Voir une différence : Recherche innovante au - Labo sur la vision de Concordia du CRIR

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Édition Avril 2020 (02)                                                  April Edition 2020 (02)

                                                                                    © CRIR - 2020

             Voir une différence : Recherche innovante au
               Labo sur la vision de Concordia du CRIR

                          Courte entrevue avec Aaron P. Johnson, Ph.D.

                              Aaron P. Johnson, Ph.D.

                                    Professeure agrégé, Département de psychologie,
                                    Université Concordia
                                    Chercheur régulier, CRIR–Centre de réadaptation
                                    Lethbridge-Layton-Mackay, site MAB, CIUSSS du
                                    Centre-Ouest-de-l'Île-de-Montréal

Laboratoire sur la vision Concordia

Nous allons aborder dans notre conversation deux de vos projets portant sur
la déficience visuelle qui sont présentement en cours au Laboratoire sur la
vision de Concordia du CRIR. Le premier est un programme d’entrainement
visant à améliorer la stabilité des mouvements oculaires et son effet sur
l’équilibre. Le deuxième porte sur le recours à des appareils de suivi des
mouvements oculaires pour mesurer la perception du visage. Commençons
par le premier projet.

Pouvez-vous nous décrire votre recherche sur l’amélioration de la lecture chez
les personnes atteintes de déficience visuelle ?
La plupart des gens se décident à demander de l’aide lorsque leur vision se
détériore au point où ils ont de la difficulté à lire. L’un des objectifs les plus
fréquents en réadaptation visuelle est donc l’amélioration de la capacité de lire.
En ce moment, la principale méthode d’amélioration de la lecture repose sur
l’amélioration de la stabilité oculaire pendant l’exercice. Souvent, lorsque des
personnes atteintes de déficience visuelle se présentent au Centre de
réadaptation Lethbridge-Layton-Mackay, leurs yeux se déplacent de façon
désordonnée quand elles tentent de lire. Elles ont beaucoup de difficulté à
trouver dans leur œil une zone dotée d’une capacité visuelle qui leur
permettrait de lire.

Bien des centres de réadaptation, dont le Centre de réadaptation Lethbridge-
Layton-Mackay, offrent des programmes d’entrainement de la vision
excentrique qui favorisent la stabilisation des mouvements oculaires. Ces
programmes ont pour objectif de rendre les mouvements oculaires moins
désordonnés quand l’œil se concentre sur un seul point. Les personnes qui ont
une vision normale sont capables de le faire en regardant le texte droit devant
elles. Les personnes qui ont une perte de fonction visuelle doivent trouver une
nouvelle zone sur leur œil qui reste capable de voir le texte.

   La déficience visuelle est une perte partielle de la vision que le port de lunettes ne
   peut pas corriger. Cette déficience peut affecter aussi bien les enfants que les
   adultes. Elle peut être causée par un accident vasculaire cérébral, le diabète ou
   l’hypertension, entre autres. Elle peut aussi résulter d’une dégénérescence
   maculaire liée à l’âge (détérioration de la partie centrale de la rétine), de cataractes,
   du glaucome ou d’une blessure à l’œil.

Plus d’un million de Canadiens sont atteints de déficience visuelle. Il y a plus de
   gens qui vivent avec une déficience visuelle que de personnes atteintes des
   maladies de Parkinson et d’Alzheimer combinées. Selon certaines estimations, un
   (1) Canadien âgé de plus de 60 ans sur 10 aura une forme quelconque de
   déficience visuelle au cours de sa vie. D’ici 2032, 25 % de la population canadienne
   devrait avoir plus de 60 ans; le nombre de personnes atteintes de déficience
   visuelle au Canada devrait donc augmenter.

   La déficience visuelle a de sérieuses répercussions sur les personnes qui en sont
   atteintes, ainsi que sur leur famille et leurs amis. Elle peut affecter la capacité de
   faire ses tâches quotidiennes et d’interagir dans son milieu social et physique. Elle
   peut, entre autres, réduire l’autonomie, la mobilité et la réussite scolaire ou
   professionnelle. Elle a été liée aux chutes, aux blessures et à l’atteinte cognitive.

