Neuroanatomie de la dyslexie

Neuroanatomie de la
dyslexie:
derniers apports à la
compréhension des mécanismes
des troubles d'apprentissages
Michel Habib
Résodys, Marseille
WORKSHOP du BLRI
13 décembre 2013
1994
2013
(ex) DSM-IV : troubles
d’apprentissage
DSM-5 : troubles spécifiques
d’apprentissage
A.  Difficulté à apprendre et à utiliser les aptitudes académiques, comme indiqué par la
présence d’au moins un des symptômes suivants, qui ont persisté depuis au moins
6 mois en dépit d’interventions ciblées:
1- lecture de mots inexacte, lente ou laborieuse
2- difficulté à comprendre la signification de ce qui est lu (même si lu correctement)
3- difficultés d’orthographe (spelling) : p.e. : ajout ou omission de lettres
4- difficultés dans l’expression écrite (p.e. erreurs de ponctuation ou grammaticales, défaut
d’organisation des paragraphes, manque de clarté de l’expression des idées)
5- difficulté à maîtriser le sens des nombres, les faits numériques, ou le calcul
6- difficulté dans le raisonnement mathématique (appliquer des concepts ou des faits dans la
résolution de problèmes)
B. Significativement en-dessous de ceux attendus pour l’âge et interfère
significativement avec les performances académiques ou les occupations
C. Commence durant les années d’école mais peut n’être manifeste que dès lors que les
demandes excèdent les capacités limitées de l’individu
D. Pas mieux expliquées par déficience intellectuelle, acuité auditive ou visuelle non
corrigée, autres troubles neurologiques ou mentaux, adversité psycho-sociale…
DSM-5: TROUBLES neurodéveloppementaux
Déficience
intellectuelle
Tr de la
communication
Troubles spécifiques
d’apprentissage
Tr. de l’acquisition
Mvts
des coordinations stéréotypés
Troubles
du langage)
Trouble (pragmatique)
de la communication
Trouble de production
sociale
du langage
(speech sound disorder)
Autisme
Troubles moteurs
Asperger
Disruptive, impulse control &
conduct disorders
TDAH
CD
TOP
Intermittent
explosive disorder
Troubles du spectre
autistique
Troubles de l'attention et
comportements
perturbateurs
Dysconnectivité inter-modalitaire : une
explication unitaire des troubles dys?
McGurk effect : an auditory /ba/
presented with a visual /ga/ is typically
“heard” as /da/ (the reverse, i.e.,
auditory /ga/ and visual /ba/, tends to
yield /bga/).
Effet McGurk chez des adultes
dyslexiques et normo-lecteurs
  9 adultes gardant des séquelles de dyslexie (4 M, 5 F;
Age moyen : 38, range: 34-52) et 10 adultes normolecteurs (5 M, 5 F; Age moyen 30, range: 20-40)
  81 présentations separées par intervalles de 10 sec.
  3 stimuli auditifs (/aba/, /ada/, ou /aga/) associés à des
séquences vidéo, sous 2 conditions : congruente vs
incongruente.
  Validation préalable du matériel : /aba/-/aga/, --> /
ada/; /ada/-/aba/, --> /abda/; /aga/-/aba/, --> /abga/
(Cathiard et al., 2001).
