la chute des capacités de compréhension dans le silence (ronds noirs) ou dans le bruit (ronds blancs) avec l’augmentation des pertes auditives.

Sans entrer ici dans les détails de l’analyse statistique, l’influence majeure des pertes auditives sur l’intelligibilité est incontestable sur ce graphique. La tendance générale dans les données individuelles est matérialisée par la pente tracée en bleu (trait continu pour la compréhension dans le silence, pointillés pour la compréhension dans le bruit). Quel que soit le groupe d’âge et l’environnement sonore, les pertes auditives, même corrigées par une audioprothèse, se traduisent par des pertes conséquentes d’intelligibilité : dans le silence, à partir de 40 dB de pertes auditives (surdité moyenne) l’intelligibilité diminue d’environ 2 % par nouveau dB de pertes. Dans un environnement bruyant, la pente est similaire mais débute aux alentours de 20 dB de pertes seulement, c’est-à-dire dès l’apparition d’une surdité faible. La chute d’intelligibilité liée aux problèmes auditifs mesurée chez les participants et participantes de l’étude est donc brutale et, ce, malgré le port d’un appareillage auditif. Ceci ne doit pas conduire à la conclusion que l’audioprothèse est inutile – sans elle les pertes d’intelligibilité sont encore bien plus lourdes – mais plutôt qu’en matière d’audition il vaut mieux prévenir que guérir.

Comparé à l’effet substantiel des pertes auditives résiduelles (c.-à-d. non corrigées par l’audioprothèse) sur l’intelligibilité, les pertes cognitives liées à l’âge semblent ne jouer qu’un rôle relativement limité. On peut s’en rendre compte en remarquant que la différence entre groupe d’âges pour un niveau donné de pertes auditives est relativement négligeable comparée à la décroissance de l’intelligibilité au sein de chaque groupe d’âge (la pente bleue évoquée ci-dessus). Ceci suggère donc que le lien Âge → Audibilité → Intelligibilité prédomine sur le lien Âge → Intelligibilité. L’analyse statistique menée dans le cadre de cette étude a permis d’estimer que le premier était 5 fois plus important que le second dans les données récoltées. Rappelons néanmoins que la tâche demandée aux volontaires portait sur la compréhension de pseudo-mots (p.ex. « afafa ») et non d’enregistrements de conversations composées de mots et de phrases. Il est donc possible que l’étude sous-estime le rôle des pertes cognitives, qui sont plus handicapantes pour la compréhension de parole véhiculant une signification.

Enfin, un dernier aspect important à relever dans le graphique ci-dessus est la grande dispersion des points autour des courbes bleues, particulièrement en présence d’un bruit de fond (ronds blancs). Ceci signifie que les trois facteurs principaux évoqués dans cette étude (âge / audibilité / environnement) ne suffisent pas à prédire précisément les capacités de chaque individu en termes de compréhension de parole. Autrement dit, deux personnes presbyacousiques de même âge et de même audiogramme peuvent obtenir des performances très différentes au test de compréhension de parole, un écart qui peut aller jusqu’à 70 points de pourcentage de différence ! En effet, un quatrième facteur n’a pas été représenté dans le diagramme précédent, ni pris en compte dans l’analyse statistique, car il est moins clairement défini et plus difficilement mesurable que les trois premiers. Il s’agit des pertes supraliminaires, ces pertes auditives dites « cachées » car elles n’apparaissent pas sur l’audiogramme du patient ou de la patiente. Les pertes supraliminaires peuvent varier considérablement d’un individu à l’autre, induisant ainsi une grande variabilité dans les performances en compréhension de parole. Une part importante des recherches actuelles en audiologie vise à caractériser ces déficits encore relativement mal compris.

Finalement, les résultats obtenus dans cette étude sur un large panel de personnes malentendantes valident les données de la littérature scientifique, établies parfois sur des échantillons plus réduits. Ces analyses confirment notamment le rôle prépondérant des pertes auditives résiduelles par comparaison avec celui des déficits cognitifs liés à l’âge. Le projet Genopath ne se limite cependant pas à cette étude psycholinguistique à grande échelle : un second volet, encore actuellement en cours, vise à relier les performances auditives individuelles avec une analyse du génome pour identifier les éventuelles mutations favorisant l’apparition de la presbyacousie [6]. Cette approche génétique, portée par la professeure Christine Petit, pourrait ouvrir la voie vers le développement de traitements, par thérapie génique, de certaines formes de surdité.

Références

[1] Action on Hearing Loss, « Hearing Matters Report », Action on Hearing Loss, London, UK, 2015. Consulté le: juin 26, 2020.
[2] World Health Organization, « Addressing the rising prevalence of hearing loss », World Health Organization, 2018.
[3] L. Haeusler, T. De Laval, et C. Millot, « Étude quantitative sur le handicap auditif », DREES, Document de travail 131, 2014.
[4] R. McElreath, Statistical Rethinking : A Bayesian Course with R Examples. Boca Raton, UNITED STATES: Chapman and Hall/CRC, 2015.
[5] J. Pearl et D. Mackenzie, The Book of Why: The New Science of Cause and Effect. Penguin UK, 2018.
[6] S. Boucher et al., « Ultrarare heterozygous pathogenic variants of genes causing dominant forms of early-onset deafness underlie severe presbycusis », Proc. Natl. Acad. Sci., nov. 2020, doi: 10.1073/pnas.2010782117.

Remerciements

Merci à Jean-Pierre Varnet pour la relecture. L’illustration de l’article est une photo prise par Martin Roemers et disponible sur JSTOR pour usage dans un cadre académique et non commercial.

Notes

1. Dans cet article j’utiliserai le terme d’ « intelligibilité » pour désigner l’identification correcte des sons qui composent langage, les phonèmes. Il s’agit là d’une définition plus restreinte que l’acception courante du mot intelligibilité comme la compréhension du langage en général.
2. J’ai déjà parlé dans un précédent billet des difficultés liées à l’analyse de données observationnelles au travers de l’exemple du paradoxe de Berkson.
3. Sans entrer dans le détail des justifications mathématiques, le contrôle statistique consiste ici à mesurer l’effet de l’âge sur l’intelligibilité une fois pris en compte les problèmes d’audition. Autrement dit, à prédire dans un premier temps l’intelligibilité sur la seule base des pertes auditives, puis dans un second temps à évaluer si l’ajout de l’information de l’âge de l’individu permet d’améliorer cette prédiction. Si tel est le cas, cela suggère que l’action des déficits cognitifs liés à l’âge (flèche Âge → Intelligibilité) n’est pas négligeable par rapport à celle des pertes auditives liées à l’âge (flèche Âge → Audibilité → Intelligibilité). Le même processus est ensuite répété en prenant comme base la prédiction de l’intelligibilité par l’âge, puis en introduisant les pertes auditives.
4. CHNO des XV-XXA (Paris), CHU Pellegrin (Bordeaux), CHU Gabriel Montpied (Clermont-Ferrand), Hôpital Salengro (Lille), Hôpital Édouard Herriot (Lyon), AP-HM Hôpital universitaire Nord (Marseille), Hôpital Purpan (Toulouse).