Le principal objectif de la réadaptation est de permettre aux gens de mieux lire
qu’avant leur entrainement. Nous pouvons mesurer l’aisance ou le nombre de
mots lus avant et après la réadaptation.

Nous pouvons aussi déterminer si la vitesse de lecture ou la compréhension du
texte s’est améliorée. Notre recherche fait état d’une amélioration
statistiquement significative de la stabilité des mouvements oculaires après
l’entrainement.

En quoi cette recherche sur l’amélioration de la stabilité des mouvements
oculaires est-elle liée à l’équilibre ?
Dans le cadre du programme « Nouvelles initiatives » du CRIR, nous avons pu
poser la question suivante : « L’entrainement visant à stabiliser les
mouvements oculaires suscite-t-il aussi une amélioration de l’équilibre? » Nous
avons abordé la question en faisant appel à notre expertise en recherche et
travaillé en collaboration étroite avec Hana Boxerman, chercheuse du CRIR
spécialisée en déficience visuelle ainsi que d’autres cliniciens du Centre
Lethbridge-Layton-Mackay.

Certaines données initiales, collectées par Caitlin Murphy, chercheuse
postdoctorale au Laboratoire sur la vision de Concordia du CRIR, indiquent que
les personnes atteintes de déficience visuelle dont les mouvements oculaires
sont plus stables ont davantage confiance en leur sens de l’équilibre.

En plus d’évaluer la stabilité des mouvements oculaires avant, pendant et
après l’entrainement, on a aussi évalué l’équilibre des patients. Les gens
devaient rester debout sur une planche d’équilibre Nintendo Wii. Cela nous a

permis de mesurer et de quantifier les mouvements de la personne, leur
direction et leur vitesse.

Quels sont les résultats de cette recherche ?
Les résultats préliminaires indiquent que cet entrainement a des effets transversaux. Les
personnes constatent une amélioration de leur équilibre et mentionnent qu’elles ont
davantage confiance en leur capacité d’exécuter des tâches qui exigent de l’équilibre.

S’agit-il de recherche innovante ?
Oui. C’est la première fois que cela a été démontré, et nous en sommes ravies. Par contre,
notre recherche est encore à ses premiers stades. Nous planifions de mener d’autres
études dans ce domaine. En outre, ce projet de recherche découle de l’intérêt manifesté
par une clinicienne du Centre Lethbridge-Layton-Mackay. Notre projet est fondé sur un réel
partenariat entre chercheurs et cliniciens. Il montre bien qu’en équipe, nous pouvons
commencer à explorer des questions que personne ne peut aborder en solo.

Quelle est pour vous la prochaine étape?
Nous aimerions étendre notre recherche à un plus grand nombre de sujets et voir si
l’entrainement est plus efficace dans certains types de déficience visuelle que d’autres.

Passons maintenant au deuxième projet qui repose sur l’utilisation d’appareils
de suivi des mouvements oculaires pour mesurer la perception visuelle.

Qu’est-ce que c’est exactement ?
Les personnes atteintes de déficience visuelle mentionnent souvent qu’elles se sentent
mal à l’aise dans leurs interactions sociales. Ce malaise repose en partie sur des
problèmes de perception du visage, c’est-à-dire que les personnes arrivent mal à
reconnaître les gens ou à percevoir les émotions transmises par les expressions du
visage. Il y a peu de recherche dans ce domaine.

   Un appareil de suivi des mouvements oculaires ressemble à une paire de lunettes
   normale. Cet appareil permet de ne intelligentmpose alors la position des yeux de la
   personne qui regarde sur le vidéo de ce qu’elle voit – ce qui nous permet de voir
   l’endroit et l’objet du vidéo que regardait cette personne.

Comment avez-vous mené cette étude ?
Notre étude comprend deux groupes d’adultes plus âgés; les premiers sont atteints d’une
déficience visuelle, les autres ont une vision normale. On montre aux deux groupes une
série de visages et à des distances variées. On leur pose deux questions : 1) Est-ce que le
visage exprime une émotion? 2) Si c’est le cas, pouvez-vous dire quelle est cette émotion?

Les participants doivent d’abord décider s’il y a une émotion. S’ils perçoivent une émotion,
ils doivent déterminer si c’est de la colère, de la joie ou de la tristesse.

