Cogmaster Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique Mémoire de M2 LSCP Supervisé par Franck Ramus (LSCP) Co-encadré par Katia Lehongre et Vincent Perlbarg (ICM) Emmanuel NOBLINS 26/08/2014 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 Déclaration d'originalité La dyslexie est un trouble très invalidant pour les enfants atteints, et sa prévalence est relativement élevée dans la population générale. En améliorer la compréhension permettra de mettre en place des mesures de réhabilitation plus efficace. Des centaines d’étude se sont données cet objectif depuis plus de 50 ans. Un très grand nombre d’étude d’activation ont été menée, et dans ce domaine, l’heure est aux méta-analyses. Les études d’IRMf d’activation ont été ainsi largement exploitées. En revanche, les données sur la connectivité fonctionnelle sont rares. La connectivité fonctionnelle apporte de nouveaux éléments de compréhension, dans un cadre d’interaction entre régions cérébrales. Nous avons donc choisi d’inscrire nos travaux dans ce cadre. Dans ce trouble complexe et probablement diffus, explorer la totalité du cerveau présente un grand intérêt. En effet, les résultats actuels en connectivité sont épars, chacun s’intéressant à une sélection de régions particulières. Nous avons donc choisi d’appréhender la connectivité cérébrale dans sa totalité. L’analyse de repos est une méthode récente, et les études qui s’y intéressent dans la dyslexie se comptent sur les doigt de la main. Ce domaine permet une grande uniformité des résultats, en évitant la variabilité associée aux tâches, qui conduit parfois à des résultats incohérents entre études. Ainsi, l’étude de la connectivité de repos confère à la recherche une grande comparabilité. Enfin, cette étude est la première à utiliser la méthode de dual regression dans la dyslexie. Cette méthode permet l’analyse de la connectivité sous la forme de réseaux cérébraux, et donne ainsi un nouveau cadre d’étude dans la comprehénsion du deficit. EMMANUEL NOBLINS 1 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 Déclaration de contribution Initiative d’une étude de repos dans la dyslexie : L’équipe de Franck Ramus disposait de données de repos chez l’adulte dyslexique qui n’avaient pas été analysées. Il m’a ainsi proposé des mener une étude à partir de ces données. Nous avons alors décidé d’effectuer une étude exploratoire. Choix et mise en place de la méthodologie spécifique : La mise en place de la méthodologie s’est déroulée avec l’aide de Vincent Perlbarg, ingénieur de recherche à l’ICM. Analyse des données : Les étapes de prétraitement des données ont été menées grâce à la supervision de Katia Lehongre, chercheuse à l’ICM. Analyse et interprétation des résultats : L'analyse des résultats ainsi que leur interprétation n’a eu recours à aucune supervision extérieure. J’aimerais remercier Franck, pour le temps qu’il a passé à répondre à mes nombreuses questions sur la dyslexie, ainsi que Katia et Vincent, qui m’ont appris, dans la bonne humeur, l’analyse des données d’IRMf. EMMANUEL NOBLINS 2 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 Sommaire 1 2 3 4 Introduction ........................................................................................................................................................ 5 1.1 Contexte ...................................................................................................................................................... 5 1.2 Bases cérébrales de la dyslexie .......................................................................................................... 8 1.3 Place de notre étude dans la littérature ....................................................................................... 10 1.4 Conclusions.............................................................................................................................................. 15 Méthodologie.................................................................................................................................................... 16 2.1 Matériels et méthodes ......................................................................................................................... 16 2.2 Les ICA spatiales .................................................................................................................................... 17 2.3 La Dual regression ................................................................................................................................ 18 2.4 Méthode statistique.............................................................................................................................. 18 2.5 Conclusion................................................................................................................................................ 19 Résultats ............................................................................................................................................................. 20 3.1 Clés de lecture ........................................................................................................................................ 20 3.2 Résultats issues des régions corrélées positivement .............................................................. 21 3.3 Résultats issus des régions corrélées négativement ............................................................... 33 3.4 Résumé des résultats ........................................................................................................................... 45 Discussion.......................................................................................................................................................... 47 4.1 Réseaux visuels ...................................................................................................................................... 47 4.2 Cortex moteur/prémoteur ................................................................................................................ 48 4.3 IC 28 : Boca –Wernicke. ....................................................................................................................... 49 5 Conclusion de l’étude et ouverture .......................................................................................................... 51 6 Références ......................................................................................................................................................... 53 7 Annexes .............................................................................................................................................................. 59 8 Sommaire détaillé........................................................................................................................................... 65 Un sommaire détaillé se trouve à la fin du document. EMMANUEL NOBLINS 3 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique EMMANUEL NOBLINS 26 août 2014 4 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 1 Introduction L’approche choisie explore la totalité du cerveau et n’utilise aucun a priori. Nous allons procéder à une présentation extensive des données existant sur la dyslexie, puisque nous n’avons pas de moyen de limiter le cadre de notre étude. 1.1 Contexte 1.1.1 Définition de la dyslexie développementale La dyslexie développementale se distingue des dyslexies acquises, par lésions cérébrales. Il s'agit donc d'un trouble dans l'apprentissage de la lecture. La dyslexie a été décrite pour la première fois a la fin du 19e siècle, étudiée d'abord par des ophtalmologistes, qui décrivaient un trouble spécifique de la lecture sans déficit ophtalmologique associé. Aujourd'hui, la définition qu'en donne l'OMS est un trouble spécifique de la lecture, en l'absence de troubles visuels et auditifs, sans atteinte des capacités intellectuelles, et chez un enfant ayant reçu une éducation adéquate. Le diagnostic repose ainsi principalement sur l’écartement des diagnostics différentiels. La dyslexie développementale se manifeste par un retard d'apprentissage de la lecture, l'enfant lit lentement, fait des erreurs et a du mal à mettre en place la correspondance entre graphèmes et phonèmes. La prévalence de la dyslexie est relativement élevée, entre 5 % et 10% en France. Bien sûr, la prévalence dépend des critères diagnostics utilisés. Le plus souvent, il s'agit de scores de lectures inférieurs à deux écarts types en dessous des scores moyens. La prévalence varie d'un pays à l'autre, en fonction de la complexité orthographique de la langue. A trouble égal, un enfant qui apprend l'italien, ou un son s’écrit systématiquement de la même façon, aura moins de difficultés à lire qu'un enfant qui apprend l'anglais, ou un son peut prendre plusieurs formes. Cette différence se reflète dans la prévalence de la dyslexie qui en Italie est estimée autour 5 %, et à 15% en Angleterre. 