K. Giraud, M. Habib, C. Liégeois-Chauvel, 2004
Effet McGurk chez des adultes
dyslexiques et normo-lecteurs
COHERENT AUDIO-VISUAL : ABA
ABA
Non-dyslexic 93
Dyslexic
100
ADA
AGA
ABDA
ABGA
ADBA
ADGA
AGBA
Autres
1
0
0
0
3
0
0
0
2
0
0
0
0
0
0
0
COHERENT AUDIO-VISUAL : ADA
ABA
Non-dyslexic 0
Dyslexic
0
ADA
AGA
ABDA
ABGA
ADBA
ADGA
AGBA
Autres
80
77
0
0
9
20
0
0
0
0
1
1
0
0
10
2
COHERENT AUDIO-VISUAL : AGA
ABA
Non-dyslexic 0
Dyslexic
0
ADA
AGA
ABDA
ABGA
ADBA
ADGA
AGBA
Autres
0
1
94
91
0
0
0
4
0
0
6
4
0
0
0
0
Les trois conditions cohérentes
Effet McGurk chez des adultes
dyslexiques et normo-lecteurs
Audio ADA / Visual ABA
AUDIO
Non-dyslexics
17 (19.1)
Dyslexics
38 (41.5)
VISUAL
0
0
FUSION
0
0
COMB*
83 (19.1)
57 (38.2)
OTHER
0
6 (8.4)
Audio AGA / Visual ABA
AUDIO
Non-dyslexics
14 (21.0)
Dyslexics
31 (35.5)
VISUAL
0
0
FUSION
0
0
COMB
84 (23.0)
65 (34.3)
OTHER
1 (3.5)
4 (8.3)
Audio ABA / Visual AGA
AUDIO
Non-dyslexics
44 (46.3)
Dyslexics
67 (34.6)
VISUAL
3 (7.5)
3 (5.1)
FUSION
50 (43.0)
25 (31.3)
COMB
0
3 (5.1)
OTHER
2 (4.7)
3 (5.1)
•  Conditions incongruentes : moins de combinaisons ou de fusions chez
les dyslexiques <-- déficit d'intégration intermodale
•  preference générale pour stimuli auditifs
lorsque le stimulus est congruent (le sujet entend 't' et voit la lettre T), la
décharge neuronale est moins bien organisée que chez le témoin; en outre,
celle-ci est beaucoup plus importante qu'elle ne devrait l'être pour un
stimulus incongruent (le sujet entend 't' et voit la lettre G).
--> pb d'intégration intermodale
Blau et al.,
Brain, 2010
Témoin dyslexique
18 dyslexiques, ~9.4 ans Concordance/
discordance lettre/son : moindre activité chez les
dyslexiques
Van den Mark,
Neuroimage,
2011
Témoin
dyslexique
Étude de connectivité en fMRI (18 dyslexiques, ~9.3
ans lecture de pseudo-homophones "mézon",
"sourri")
Diffusion tensor imaging (D.T.I.)
Le faisceau arqué : principal
marqueur anatomique de la
dyslexie
Etude en tractographie des déficits audi3f et orthographique chez les dyslexiques ; dissocia3on entre une voie inférieure (orthographique) et une voie dorsale (phonologique et percep3on de la parole) Le faisceau arqué, qui connecte les aires de Broca et de Wernicke est
constitué de deux contingents : l’un ventral, présent dès la naissance, qui
serait responsable du développement linguistique initial (fonctionnerait
comme un extracteur de règles d’invariance dans la phonologie et la
syntaxe). L’autre dorsal, n’apparaissant que vers 7ans, responsable de
fonctions linguistiques plus complexes (sous l’influence de la lecture?).
Brauer J, Anwander A, Perani D, Friederici AD. Dorsal and ventral
pathways in language development. Brain Lang. 2013 May 1.
•  Illettrés (n= 10) : proviennent de la région rurale (5) ou urbaine (5) des environs de Brasilia
•  « Participants were illiterates for social reasons, with no history of special difficulty other than the
lack of access to schools. »
•  Ex-illettrés (n= 10) : parcours similaire à celui des illettrés (parents illettrés de secteur rural) mais
ont reçu un enseignement à l’âge adulte. •  Non-illettrés : (n= 11) proviennent de la même communauté sociale que les illettrés mais ont appris
à lire pendant l’enfance. Partie postérieure du faisceau arqué:
Volume inversement proportionnel au degré d’illettrisme
40 enfants de différents
niveaux de capacités de
conscience
phonologique en
première moitié de
maternelle et 18 prélecteurs. Corrélation
avec l’organisation
(taille et anisotropie) du
faisceau arqué dans les
deux populations :
  les différences
d’organisation du FA
ne sont pas la
conséquence de
l’acquisition de la
lecture.