Quels sont les principaux résultats de ce travail ?
Les adultes plus âgés atteints d’une déficience visuelle ont des résultats nettement moins
bons que ceux dont la vision est normale, en particulier lorsque le visage rétrécit et qu’il se
trouve à l’autre bout de la pièce. Plus le visage est gros, plus il est plus facile de le
reconnaître et d’interpréter les émotions.

En quoi cette étude est-elle importante du point de vue de la recherche en
réadaptation ?
Elle démontre qu’il est possible de quantifier la perception des visages. De plus, l’appareil
de suivi des mouvements oculaires permet de voir où regardent les personnes plus âgées
et de relier ces données à leur performance. Nous avons découvert que les personnes
plus âgées atteintes de déficience visuelle qui ont de la difficulté à reconnaître les visages
ont des mouvements oculaires erratiques. Elles essaient de trouver une zone de leur œil
dans laquelle il leur reste assez de vision pour voir les caractéristiques du visage, mais
n’arrivent pas à en trouver une. Cela ressemble au mécanisme des personnes atteintes de
déficience visuelle quand elles essaient de lire.

Y a-t-il une prochaine étape ?
Ce serait de faire des tests auprès de personnes qui suivent un entrainement de
stabilisation des mouvements oculaires pour voir si elles arrivent mieux à voir les visages.

Globalement, quelle est l’importance de cette recherche sur la déficience
visuelle pour vous en tant que chercheur ?
C’est important parce que cela démontre l’efficacité de la réadaptation et que cela permet
de quantifier l’amélioration. Mon expérience de psychologue de la vision ajoute du poids à
ces travaux. Mon travail se penche sur le fonctionnement de l’œil et du cerveau dans
l’interprétation du monde qui nous entoure. Les psychologues étudient la vision depuis des
décennies et ont accumulé beaucoup de connaissances sur le sujet. Ce n’est que
récemment que cette information a commencé à circuler dans l’univers clinique de la
réadaptation visuelle pour y transposer les résultats de la recherche fondamentale. Ces
données nous permettent de penser différemment à la réadaptation. Elles permettent aussi
d’adapter à la recherche en réadaptation des méthodes, des techniques et des outils
utilisés en recherche fondamentale sur la psychologie. Mon travail avec les appareils de
suivi des mouvements oculaires en est un bon exemple.

En quoi votre recherche se distingue-t-elle d’autres travaux dans le domaine ?
Un nombre croissant de chercheurs en psychologie de la vision s’intéressent à
l’application de résultats de recherche fondamentale à la pratique clinique. Je suis en ce
moment le seul chercheur à me servir d’appareils de suivi des mouvements oculaires en

réadaptation à Montréal. Ailleurs, le recours à ces appareils en recherche sur la déficience
visuelle est très limité.

Pouvez-vous me donner un exemple de l’impact de votre recherche pour le
Centre de réadaptation Lethbridge-Layton-Mackay ?
Le Centre vient d’acheter des appareils de suivi des mouvements oculaires en raison des
bienfaits évidents de notre recherche. Les cliniciens ont aussi constaté l’utilité de ces
appareils pour déterminer comment les personnes atteintes de déficience visuelle
exécutent diverses tâches. Ils arrivent à mieux comprendre les difficultés avec lesquelles
ces personnes doivent vivre au quotidien.

À votre avis, qui trouvera intéressante votre recherche sur la déficience
visuelle ?
Tout adulte âgé de plus de 50 ans devrait trouver le sujet intéressant. Bien des adultes de
ce groupe ne connaissent rien de la réadaptation visuelle. Quand leur vision commence à
se détériorer, ils l’attribuent au vieillissement. Il est important que les gens sachent que
nous pouvons améliorer la fonction visuelle. Cela peut se faire par l’ordonnance de
lunettes correctrices bien adaptées; les gens peuvent aussi demander l’aide de
spécialistes en réadaptation visuelle qui travailleront avec eux pour les aider à mieux se
servir de la vision qu’il leur reste.