1.1.2 Un trouble dans la mise en place de la lecture. La dyslexie se caractérise par une difficulté rencontrée dès les premières étapes de l’apprentissage de la lecture. Apprendre à lire nécessite la mise en place de la correspondance entre phonèmes et graphèmes. C'est l'étape qui pose des difficultés aux enfants dyslexiques. Un obstacle qui va entraver à sa racine l'ensemble de la dynamique à mettre en place pour lire. C’est donc dans les premières étapes que les enfants rencontrent des difficultés. Mettre en place cette correspondance est une tâche complexe. Elle fait intervenir plusieurs fonctions comme par exemple le système visuel, auditif ou la mémoire procédurale. Les causes potentielles des difficultés peuvent êtres diverses. La population dyslexique peut être EMMANUEL NOBLINS 5 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 composée de sous-populations qui présentent chacune un trouble spécifique. La variété des troubles est aussi suggérée par la présence de comorbidités chez de nombreux enfants. 1.1.3 Caractérisation de la population 1.1.3.1 Comorbidités Les enfants dyslexiques présentent souvent d’autres troubles développementaux associés aux difficultés de lecture. Une étude a montré que 55 % des enfants dyslexiques présentent un score de langage oral de plus d’un écart type en dessous de la norme pour leur âge (Mcarthur et al. 2000). Le langage oral est aussi un prédicteur des capacités de lecture. Un trouble de l’attention et des troubles moteurs ont été aussi observés dans la population dyslexique avec une prévalence de 30% et 50%, respectivement (Kadesjö et al. 2001, Kaplan et al. 1998). La population diagnostiquée dyslexique semble donc hétérogène. Plusieurs troubles développementaux s'agrègent et forment des syndromes particuliers à chaque enfant. Devant cette diversité, la recherche s’est attachée à déterminer quels déficits sous-tendaient les difficultés rencontrées. 1.1.3.2 La sémiologie cognitive Les dysfonctionnements sensoriels primaires ont été écartés lors du diagnostic. Un système sensoriel comprend un ensemble de traitements complexes de niveau et de nature différente, que les sciences cognitives ont cherché à dissocier. Grâce à de nombreux tests comportementaux, il a été montré que trois fonctions sont perturbées dans la dyslexie : la conscience phonologique, la mémoire verbale à court terme et la dénomination rapide. La conscience phonologique correspond a la précision avec laquelle ont peut manipuler les phonèmes. Cette notion est plus complexe que la précision des représentations phonologiques, car elle met aussi en jeu leur manipulation. La conscience phonologique est mesurée par des tâches comme par exemple intervertir le premier son de deux mots (citron et fleur = fitron et sleur). Les sujets dyslexiques ont aussi des performances réduites lors de tâches de catégorisation de phonème. On pourrait penser qu'il s'agit là d'un trouble qui réside purement au niveau perceptif. Cependant, la plupart des mesures comportementales utilise la réponse du sujet et cette réponse implique la manipulation des représentations sensorielles. Cette précision est importante pour comprendre l'état actuel de la recherche, qui s’oriente maintenant vers un trouble dans l’accès aux représentations phonologiques, plutôt que dans la précision de cellesci (Boets et al. 2013). L’insuffisance de la mémoire verbale à court terme est mise en évidence par un empan verbal diminué. Les systèmes associés à cette fonction sont les systèmes fronto-pariétaux, comme la boucle phonologique. EMMANUEL NOBLINS 6 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 Enfin, les enfants dyslexiques ont des scores diminués aux tâches de dénomination rapide (RAN), qui consistent à nommer le plus rapidement possible plusieurs objets présentés sur une feuille. Ces tests nécessitent un parcours visuel fluide ainsi qu’un accès rapide au lexique. En particulier, il a été montré que c’est le caractère sériel de la tâche qui mettait les sujets en difficulté (Arnell et al. 2009). Dans la population dyslexique, chaque sujet ne présente pas systématiquement des difficultés aux trois tests. La plupart des enfants présentent cependant des scores diminués dans au moins une de ces tâches. Les trois tests mettent en jeu le système phonologique et c’est ainsi dans l’hypothèse d’un trouble phonologique que la population dyslexique trouve une certaine uniformité. L’hypothèse du déficit phonologique dans la dyslexie est celle qui aujourd’hui est la plus largement admise, la majorité des études d’imagerie s’inscrivant dans ce cadre. La présence de sous-populations, dans lesquels les difficultés de lecture seraient la conséquence d’un autre déficit n’est pas écartée, mais le trouble le plus largement observé est phonologique. Les trois déficits établis, d’autres travaux ont cherché à mesurer l’impacte de ces fonctions sur l’apprentissage de la lecture, grâce à des études longitudinales (Puolakanaho et al. 2007, Manis et al. 1999). Ces études ont montré deux résultats majeurs : 1) chez l’enfant préscolaire, la conscience phonologique était le meilleur prédicteur de la future précision de lecture, et 2) les scores à la RAN prédisent la future vitesse de lecture. Il apparait ainsi que les fonctions phonologiques sont au cœur des difficultés d’apprentissage de la lecture. Enfin, pour finir cette section générale sur la dyslexie, nous évoquerons les éléments qui modèrent la réduction de la dyslexie au simple déficit phonologique. 1.1.4 Un déficit global ou focal La question reste ouverte quant au caractère focal ou global du trouble. En effet, plusieurs études ont montré la présence d’un trouble visuel dans la population dyslexique, avec une réduction de l’empan visuel, et des performances en recherche visuelle diminuées (Vidyasagar et al. 2010, Gabrieli et al 2012). D’autres études mettent en évidence un déficit moteur, notamment dans les tâches d’apprentissage implicite. (Jimenez-Fernandez et al. 2011, Stoodley et al. 2008, Menghini et al. 2006). A ces résultats s’ajoutent les nombreuses comorbidités décrites précédemment. Il est évident que la plupart de ces troubles ne sont pas uniquement les conséquences de difficultés de lecture. En revanche, ils peuvent y être simplement associés, sans rôle causal. Les études longitudinales manquent pour ces troubles. Leur impacte sur la lecture n’a donc pas pu être clairement établi. On pourrait émettre l’hypothèse d’un trouble plus global, par exemple une perturbation générale de l’interaction entre les systèmes d’entrées sensoriels et le système de sortie moteur, dont les conséquences pourraient s’exprimer majoritairement dans les capacités phonologiques mais resteraient plus sourdes dans d’autres modalités. Des études développent cette hypothèse, mais dans un cadre qui est encore assez flou (Ramus 2003, P.Quercia et al. EMMANUEL NOBLINS 7 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 2011). 1.1.5 Conclusion La présence du déficit phonologique dans la population dyslexique, et son implication dans les difficultés d’apprentissage de la lecture a été clairement établie. Cependant, des zones d’ombres demeurent sur les mécanismes du déficit, tout comme sur les liens causaux qu’il entretient avec les troubles associés. 1.2 Bases cérébrales de la dyslexie 1.2.1 Revue générale Les études qui se sont intéressées aux bases cérébrales dans la dyslexie ont mis en avant trois régions de l’hémisphère gauche qui montrent un fonctionnement perturbé : le cortex occipitotemporal ventral, la jonction temporo-pariétale (JTP) et le cortex frontal inférieur. 1.2.1.1 Travaux de dissection et travaux génétiques Une étude de dissection a permis d'identifier les particularités anatomiques et histologiques du cerveau dyslexique. Galaburda et al. ont reporté la présence d'ectopies autour de la scissure sylvienne gauche, notamment au niveau du gyrus frontal inférieur et de la jonction temporo-pariétale. (Galaburda et al.1985). Ces anomalies ont, par leur caractère anatomique, un fort pouvoir causal. Elles soutiennent l’hypothèse d’un défaut d'architecture corticale qui serait à l'origine d'un défaut de traitement dans les régions touchées (Giraud et al. 2012). Il faut noter toutefois que cette étude de dissection est unique, et a porté uniquement sur 4 sujets. Les résultats des analyses génétiques peuvent être mis en relation avec ces anomalies corticales. Les gênes dont certaines variations d'allèles ont un lien avec la dyslexie sont impliquées dans la migration neuronale. Les ectopies étant la conséquence d'un trouble de la migration neuronale radiaire, apparait ainsi la chaine causale de la génétique aux troubles corticaux. En revanche, il n'existe pas de données expliquant la localisation particulière des anomalies corticales autour de la fissure sylvienne gauche. 