  Pas de telle
corrélation avec les
autres faisceaux
Corrélation entre le score de
conscience phonologique en
maternelle et la morphologie
du faisceau arqué (volume et
anisotropie)
DYX1C1 DCDC2 KIAA0319
3 gènes impliqués dans la migration neuronale et liés à l’efficience en
lecture
Results: We found that all three genes contained polymorphisms that
were significantly associated with white matter volume in the left
temporo-parietal region and that white matter volume influenced
reading ability. Conclusion (1)
  Les progrès technologiques en imagerie cérébrale ont récemment enrichi
nos connaissances sur les mécanismes neurologiques de la dyslexie en
particulier sur l’anatomie des grands faisceaux de substance blanche
  Le faisceau arqué apparaît comme le principal et le plus robuste
marqueur anatomique de la dyslexie
  Sa morphologie varie de façon notable chez l’adulte en fonction du degré
d’illettrisme
  Chez l’enfant, son développement est en partie contemporain de
l’acquisition de la lecture
  Les différences sont cependant déjà présentes avant l’apprentissage de
la lecture et proportionnelles aux aptitudes phonologiques
  Il existe une base génétique commune au trouble de la lecture et au
développement du faisceau arqué
  Ces différences s’atténuent après une rééducation efficace
(A) The arcuate fasciculus of a healthy 65-year-old
instrumental musician
(B) the arcuate fasciculus of a healthy 63-year-old
nonmusician, otherwise matched with regard to their
handedness, gender, and overall IQ
8-year-old child without instrumental music training
scanned twice (A and B) 2 years apart
8-year-old child before (C) and 2 years after (D)
instrumental music training involving a string
instrument.
Changes in the arcuate fasciculus after instrumental music training
22
musiciens
11
chanteurs
Âge moy :
25.3
3m/8f 11
instrumentistes
Âge moy : 27.7
5m/6f Détermination faisceau
arqué ROI
11 nonmusiciens
Âge moyen 27.5
5m/6f Volume
NON-MUSICIENS
Différences
prédominant
dans le faisceau
arqué gauche,
partie dorsale
CHANTEURS
anisotropie
Zone de
différence
TOUS MUSICIENS
d’anisotropie
Enregistrement MEG avant et après
2semaines d’entraînement chez deux
groupes de non-musiciens :SA sensorimoteur + auditif (clavier) & A auditif
seul.
multimodal sensorimotor-auditory training in
non-musicians results in greater plastic changes
in auditory cortex than auditory-only training.
Conclusion (2)
  Le faisceau arqué modifie considérablement son
apparence et sa structure sous l’effet d’un entraînement
musical
  Un entraînement musical, et plus particulièrement
l’apprentissage d’un instrument de musique est donc
capable de modifier la structure cérébrale, tout
particulièrement au niveau de la substance blanche,
après quelques jours d’entraînement.
  Cet effet est probablement lié à l’exercice intensif de
l’intermodalité, c’est-à-dire à l’entraînement répété des
fibres unissant des régions distantes du cerveau, en
particulier les aires motrices et sensorielles
SPL
rIPS
lIPS
IPS
IFG
STG
STG
cereb
Faisceau préfronto-caudé
ventro-latéral
lFG
V1
VWFA
Faisceau
pré-frontocaudé
dorso
latéral
rFG
IFG
DYSL
DYSC
Faisceau
cingulocaudé
rTPJ
lIFG
CAU
ACC
Faisceau
orbito-frontocaudé
AMY
inférieur
Faisceau
unciné
lMTG
ATV
TDA
AUT
Conclusion (3)
  Les troubles « DYS » pourraient fort bien s’expliquer par
un trouble de la connectivité inter-modalitaire (défaut
dans les connexions à longue distance intra-cérébrales)
  La pratique d’un instrument de musique ou du chant est
capable de modifier durablement la morphologie de ces
connexions
  Un entraînement musical, et plus particulièrement
l’apprentissage d’un instrument de musique ou du
chant, serait-il capable de modifier les connexions
dysfonctionnelles chez les enfants souffrant de troubles
DYS?