   Entrevue et texte :
   Spyridoula Xenocostas, CRIR Coordonnatrice, Partenariats et transfert de
   connaissances à sxenocostas.crir@ssss.gouv.qc.ca

            SEEING A DIFFERENCE: INNOVATIVE RESEARCH
                AT THE CRIR CONCORDIA VISION LAB

                     An Interview Summary with Aaron P. Johnson, Ph.D.

                              Aaron P. Johnson, Ph.D.

                                        Associate Professor, Department of Psychology,
                                        Concordia University
                                        Researcher, CRIR–Lethbridge-Layton-Mackay
                                        Rehabilitation Centre, MAB Site, CIUSSS West-
                                        Central Montreal
                                        Concordia Vision Lab

Our discussion will focus on two of your projects regarding visual impairment
at the CRIR Concordia Vision Lab. The first concerns a training program for
improving eye movement stability and its effects on balance. The second
concerns the use of eye-tracking devices to measure face perception. Let us
start with the first project.

Can you describe your research on improving reading for individuals with
visual impairment?
Most individuals decide to seek help when their eyesight degenerates to a point that they
have trouble reading. Therefore, one of the most common targets of vision rehabilitation
training is to improve reading performance. Currently the main method of improving
reading is to improve the stability of the eye while reading. Often when individuals with
visual impairment come to the Lethbridge-Layton-Mackay Rehabilitation Center, their eyes
move erratically when reading. They find it very difficult to recognize which part of their eye
still has some ability to see and to use that part in order to read.

Many rehabilitation centres, including the Lethbridge-Layton-Mackay Rehabilitation Center,
offer eccentric viewing programs that train eye movement stability. The aim of these
programs is to make eye movements less erratic while the eyes are focused on a single
point. Individuals with normal sight are able to do this when looking directly at text.
Individuals with vision loss must choose a new location in their eye that has some ability to
see text.

   Visual impairment is a partial loss of vision that cannot be corrected with glasses. It
   can happen to adults or children. Causes include stroke, diabetes and high blood
   pressure. It can also result from age-related macular degeneration (deterioration of
   the central part of the retina), cataracts, glaucoma, and eye injuries.

   More than 1 million Canadians suffer from visual impairment. There are more
   people living with visual impairment than those with Parkinson’s and Alzheimer’s
   diseases combined. Estimates indicate that 1 in 10 Canadians over the age of 60
   years will have some sort of visual impairment during their lifetime. By 2032, 25% of
   Canadians are expected to be over the age of 60, therefore the number of people
   with a visual impairment in Canada is also predicted to increase.

   Visual impairment has a significant impact on those who experience it as well as
   their family and friends. It can affect one’s ability to perform daily tasks and interact
   with social and physical environments. Among other things, it can limit
   independence, mobility, education and employment achievement. It has been linked
   to falls, injury and cognitive impairment.

The main target of rehabilitation is to allow individuals to read better than they did before
receiving the training. We can measure how many words or how easily they can read
before and after rehabilitation. We can also see if there is improvement in their reading
speed or in the comprehension of the text content. Our research shows statistically
significant improvement in eye movement stability after training.

How is this research on improving eye movement stability linked to balance?
The CRIR New Initiatives Program award allowed us to ask the following question: “Does
the training to improve the erratic nature of eye movements to make them more stable also
lead to improvements in balance?” We applied our research expertise in order to address
this question and work closely with CRIR researcher and vision impairment specialist Hana
Boxerman and other clinicians at the Lethbridge-Layton-Mackay.

We had some initial data collected by Caitlin Murphy, a postdoctoral researcher at the
CRIR Concordia Vision Lab indicating that individuals with visual impairment with more
stable eye movements had better confidence in their balance skills.

In parallel to assessing individuals for eye movement stability before, during and after
training, individuals are also evaluated for balance. Individuals stand on a Nintendo Wii
balance board. This allowed us to measure and quantify how much an individual is moving,
and in what direction and speed.

What are the findings of this research?
Preliminary results indicate that this training has transferring effects. Individuals are seeing
improvement in balance and are reporting feeling more confident in performing tasks
requiring balance.