1.2.1.2 L’apport de l'imagerie anatomique Les sujets dyslexiques présentent des anomalies corticales. Des études qui utilisent la VBM retrouvent une perturbation de la substance grise dans la JTP gauche, la région frontale inférieure gauche, ainsi qu'une région du cervelet (Silani et al. 2005, Linkersdörfer et al. 2012). La substance blanche semble aussi touchée. Des études en DTI ont retrouvé des anomalies de la substance blanche sous-jacente à la JTP gauche, amenant l'idée d'un syndrome de dysconnexion accompagnant troubles corticaux. (Klinberg et al. 2000, Rimrodt et al. 2010). EMMANUEL NOBLINS 8 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 Une réserve peut être faite face aux résultats de DTI. Alors que les études en VBM effectuent le plus souvent des analyses cerveau entier, sans a priori, la DTI se concentre sur des régions définies à priori, tout particulièrement lorsque l’on s'intéresse à la matière blanche souscorticales. Les analyses DTI cherchent un trouble autour des régions corticales déjà suspectes, et ne permettent pas une caractérisation exhaustive du cerveau dyslexique. Les anomalies retrouvées en DTI peuvent être intégrées dans l'hypothèse d'anomalies de migration, qui toucheraient non seulement la migration radiaire, mais aussi axonale. A ce sujet, la migration axonale périphérique n’a pas été étudiée, et pourrait potentiellement soustendre les symptômes sensori-moteurs. A propos des anomalies en VBM, le caractère organique des anomalies corticales ne leur confère pas nécessairement la place de cause proximale. Des études ont montrées le caractère dynamique, expérience-dépendant de la structure de la matière grise corticale. (Driemeyer et al. 2008). De plus, les résultats en VBM semblent inconsistants (Jednoróg et al. en cours de publication). Il faut noter que l'aire occipito-temporale montre très rarement des anomalies anatomiques. Cette constatation soutient l'hypothèse que les anomalies fonctionnelles dans cette région sont les conséquence des difficultés rencontrées dans la lecture, mais cette question est encore sujette à débat. 1.2.1.3 Les apports de l’IRM fonctionnelle d’activation L’IRMf a montré une perturbation des activations cérébrales chez les sujets dyslexiques, lorsqu’ils sont confrontés à des tâches phonologiques ou qui implique la lecture de mots (Richlan et al. 2009, Temple et al. 2001). Les trois régions de l’hémisphère gauche mentionné précédemment sont concernées. Une hypo-activation est retrouvée au niveau de la jonction temporo-pariétale, et est interprétée comme le reflet de l’insuffisance du traitement phonologique. En revanche, l’hyper-activité frontale inférieure a été associée au niveau de lecture et serait donc la conséquence des difficultés rencontrées. Le cortex occipito-temporal inférieur montre aussi une activation diminuée, mais la place de cette perturbation, comme cause ou conséquence des difficultés de lecture, n’a pas encore été clairement établi. Les études d’activation s’inscrivent dans un cadre modulaire. En effet, les résultats sont interprétés dans l’hypothèse où chaque région permet un traitement spécifique et où l’atteinte d’une région se manifeste par l’insuffisance du traitement associé. Cependant, l’activité d’une région est largement influencée par sa connectivité aux autres régions. Le lien entre connectivité et activation a d’ailleurs été étudié pour le cortex occipito-temporal ventral. (Price et al. 2011). D’autres méthodes permettent l’étude du fonctionnement cérébral dans un cadre connexioniste, d’interaction entre les régions. Des études utilisant la connectivité fonctionnelle ont ainsi apporté de nouveaux éléments dans la compréhension de la dyslexie. 1.2.1.4 Connectivité dans des tâches La connectivité fonctionnelle permet une mesure de l'interaction entre deux régions cérébrales. Plusieurs études ont montré des différences dans la population dyslexique au moyen de cette technique. Horowitz et al. 1998 ont mis en évidence un trouble de la connectivité du gyrus angulaire EMMANUEL NOBLINS 9 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 gauche. Stanberry et al. 2006 s'intéressent à la connectivité de trois régions d'intérêt pendant une tâche phonologique : les régions frontales inferieurs droites et gauche, et le cervelet. Ils trouvent un grand nombre de différences entre ces trois régions et plusieurs régions impliquées dans le langage. Van der Mark et al. 2011 s'intéressent à la connectivité de la Visual Word Form Area (VWFA) pendant une tâche impliquant les traitements phonologiques et orthographiques. Ils rapportent une diminution de l'interaction entre VWFA et le lobule pariétal inférieure, et entre la VWFA et le gyrus frontal inférieur. Ces études de connectivité fonctionnelles ont permis d'apporter de nouveaux résultats intéressants. Cependant les résultats sont très divers du fait de la variété des régions ciblées. Il est difficile d’en tirer des conclusions nettes concernant le défaut de connectivité, notamment concernant le caractère focal ou diffus des anomalies. Répondre à cette question est d’autant plus pertinent que la dyslexie est souvent accompagnée d’une symptomatologie complexe qui associe plusieurs troubles. 1.3 Place de notre étude dans la littérature Pour permettre de caractériser la connectivité cérébrale dans la dyslexie de manière plus globale, nous avons donc entrepris une analyse cerveau entier de la connectivité fonctionnelle. Sur un plan plus général, la littérature sur la dyslexie présente un certain nombre de résultats contradictoires. La variabilité des résultats provient en partie de la variété des tâches utilisées. Un moyen de produire des résultats plus consistants est d’utiliser des méthodologies comparables. Pour cela, l’étude de la connectivité repos est idéale car elle permet de s’extraire de toute tâche, et permet une reproduction et une comparaison aisée des résultats. Pour ces raisons, nous avons choisi de nous intéresser à la connectivité fonctionnelle de repos par une méthode qui permet une analyse de l’ensemble du cerveau. Cette méthode se distingue de celle basée sur des régions d’intérêt (seed-based). Avant de présenter notre méthode plus en détail, nous présenterons les études qui s’approchent de la notre. Tout d’abord, nous décrirons trois études qui ont utilisé la connectivité de repos à partir de régions d’intérêt, dans la lecture et la dyslexie (Koyama et al. 2011, Koyama et al. 2013, Boets et al 2013) ; et ensuite l’étude de Finn et al. 2014, publiée en cours d’année, qui étudie justement la connectivité de repos dans la dyslexie dans l’ensemble du cerveau, mais par une méthode différente de celle que nous avons utilisé. 1.3.1 Koyama 2011 : connectivité de repos et lecture dans la population contrôle L’étude de Koyama et al. 2011, a permis d’identifier les corrélats entre niveau de lecture et connectivité fonctionnelle de repos, chez l'adulte et l'enfant contrôle. Avec une méthode basée sur des régions d'intérêt, les auteurs ont montré que la connectivité fonctionnelle entre la régions précentrale gauche(BA4) et les régions motrices et sensorielles dorsales (BA 1,2,3,4) EMMANUEL NOBLINS 10 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 est corrélée positivement au niveau de lecture, à la fois chez l'enfant et l'adulte. De plus, chez l'enfant le niveau de lecture est aussi corrélé positivement à la connectivité entre le cortex pariétal gauche et le thalamus, alors que chez l'adulte, il s’agit la connectivité fonctionnelle du gyrus fusiforme (FFG). Les résultats concernant la région précentrale gauche et les régions somato-sensorielles sont remarquable. En effet, la région précentrale a été très peu étudiée dans la dyslexie. Son importance dans la lecture et la dyslexie n'a été soulignée que récemment (Richlan 2014). Cette région prend ici une place de premier plan, puisque sa connectivité avec les régions somato-motrices est la seule, avec la connectivité plus classique temporo-frontale gauche, qui corrèle avec les performances de lecture à la fois chez l'adulte et l'enfant. De plus, cette connectivité pourrait potentiellement être mise en lien avec les troubles moteurs associés à la dyslexie, ce qui suggèrerait alors un lien entre ces symptômes et la lecture. Il est intéressant de noter que la connectivité du FFG est corrélée à la lecture uniquement chez l’adulte, ce qui suggère que le système occipito-temporal ventral est associé à la lecture experte, et que les enfants utilisent d’autres système lors de la mise en place de celle-ci. Cette étude a permis de confirmer grâce à une méthodologie nouvelle des résultats antérieurs (importance de la connectivité JTP-frontale dans la lecture, du FFG…). Elle montre ainsi la validité de l’analyse de la connectivité de repos dans l’étude de la lecture. Elle révèle notamment des résultats nouveaux sur le cortex précentral gauche. 1.3.2 La connectivité de repos dans la dyslexie utilisant des régions d’intérêt Deux études se sont ensuite intéressées à la connectivité fonctionnelle de repos dans la dyslexie, à partir de régions d’intérêt. 1.3.2.1 Koyama 2013 : connectivité de repos et Dyslexie Dans le prolongement de leur étude, Koyama et al ont ensuite cherché à caractériser l’impacte de la réhabilitation sur la connectivité fonctionnelle de repos dans la dyslexie. (Koyama et al 2013). L’étude est basée sur la connectivité de 11 de régions d’intérêt avec le reste du cerveau. Plusieurs groupes dyslexiques ont été constitués en fonction de la réhabilitation suivie. Le résultat principal, retrouvé à travers tous les groupes dyslexiques, est la diminution de la connectivité de l’IPS gauche avec une région située au niveau du cortex prémoteur supérieur gauche. Cette étude comprend les limites suivantes : les régions d’intérêt comprennent uniquement l’hémisphère gauche, et la présence de plusieurs groupes ayant suivi différents programmes d’entraînement modifie le profil cognitif original de la dyslexie. Ces résultats ne sont pas dans le prolongement de ceux de 2011, dans la mesure où aucune des interactions qui étaient corrélées aux capacités de lecture n’émerge chez les sujets dyslexiques. En revanche, une troisième étude (Boets et al.2013) montre que la connectivité entre le gyrus frontal inférieur et le gyrus temporal supérieur est altérée dans la dyslexie. 1.3.2.2 Boets et al. 2013 EMMANUEL NOBLINS 11 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 Dans leur étude de 2013, Boets et al. s’intéressent à la connectivité fonctionnelle de repos chez l’adulte dyslexique. Les régions d’intérêt recouvrent ici les deux hémisphères, mais se limitent aux régions péri-sylviennes. Les auteurs ont mis en évidence une diminution de la connectivité fonctionnelle entre le gyrus frontal inférieur gauche et les cortex temporaux supérieurs, bilatéralement. La déconnexion est de plus supportée par une analyse de connectivité anatomique. Enfin, les auteurs mettent en évidence une corrélation positive entre les scores à une tâche phonologique et l’intensité de la connectivité entre le cortex temporal supérieur gauche et la région frontale operculaire gauche. Ces résultats s’inscrivent dans le prolongement des découvertes de Koyama sur les corrélats des capacités lecture dans la population contrôle. Cette étude ne permet cependant pas l’analyse du cortex moteur ou prémoteur. Ainsi, la connectivité de repos d’est révélé être un bon outil dans l’étude de la dyslexie. Le rôle du cortex précentral gauche dans la lecture a été mis en avant. La complexité de la méthodologie utilisée par Koyama et al. 2013 rend difficile l’interprétation des résultats. Enfin Boets et al. ont apporté, grâce à la connectivité de repos, de fort arguments en faveur d’un déconnexion temporo-frontale. Ces études présentent cependant un biais liés au choix des régions d’intérêt, avec les problèmes qui ont été mentionnés précédemment. Une seule étude à ce jour s’est intéressée à la connectivité fonctionnelle de repos dans la dyslexie par une méthode permettant l’analyse complète du cortex (Finn et al. 2014). Lorsque nous avons commencé nos travaux cette étude n’avait pas encore été publiée, mais elle nous offre la possibilité de comparer nos résultats. Nous décrirons maintenant cette étude. 1.3.3 Connectivité de repos explorant la totalité du cerveau : Finn et al. 2014 1.3.3.1 Description de l’étude Une seule étude a mené une analyse data-driven, i.e cerveau entier, de la connectivité fonctionnelle dans la dyslexie (Finn et al. 2014). Cette étude comprend un grand nombre de participants, repartis en deux groupes, 80 jeunes lecteurs d’environ 9 ans, et 75 lecteurs plus âgés ayant environ 20 ans. La présence de deux groupes d’âge permet de caractériser l’évolution des différences entre dyslexiques et contrôles. Les sujets effectuent deux types de tâches, mais les effets liés aux tâches sont ensuite supprimés par régression, et les mesures de connectivité fonctionnelle effectuées ensuite s’approchent de la connectivité de repos. La connectivité fonctionnelle est abordée cerveau entier. Le cerveau est décomposé en 200 aires (aussi appelées nœuds), puis l’ensemble des connectivités est calculé deux à deux (définissant ainsi les arêtes). Devant cette grande quantité de données, les auteurs ont choisi deux approches pour sélectionner les résultats. Au niveau du cerveau entier, faire émerger deux réseaux, NI (non impaired) et DYS (Dyslexique), comprenant chacun respectivement, d’une part l’ensemble des arêtes significativement plus élevé chez les contrôles, et d’autre part plus élevé chez les dyslexiques. En second lieu, une analyse basée sur les nœuds est adoptée. Les auteurs font émerger les nœuds dont la connectivité présente le plus de différences entre les deux groupes. Cette analyse identifie 6 nœuds chez les jeunes lecteurs et 3 chez les lecteurs avancés. L’analyse cerveau entier montre 1) que le cerveau droit des dyslexiques est davantage connecté au reste du cerveau, 2) les dyslexiques montrent une plus faible connectivité des EMMANUEL NOBLINS 12 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 aires visuelles entre elles 3) l’augmentation de la connectivité du cerveau droit des dyslexiques disparait avec l’âge. L’analyse par nœud met en évidence six régions qui ont une connectivité perturbée chez les jeunes lecteurs, dont trois régions visuelles : le cuneus supérieur gauche, le cuneus supérieur droit, la scissure calcarine droite, mais aussi aussi le cortex cingulaire postérieure, le gyrus frontal médial gauche (BA8), et ce que les auteurs identifient comme le gyrus supramarginal droit (BA40, qui est en fait superposé aussi au gyrus postcentral BA1). Chez les lecteurs adultes, 2 nœuds émergent comme très différents : le lobule pariétal inférieur gauche (BA7) et le gyrus frontal inférieur gauche (BA46). La connectivité de la VWFA est aussi décrite, bien qu’elle ne satisfasse pas les critères de séléction. Ces résultats sont interprétés en 5 axes : 1) une connectivité diminuée au sein des aires visuelles et entre les aires visuelles et frontales 2) diminution de la latéralisation du langage à gauche 3) connectivité du cortex cingulaire postérieur (appartenant au Default Mode Network) altérée, 4) perturbation de la connectivité de la VWFA chez l’adulte et 5) connectivité persistante des régions frontales du langage. Le cerveau des sujets dyslexiques semble donc fonctionner globalement différemment, avec un grand nombre de régions largement reparties qui montrent une connectivité altérée. De nouvelles régions émergent, qui n’ont pas été identifiée dans les études d’activation, notamment des aires visuelles primaires de bas niveau et le cortex cingulaire postérieur. 1.3.3.2 Commentaires La méthode utilisée est remarquable et conduit à un grand nombre de résultats. La quantité des résultats amène à une difficulté d’interprétation. Parmi les 14 nœuds qui valident les critères de sélection, seuls 9 sont présentés. Chacun de ces nœuds est caractérisé par plus de dix connexions altérées, amenant le nombre de données retenue à plus de 140. Chacune des connexions sélectionnées par l’analyse n’est pas interprétée et finalement, une vingtaine seulement est incluse dans l’interprétation des résultats. On peut s’intéresser aux biais qu’entraine une telle sélection. Tout d’abord, ce sont les nœuds à la connectivité la plus divergente qui sont analysés. Cette méthode est pertinente et dénuée de biais. Elle met en évidence des régions absentes de la littérature actuelle sur la dyslexie. Les résultats sont ainsi principalement nouveaux. Ensuite les connexions de ces nœuds sont interprétées. Parmi la dizaine de connexions associées à chaque nœud, seules quelques unes sont prises en compte. Il est intéressant de remarquer que la sélection des connexions interprétées se fait en rapport avec la littérature existante, alors même que les résultats sont largement nouveaux. Prenons l’exemple de la VWFA. Une section de la discussion est entièrement consacrée à cette région alors même qu’elle ne se satisfait pas les critères de sélection utilisés. Il est bien entendu pertinent d’avoir détaillé ces résultats, mais cela souligne le poids de la littérature existante dans l’interprétation de ces résultats pourtant largement nouveaux. Un autre exemple est celui du nœud J, correspondant au lobule pariétal inférieur gauche (Annexes figure A-1). Alors même que cette région présente les différences