Is this research innovative?
Yes. This is the first time that this has been shown so we are quite excited about it. Our
research is still in its early stages and we plan to conduct more studies in this area. In
addition, this research project originates from expressed interest by a clinician at
Lethbridge-Layton-Mackay. Our project is based on a real clinical -research partnership. It
demonstrates that as a team we can start exploring questions that otherwise each one of
us alone cannot address.

What is your next step?
We would like to extend our research to a larger number of individuals, and to see if this
training is more effective on certain types of visual impairment than others.

Moving on to the second project that uses eye tracking devices to measure
face perception. What is this research about?

Individuals with visual impairment often report feeling uncomfortable in social situations. In
part, this is due to problems with face perception. Face perception means that they have
difficulty recognizing emotions on faces as well as who the person is. Little research exists
in this area.

   An eye-tracking device looks like a regular pair of glasses. It allows researchers to
   measure eye positions and eye movement using sensors and a smart phone. The
   eye tracker uses two very small cameras that look into the wearer’s eyes and track
   their position. A third camera looks from the wearer’s viewpoint. The software on the
   smart phone (or computer) then overlays the wearer’s eye position onto the video of
   the viewpoint – allowing us to see what in the video the wearer was looking at.

How did you conduct this study?
Our study involves two groups of older adults, one with visual impairment and another with
normal vision. Both groups are shown a series of images of faces taken from variable
distances. We ask two questions: 1) Does the face express an emotion? 2) And if so, can
you tell us what the emotion is? First, participants have to decide if there is an emotion. If
they do sense an emotion, they have to correctly classify it as angry, happy, or sad.

What are the key findings of this work?
Older adults with visual impairment perform much worse than normally sighted ones. This
is especially true when the size of the face gets small to the point where they are looking at
it from across the room. Making faces bigger improves the ability to recognize faces and
emotions. .

Why is this study important from a rehabilitation research perspective?
It shows that we can quantify face perception. In addition, eye tracking allows us to see
where older adults are looking and to link this to their performance. We found that older
adults with visual impairment that struggle to recognize faces have erratic eye movements.
They try to find a point where they still have vision in their eye to see features of the face
but are unable to do so. This is similar to when individuals with visual impairment try to
read.

Is there a next step?
A future direction would be to test individuals, at the Lethbridge-Layton-Mackay, who
complete eye movement stability training in order to see whether there is improvement in
their ability to see faces.

Overall, why is research on visual impairment important for you as a
researcher?

It is important because it shows that rehabilitation is effective and we can quantify
improvement. It is also significant due to my background as a vision psychologist. My
research looks at how the eye and the brain function to make sense of the world around
us. Psychologists have been studying vision for decades and have accumulated a wealth
of knowledge. Only recently has this information started to cross over to the clinical vision
rehabilitation world. I believe it is important to translate results from basic research and
apply them to clinical rehabilitation. Doing so brings different insights about how to think
about rehabilitation. It also allows us to bring methods, tools and techniques used in basic
research in psychology to rehabilitation research. My work with eye-tracking devices is a
good example of this.

How does your research differ from other work in the field?
A growing number of vision psychology researchers are interested in applying basic
research to clinical practice. Currently, I am the only researcher that uses eye tracking
devices in the field of rehabilitation in Montreal. Elsewhere the use of this device in visual
impairment research is very limited.

Can you give me an example of the impact of your research has had on the
Lethbridge-Layton-Mackay rehabilitation centre?
The Lethbridge-Layton-Mackay just bought eye tracking devices because they are seeing
the benefits from our research. Clinicians have seen how useful these devices are in
identifying how individuals with visual impairment perform a wide variety of tasks. They are
able to gain a better understanding of the difficulties these individuals face on a daily basis.

Whom do you think your research on visual impairment will interest?
Any older adult over the age of 50 would find this interesting. Many older adults are
unaware of vision rehabilitation. When their vision starts to deteriorate, they write it off as
old age. What is important for individuals to know is that we can improve vision. This is
possible by prescribing the correct prescription for glasses; it is also the case that
individuals can seek help from vision rehabilitation specialists who can work to help them
better use their remaining vision.

   Interview and text:
   Spyridoula Xenocostas, CRIR Coordinator, Partnerships and Knowledge Transfer.
   sxenocostas.crir@ssss.gouv.qc.ca

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