les plus importantes chez le lecteur adulte, elle est absente de la discussion. La connectivité de cette région est pourtant troublée avec les aires prémotrices et précentrales, et ces résultats EMMANUEL NOBLINS 13 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 pourraient être mis en regard avec ceux de connectivité de repos de Koyama présentés précédemment (Koyama et al 2011, Koyama et al 2013). On perd ainsi une partie de l’intérêt principal d’une étude guidée par les données. La très grande quantité de résultats conduit à un biais dans leur interprétation. Cette étude a permis une découverte remarquable : la connectivité dans la dyslexie semble altérée de manière globale, et un certain nombre de troubles observés mettent en avant des régions nouvelles. EMMANUEL NOBLINS 14 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 1.4 Conclusions Il semble ainsi que les travaux de connectivité fonctionnelle apportent des données nouvelles, et que ce domaine nécessite un cadre interprétatif qui lui est propre. Seules les premières briques de ce cadre ont été posées, et les études explorant la totalité du cerveau vont participer à le développer. D’autre part, nous essaierons dans notre étude d’utiliser une méthode qui conduise à un nombre limité de résultats. Cela nous permettra de présenter la totalité de ceux-ci en évitant ainsi d’éventuels biais de sélection. Cette approche s’adapte le mieux au caractère exploratoire de l’étude. Nous avons ainsi choisi d’utiliser une méthode d’ICA, la dual regression, pour exploiter les données de repos. L’ICA est une méthode de séparation de source qui permet d’identifier des réseaux dans les données de repos. Les réseaux identifiés présentent une grande cohérence à travers les études, ce qui optimise la comparabilité des résultats. Il s’agit de réseaux fonctionnels proches de ceux mis en évidence pendant la réalisation de tâches. On retrouve classiquement une vingtaine de réseaux associés à des systèmes de contrôles fronto-pariétaux, attentionnels, et sensoriels. Cette méthode nous permet de contraindre le nombre de résultats, en privilégiant l’organisation des données en dizaine de réseaux plutôt qu’en centaine de nœuds. Nous allons ainsi comparer les réseaux entre contrôle et dyslexiques, afin d’identifier pour chaque réseau les régions qui y sont rattachée différemment. EMMANUEL NOBLINS 15 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 2 Méthodologie 2.1 Matériels et méthodes Les données ont été précédemment recueillies par Franck Ramus et Katia Lehongre. Les données correspondant à l’écoute passive d’un film ont déjà fait l’objet de publications (Morillon et al. 2011). 2.1.1 Participants 32 sujets adultes, français de langue maternelle, ont été passés sous IRM,. Leur audition est normale, tout comme leur intelligence, avec un QI non-verbal minimal de 90. 17 de ces participants ont présenté des difficultés a l'apprentissage de la lecture, et ont été inclus au groupe dyslexique par leur score a un test de lecture standardisé. Le critère d'inclusion est un score de lecture inférieur au niveau moyen d'un élève de 3e. Les détails des tests seront développés dans le paragraphe suivant. Les 15 autres participants n'ont jamais présenté de difficultés de lecture, et ont été inclus dans le groupe contrôle par un score de lecture supérieur au niveau moyen d'un élève de 3e. Les deux groupes sont appariés en genre, âge, dextérité manuelle, et intelligence. 2.1.2 Batterie de tests comportementaux Le QI non-verbal verbal a été mesuré sur la base des matrices de Raven (Raven et al., 1998). Le critère d'inclusion est le score au test de l'Alouette (Lefavrais, 1967). Il s'agit de la lecture d'un texte qui prend en compte à la fois la rapidité de lecture et les erreurs commises. Les capacités orthographiques ont tété évalués grâce à un test de décision orthographique sur ordinateur, ainsi qu'une dictée classique. La compréhension de vocabulaire a été mesurée grâce au EVIP test (Dunn et al., 1993), qui est l'adaptation française de l’échelle de Peabody. Des tests phonologiques ont été menés. Ils ont permis d’évaluer la mémoire de travail verbale (Wechsler 2000), ainsi que la conscience phonologique (au moyen d'une tache informatisée) des sujets. Enfin, la R.A.N (Rapid Automatized Naming) a permis d’évaluer les performances de dénomination rapide. (PhAB , Frederickson et al., 1997 ; ainsi que deux tests mis en place dans notre labo). Les scores moyens aux tests comportementaux sont reportés en Annexes, table 1. 2.1.3 Acquisition des données d’IRMf L'acquisition des données s'est déroulée en trois sessions. Les sujets ont effectué deux types de tâche, l’écoute passive d'un film et du repos les yeux fermes. Les trois sessions se sont déroulées de la manière suivante : la première session est constituée de 10 minutes de repos, et la deuxième et la troisième session étaient constituées de 10 minutes de film suivies de 11 minutes de repos. Dans notre étude, nous nous somme intéressé exclusivement aux enregistrements de repos. Les données de la première session ont été entièrement analysées, ainsi que les 10 dernières minutes des sessions 2 et 3. Dans la suite du mémoire, les termes sessions 2 et 3 se réfèrent aux 10 minutes de repos des sessions 2 et 3. EMMANUEL NOBLINS 16 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 Chaque session de repos est constituée de 300 volumes IRMf (Tim-Trio; Siemens, 40 coupes transverses, taille du voxel = 3 ×3 × 3 mm; TR = 2 s; TE = 50 ms; field of view = 192). Enfin, une image anatomique en T1 a été acquise à la fin des 3 sessions (176 coupes, field of view = 256, taille du voxel= 1 × 1 × 1 mm). 2.1.4 Prétraitement des données Nous avons effectué le prétraitement grâce au logiciel SPM8 (Wellcome Department of Imaging Neuroscience, UK; www.fil.ion.ucl.ac.uk). Il a été réalisé de manière indépendante pour chacune des 3 sessions. On a effectué le réalignement des 300 volumes, puis la coregistration des images fonctionnelles avec l'image anatomique. Celle-ci a permis la segmentation sur la base de l'atlas MNI. Enfin les images ont été lissées par un kernel gaussien de 6mm. (kernel gaussien isotropic, demimax). 2.2 Les ICA spatiales Les ICA individuelles et celles de groupe ont été réalisées grâce au logiciel NEDICA (NEtwork Detection using ICA), mis au point par Vicent Perlbarg. Notrre méthode de dual regression se rapproche de celle utilisée par Rytty et al.2011. Nous avons choisi de réaliser l’ICA de groupe à partir des ICA individuelles. Nous décrirons maintenant comment ont été réalisés les ICA. Les données individuelles sont constituées de 3 sets de données correspondant aux 3 sessions. Les ICA spatiales ont été menées indépendamment sur les 3 sessions. Les trois sessions seront regroupées uniquement après la dual régression. 2.2.1 Les ICA individuelles Une ICA spatiale sur la base de 40 composantes indépendantes a été réalisée sur chaque set de données, à partir du logiciel NEDICA. Cette étape a permis de dégager 40 réseaux pour chaque set de données, comprenant à la fois des processus de bruit et des réseaux fonctionnels. 2.2.2 L’ICA de groupe L’ICA de groupe a été réalisée sur la base des résultats des ICA individuelles des 32 sujets, grâce au logiciel NEDICA. Nous avons effectué un clustering hiérarchique à partir des réseaux détectés précédemment, ce qui a permis l’identification de 43 composantes de référence. Sur la base de l’atlas anatomique de référence intégré à NEDICA, 20 réseaux parmi les 43 ont été identifiés comme fonctionnels. Ces réseaux ont été ensuite été associés aux réseaux fonctionnels précédemment décrits dans la littérature (Power et al. 2011, Kiviniemi et al. 2009) en Figure A-2. Nous avons choisi d’inclure l’ensemble des sujets, dyslexiques et contrôles, pour déterminer les réseaux de référence pour deux raisons : 1) cette étude s’inscrit dans une démarche exploratoire, et traiter les groupes de manière symétrique permet de préserver le caractère « guidé par les données » (data-driven) de notre analyse, et 2) on augmente ainsi la quantité des données ce qui permet d’identifier des réseaux plus cohérents. EMMANUEL NOBLINS 17 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 2.3 La Dual regression L’analyse statistique a été menée suivant un modèle de dual régression implémentée par FSL, qui permet une comparaison voxel à voxel entre les deux groupes (Filippini et al., 2009, Veer et al., 2010; Abou Elseoud et al., 2011). Cette technique consiste à projeter les 43 réseaux de référence sur chaque set de données (un set de données correspondant à une des trois sessions de repos d’un sujet). Deux étapes se succèdent. 1) On effectue une régression linéaire dans laquelle les variables explicatives sont modélisées par la matrice des composantes spatiales de référence, et les variables expliquées sont un set de données. Cette première étape permet l’estimation d’une matrice de décours temporels, chacun associés à une composante de référence. 2) On effectue une deuxième régression linéaire dans laquelle les variables expliquées sont le même set de données, et on utilise comme variables explicatives la matrice de décours temporels identifiée précédemment. Cette technique permet d’identifier au sein de chaque set de donnée les cartes spatiales correspondantes aux 43 composantes de référence. La normalisation de la variance a été utilisée. Celle-ci permet de rendre la dual regression sensible à la fois aux différences de localisation et d’intensité. (Allen et al. 2012). A ce stade les données sont organisées ainsi : les données de chaque sujet se composent de 3 sessions, et pour chaque session 43 cartes correspondant aux 43 composantes de référence ont été identifiées. 2.3.1 Traitement des cartes avant analyse statistique : réunion des 3 sessions Les données d’un sujet comprennent 3 sets de 43 réseaux. Les réseaux des 3 sets ont été moyennés afin de dégager 43 réseaux par sujet. Nous avons effectué le regroupement des sessions à ce stade tardif pour éviter les biais liés à une concaténation précoce. 2.4 Méthode statistique L’analyse statistique a été menée par une méthode non paramétrique de permutations aléatoires implémentée par la fonction FSL randomise. Cette méthode de comparaison voxel à voxel permet d’estimer la distribution de la variable aléatoire (la valeur d’un voxel à travers le groupe) alors que nous n’avons pas d’hypothèse sur la normalité de cette distribution. Les 43 réseaux sont comparés successivement entre les deux groupes. Nous avons utilisé 5000 permutations et une correction par cluster ( -c , paramètre par défaut). EMMANUEL NOBLINS 18 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 Les valeurs de p résultantes ont été corrigées pour comparaison multiple par une correction de type FWE (Family Wise Error) et un seuil de p<0.05 a été utilisé pour mettre en évidence la différence entre les deux groupes. 2.4.1 Utilisation de masques FSL randomise offre la possibilité d’utiliser des masques afin de réduire le nombre de voxels sur lequel porte l’analyse des différences. Des masques ont été utilisés pour : 1) réduire l’analyse aux voxels appartenant significativement à chaque composante, et 2) séparer les résultats portant sur les régions affiliées positivement à la composante de ceux portant sur les régions affiliées négativement. 2.4.1.1 Masques des voxels significatifs Pour chaque composante, un masque correspondant aux voxels significativement affiliés (positivement et négativement) a été créé. On a effectué une carte de groupe à partir des 32 sujets dans laquelle à chaque voxel est associé la moyenne et la variance de ce voxel à travers le groupe. Un seuil de p<0.05 a été utilisé pour sélectionner les voxels significativement différents de 0, i.e les voxels significativement affiliés à la composante. Ce masque a ensuite été masqué pour éliminer la substance blanche et le liquide cérébro-spinal, ce qui a permis de conserver uniquement les voxels significatifs du cortex et des noyaux centraux. 2.4.1.2 Séparer les résultats : deux masques, pour les régions corrélées et anti-corrélées Une composante comprend des voxels affiliés positivement (ou corrélés) et d’autres affiliés négativement (ou anti-corrélés), et FSL ne fait pas de distinction entre ces valeurs. La signification fonctionnelle des régions corrélées et anti-corrélées étant différente, on a choisi de séparer les résultats présents dans l’une ou l’autre de ces régions. A partir des masques précédemment créés, on a réalisé deux masques, l’un comprenant les régions corrélées et l’autre les régions anti-corrélées. Ces masques permettent de limiter les tests statistiques à certains voxels, et ainsi de séparer les résultats issus des régions corrélées de ceux issus des régions anti-corrélées. 2.5 Conclusion Grâce aux masques mis en place, nous avons limité les tests statistiques à la substance grise significativement affiliée aux composantes. Deux tests statistique ont été réalisés par composante, l’un sur les régions corrélées et l’autre sur les régions anti-corrélées. Les tests ont portés uniquement sur les 23 composantes qui correspondent à des réseaux fonctionnels, portant le nombre total de tests à 46. 12 tests ont révélés une différence significative entre les deux groupes. EMMANUEL NOBLINS 19 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 3 Résultats 3.1 Clés de lecture On retrouve deux types d’effets. Une région peut être moins affiliée au réseau dans le groupe dyslexique par rapport au contrôle (C>D), ou bien l’inverse (D>C). Le type d’effet a une signification différente s’il est retrouvé dans une région corrélée ou anticorrélée. La valeur d’appartenance au réseau dans les régions corrélée est par définition positive. Un effet C>D indique dans ce cas que la région est moins corrélée au réseau dans le groupe dyslexiques. Inversement un effet D>C témoigne d’une appartenance plus forte de la région au réseau chez les dyslexiques. Dans le cas d’une région anti-corrélée, la valeur d’appartenance au réseau est négative. Un effet C>D indique ici que la région est davantage anti-corrélée au réseau chez les dyslexiques. Inversement, un effet D>C signifie que la région est moins anti-corrélée au réseau dans le groupe dyslexique. Le développement des résultats inclus la description des réseaux ainsi que la description des différences entre groupes. Les réseaux sont représentés à l’aide du logiciel xjview, et les différences à l’aide du logiciel MRIcron. Les zones présentées en rouge sur les figures décrivant les réseaux sont affiliées positivement à la composante. Les zones présentées en vert sont affiliées négativement. Les différences sont représentées en rouge. Nous présenterons en premier lieu les résultats obtenues sur les régions corrélées EMMANUEL NOBLINS 20 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 positivement, et dans un second temps ceux obtenus sur les régions anti-corrélées. 3.2 Résultats issues des régions corrélées positivement On retrouve dans l’étude des régions corrélées les 2 types d'effets, C>D et D>C. 3.2.1 Résultats C>D Parmi les six résultats portant sur les régions corrélées positivement, quatre composantes présentent des niveaux de corrélation inférieurs chez les dyslexiques. 3.2.1.1 Composante 04 : le Default Mode Network La composante 04 correspond au réseau par défaut (Default Mode network, DMN). Sa partie postérieure est composée du cortex cingulaire postérieur, precuneus et gyrus angulaire et sa partie postérieure comprend le cortex frontal ventromédian. Au niveau temporal l’activité est localisée autour du STS, et ventralement sur les aires limbiques. Figure 1 Résultat : cortex cingulaire postérieur droit En particulier, au sein du DMN, l’analyse statistique a mis en évidence un trouble de la connectivité dans la région médiale postérieure. Celle-ci recouvre la partie inférieure du precuneus droit (BA 7 médiale) et une partie du cortex cingulaire postérieur dorsal (BA 23,31). Elle montre un attachement au réseau significativement plus faible dans le groupe dyslexique (donc C > D). (1-p=0,95640 FWE corrected). EMMANUEL NOBLINS 21 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 Figure 2 EMMANUEL NOBLINS 22 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 3.2.1.2 Composante 16 : Somato-moteur La composante 16 comprend principalement le cortex somatosensoriel, auquel sont associées des régions visuelles extra-striées, du cortex auditif et le gyrus frontal inférieur. Dans la région centrale sont présentes les aires somatosensorielles (BA 1, 2 et 3), dans leur partie latérale et médiale. L’activité se retrouve autour de la scissure de sylvius postérieure avec l’opercule pariétal (SII), l’insula et dans une moindre mesure le gyrus temporal supérieur. Plus remarquable, une partie du cortex visuel extrastrié est présente, avec les sections supérieures et latérales de BA 18 et 19. Au niveau médial, on trouve la partie antérieure du cuneus (BA 18 médial). Les régions frontales sont intéressantes puisqu'on y trouve le gyrus frontal inférieur, présent davantage à gauche qu’à droite. Cette région est à cheval sur la limite entre BA 47 et BA 45. Le réseau présente une forte similarité avec les composantes somatosensorielles 6 et 43 décrites par Kiviniemi (Kiviniemi et al. 2009). Figure 3 EMMANUEL NOBLINS 23 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 Résultat : cortex moteur gauche Au sein de cette composante sensori-motrice, le cortex moteur primaire gauche (BA 4) montre un attachement au réseau significativement plus faible dans le groupe dyslexique. (1p=0,98320 FWE corrected). Figure 4 EMMANUEL NOBLINS 24 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique EMMANUEL NOBLINS 26 août 2014 25 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 3.2.1.3 Composante 14 : Visuo-moteur 1 La composante 14 présente un contingent majoritairement visuel, auquel viennent s’ajouter des éléments attentionnels dorsaux ainsi que le cortex somato-moteur. La totalité du cortex visuel, primaire et secondaire, est présente. De manière notable, on retrouve une activité prononcée au niveau extra-strié supérieur, correspondant à l’aire visuelle MT. D’autres régions appartiennent dans une moindre mesure au réseau. MT se prolonge au niveau pariétal (BA 39 et BA7). Le cortex somato-moteur est aussi présent. Au niveau frontal, on détecte des régions dorsales, le cortex prémoteur BA 6 ainsi que BA 8 et 9, qui se prolongent sur leur face médiale. La partie externe au cortex visuel du réseau est similaire à la connectivité de repos associée à l’aire MT (2009 Fox). Le réseau est ainsi constitué majoritairement du cortex visuel, qui est en lien avec des régions de contrôle attentionnel spatiales (BA 8 et 9) et motrices (BA4). Figure 5 Résultat : cortex visuel Le contingent visuel de la composante 14 est significativement moins corrélé aux réseaux dans le groupe dyslexique. (1-p=0,99520 FWE corrected). Il s’agit du résultat le plus significatif de notre étude. Des régions précisément délimitées sont identifiable. Le cortex visuel primaire avec la scissure calcarine (BA 17), notamment dans sa partie postérieure (fovéal) et antérieure (périphérique). Dans le cortex visuel secondaire (surpassant la limite entre BA 18 et 19), deux régions symétriques apparaissent sur la face inférieure. EMMANUEL NOBLINS 26 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 Figure 6 EMMANUEL NOBLINS 27 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 3.2.1.4 Composante 33 : Visuo-moteur 2 La composante 33, qui est légèrement latéralisée à droite, comprend principalement le cortex visuel secondaire, auquel sont associés des éléments attentionnels dorsaux. Au niveau visuel on retrouve la partie antérieure de la face médiale occipitale. (partie antérieur du cuneus/fissure calcarine/ lingual). Sur la face latérale, une région focalisée correspond à l’aire visuelle MT. Dans une moindre mesure des éléments pariétaux sont présents, avec BA 39, BA7 ainsi qu’une partie du cortex somato-moteur. Au niveau frontal, on détecte des régions dorsales, le cortex prémoteur BA 6 ainsi que BA 8 et 9, qui se prolongent sur leur face médiale. La distinction avec la composante 14 réside ainsi dans le cortex visuel. Primaire et latéral dans la composante 14, médial et antérieur dans la composante 33. Figure 7 EMMANUEL NOBLINS 28 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 Résultats : cortex visuel médial C'est les segments visuels médiaux de la composante 33 qui sont significativement moins corrélés au réseau dans la population dyslexique. (1-p=0,99480 FWE corrected). La différence réside principalement à droite, dans la partie médiale et antérieure de BA 17, 18 et 19 dans lesquelles s’effectue le traitement du champ visuel périphérique. Il s'agit du deuxième résultat le plus significatif de notre étude. Figure 8 EMMANUEL NOBLINS 29 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 3.2.2 Résultats D>C 3.2.2.1 Composante 01 : réseau Fronto-pariétal de contrôle droit La composante 1 est latéralisée à droite et correspond au réseau fronto-pariétal de contrôle (Power et al. 2011). Les gyrus temporaux moyens et inférieurs postérieurs appartiennent au réseau. Au niveau pariétal on retrouve le lobule pariétal inférieur (BA39 et 40) ainsi que BA 7. La section frontale gauche est nettement délimitée. Il s'agit de BA 47. A droite, la région est plus largement étendue. On observe un continuum dorsal, de BA8 jusqu'à BA 10. Plus ventralement, BA 44, et47 sont présents. BA 45 droit semble absent. Sur la face médiale droite, on retrouve le cortex cingulaire postérieur ventral, ainsi que le cingulaire antérieur dorsal. La composante 01 constitue le réseau fronto-pariétal de contrôle. Figure 9 EMMANUEL NOBLINS 30 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 Résultat : Jonction temporo-pariétale droite La jonction temporo-pariétale droite est davantage corrélée au réseau 01 dans le groupe dyslexiques (1-p=0,9596 FWE). Cette région est située à l’intersection entre les gyri supramarginal et angulaire (BA 40 et 39), dans le prolongement postérieur du gyrus de Heschl. (BA41). Figure 10 EMMANUEL NOBLINS 31 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 3.2.2.2 Composante 08 : DMN 2 La composante 08 correspond au DMN, auquel s’ajoute une région du cortex dorso-latéral préfrontal, BA9. Les éléments composant classiquement le DMN ont été décrits pour la composante 04. Au niveau frontal, le « V » visible sur la figure coïncide avec BA 9. D’autres minces foyers d’activation sont présents : un court segment du cortex visuel primaire, inférieur, qui se prolonge au gyrus fusiforme. Figure 11 Résultats : gyrus angulaire gauche La différence réside au niveau du gyrus angulaire gauche (BA39), dans sa partie inférieur. Cette région montre une appartenance plus grande au réseau chez les dyslexiques par rapport aux contrôles. (1-p=0,95920). EMMANUEL NOBLINS 32 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 3.3 Résultats issus des régions corrélées négativement 5 parmi les 12 résultats émergents dans des régions anti-corrélées. Les 5 composantes (IC 11,12,20,28 et 29) qui seront décrites ici correspondent à des réseaux « task-positive », c'està-dire des réseaux actifs pendant la réalisation de tâches. On retrouvera donc dans les régions qui leur sont corrélées négativement des éléments du DMN. Les résultats issus des régions anti-corrélée présentent tous un effet D>C. 3.3.1 Composante 11 : Réseau pariétal, Dorsal Attention Network 1 Description du réseau corrélé positivement La composante 11 est constituée de régions visuelles, du lobe pariétal supérieur, et de du gyrus frontal supérieur (FEF). Elle présente de grandes similarités avec le réseau attentionnel dorsal. Les éléments du réseau attentionnel dorsal sont les suivants : BA7 et BA5 dans le cortex pariétal supérieur, au niveau prémoteur le FEF (BA6), puis plus en avant BA9 (probablement un FEF secondaire) et BA10. Au niveau temporal on retrouve la jonction occipito-pariétal. En plus de ces régions classiquement retrouvées dans le DAN, d’autres éléments apparaissent. Au niveau occipital médial, on retrouve une mince activité au niveau de la scissure calcarine. L’activité se concentre dans la partie antérieure du cunéus. Le cortex extrastrié supérieur et moyen (BA 19) est présent au niveau du cortex visuel latéral et supérieur, et inclut l’aire visuelle MT. Au niveau pariétal, on trouve l’opercule pariétal. La composante met en jeu des aires impliquées dans la dynamique visuelle, par exemple la réalisation des saccades et déplacement de l’attention. Il est donc peu étonnant d’y retrouver des aires visuelles comme MT, ou le cortex médial antérieur associé à la vision périphérique. EMMANUEL NOBLINS 33 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 Figure 12 Description du réseau corrélé négativement La différence étant localisée dans des régions anti-corrélées de la composante, il est pertinent de décrire le réseau corrélé négativement. Il s’agit d’un réseau principalement somato-moteur et préfrontal dorso-latéral, auquel s’ajoutent des aires visuelles secondaires et pariétales inférieures. On retrouve dans ce réseau des éléments du DMN postérieur (gyrus angulaire et cortex cingulaire postérieur). Au niveau visuel l’activité est focalisée au niveau de BA18 supérieure. Le plus large contingent est le cortex moteur BA 4, qui descend jusqu’à la zone operculaire BA 43 à droite. Des éléments recoupent aussi le cortex somatosensoriel (BA3). Plus en avant, l’activité du cortex prémoteur BA6 accompagne celle du cortex moteur primaire. Au niveau préfrontal, on observe les aires dorso-latérales supérieures, avec BA 6,8 et 9, qui se prolongent au niveau médial. Ces régions jouent probablement un rôle dans le contrôle attentionnel et spatial de la modalité auditive. (Lanzilotto et al. 2013). L’activité de ce réseau se concentre au niveau de la région centrale motrice et c’est au niveau du cortex moteur et prémoteur droit que le groupe dyslexique montre une activité perturbée. EMMANUEL NOBLINS 34 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 Figure 13 Résultat : cortex moteur et prémoteur droits La différence réside au niveau central, avec la partie moyenne du cortex moteur (BA 4) et la région prémotrice qui lui est antérieure (BA6). (1-p=0.9910) Figure 14 EMMANUEL NOBLINS 35 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 3.3.2 26 août 2014 Composante 12 : réseau pariétal, Dorsal attention network 2 Description du réseau corrélé positivement La composante 12 présente une forte ressemblance avec la composante11, et peut être associée au réseau attentionnel dorsal. On y retrouve les composants du DAN : le cortex occipito-temporal inférieur, les aires pariétales supérieures (BA 5 et 7) les FEF au sein de BA6 ainsi qu’une petite section du cortex visuel strié et extra-strié. Au DAN est associé les cortex somato-sensoriel BA 1 mais surtout BA 2 secondaire, qui se prolonge jusqu'à la scissure sylvienne (SII). On retrouve aussi une activation au niveau du cortex temporal supérieur et psotérieur (BA22 et 42). Au niveau prémoteur on distingue en plus du FEF un région ventral, à la limite entre BA6 et la pars opercularis du gyrus frontal inférieur(BA 44). Au niveau préfrontal distingue clairement BA45. C’est au niveau des régions externe au DAN que les composantes 11 et 12 se distinguent. L’activité préfrontale de la composante 11 est plus dorsale, avec BA9 et 10, alors que la composante 11 présente des régions plus ventrales (BA 45 et 46). De plus l’activité somatosensorielle est plus marquée dans la composante 11. Figure 15 Description du réseau corrélé négativement La différence entre les groupes étant située dans une région anti-corrélée, le réseau corrélé négativement sera détaillé. Le réseau corrélé négativement à la composante 12 comprend principalement le contingent postérieur du DMN et le gyrus frontal supérieur. Au niveau frontal, le V visible en vue supérieur dans la figure correspond aux aires BA 6,8 et9, qui se prolongent dans leur partie médiale. EMMANUEL NOBLINS 36 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 Ce réseau présente de grandes similarités avec la connectivité du gyrus angulaire (Uddin 2010). Figure 16 Résultat : cortex cingularie postérieur gauche C’est au niveau du cortex cingulaire postérieur gauche que réside la différence entre les groupes. Cette région du DMN est moins affiliée au réseau anti-corrélé dans le groupe dyslexique. (1-p=0.9672) Figure 17 EMMANUEL NOBLINS 37 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 3.3.3 26 août 2014 Composante 20 : réseau fronto-pariétal de contrôle Description du réseau corrélé positivement La composante 20 correspond au réseau fronto-pariétal de contrôle. Dans sa partie postérieure on identifie le lobule pariétal inférieur (BA 39 et 40), le sillon intrapariétal et au niveau temporal, le cortex occipitotemporal. Dans le cortex préfrontal, l’activité est localisée dans les gyri moyens et inférieurs. Figure 18 Description du réseau corrélé négativement Les régions corrélées négativement à la composante 20 forment un réseau proche du DMN, et inclut des aires sensorielles ainsi que le cortex moteur primaire. Les éléments du DMN sont les suivants : gyrus angulaire, cortex cingulaire postérieur et cortex préfrontal ventro-médian. Dans le cortex occipital on retrouve le cortex extra-strié supérieur.( BA 18 19). Les aires auditives du gyrus temporal supérieur apparaissent, avec BA 22 et les régions operculaires BA 42 et 41. Les pôles temporaux sont présents bilatéralement. Des éléments du cortex dorso-latéral sont également présents (BA9). Au niveau central, on retrouve le cortex moteur primaire BA4, notamment à gauche, et est associé au cortex pré-moteur (BA6 et SMA). A côté des aires affiliées au DMN, l’activité la plus forte est la présence du cortex moteur primaire qui s’étend jusqu’à la région operculaire et au cortex temporal supérieur, et est associé à des éléments prémoteurs. EMMANUEL NOBLINS 38 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 Figure 19 Résultats : cortex prémoteur gauche La différence entre groupe réside au niveau de la région prémotrice BA6 gauche, dans sa partie dorsale. Cette région, localisée autour du sillon frontal supérieur, correspond au FEF gauche, et est moins anti-corrélée au réseau dans la population dyslexique. (1-p=0.98460) Figure 20 EMMANUEL NOBLINS 39 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 3.3.4 26 août 2014 Composante 28 : Réseau attentionnel ventral, impliquant les aires du langage Description du réseau corrélé positivement La composante 28 comprend le carrefour temporo-pariétal et le gyrus frontal inférieur, et correspond au réseau attentionnel ventral. Il a été classé par Rytty et al comme un réseau temporal, mais leur classification ne comprenait pas de réseau attentionnel ventral. Dans tous les cas, il s’agit d’un réseau pariéto-frontal inférieur et peut être associé au réseau attentionnel ventral. Le réseau est latéralisé à gauche. Au niveau du cortex temporal on retrouve le gyrus supérieur BA 21, moyen BA22, ainsi que BA41 et 42 dans la région operculaire. La jonction temporopariétale (entre BA 21 22 37 et 39) apparait clairement. L’activité frontale est prédominante au niveau prémoteur (BA 6) et l’activité descend jusqu’au gyrus frontal inférieur, tout particulièrement dans la région operculaire BA 44 et aussi la partie postérieure de BA 45. Ce réseau est latéralisé à gauche et présente des aires associées au langage : le gyrus temporal supérieur, la jonction temporo-pariétal et le cortex frontal inférieur. Il est donc probablement impliqué dans le langage. Figure 21 . EMMANUEL NOBLINS 40 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 Description du réseau corrélé négativement Le réseau anti-corrélé est atypique. Il est asymmétrique. A gauche il présente les éléments du DMN et à droite on retrouve les aires visuelles secondaires, et le cortex somato-moteur (BA1,2,3 et 4). Au niveau frontal, les régions supérieures sont présentes bilatéralement, avec BA 8 et 9, ainsi que le cortex frontal ventral, avec BA 47. L’insula est présente bilatéralement. Figure 22 Résultat : tonsils cérébelleux et Insula antérieur droite Deux régions montrent un attachement diminué au réseau anti-corrélé. Au niveau du cervelet, il s’agit des tonsils cérébelleux. (1-p= 0,98860). L’autre région correspond à l’Insula antérieur droite (1-p=0,97020) EMMANUEL NOBLINS 41 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 Figure 23 EMMANUEL NOBLINS 42 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 3.3.5 26 août 2014 Composante 29 : Réseau cingulo-operculaire de contrôle Description du réseau corrélé positivement La composante 29 correspond au réseau cingulo-operculaire de contrôle, constitué de l’Insula et du cortex frontal médian. Il se distingue du réseau « salience » par la position plus postérieure de son composant médian par rapport à la composante 30. La différence émerge au niveau d’une région corrélée négativement, nous détaillerons donc le réseau anti-corrélé. Figure 24 Description du réseau corrélé négativement Le réseau corrélé négativement comprend des éléments du DMN, auquel s’ajoute un réseau similaire à la composante 33. On pourra se référer à la description de cette composante pour le descriptif détaillé. (1-p=0.9880) EMMANUEL NOBLINS 43 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 Résultat : Cortex moteur primaire Le cortex moteur primaire droit (BA4) montre une connectivité moins négative dans la population dyslexique par rapport aux contrôles. Plus précisément, la différence siège dans la partie moyenne du cortex moteur, autour du sillon frontal supérieur. Figure 25 EMMANUEL NOBLINS 44 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 3.4 Résumé des résultats Les résultats peuvent être résumés de la manière suivante : 1) les différences les plus significatives apparaissent au sein des réseaux visuels (IC 14 et 33) 2) quatre régions montrent une connectivité altérée autour de la région centrale, dans les cortex moteur primaires et prémoteurs (figure 33) , et 3) la composante 28 implique des aires associées au langage et présente une connectivité altérée. Figure 26 EMMANUEL NOBLINS 45 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique EMMANUEL NOBLINS 26 août 2014 46 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 4 Discussion 4.1 Réseaux visuels 4.1.1 Des aires visuelles de bas niveau Les résultats les plus significatifs ont mis en avant une diminution de la cohérence des réseaux visuels. Parmi les quatre réseaux visuels identifiés (IC6, 13, 14, 33), deux ont montré une diminution de la connectivité dans le groupe dyslexique (IC14 et 33). Au sein de la composante 14, les aires visuelles primaires (BA17) et secondaires inférieures (BA18) montrent un attachement moins fort au réseau. Dans la composante 33, le cuneus antérieur droit montre une association moins forte au réseau. De façon remarquable, ces résultats répliquent ceux de Finn et al. 2014, qui ont mis en en avant un défaut de la connectivité dans les aires visuelles médiales. L’hypothèse d’un déficit visuel dans la dyslexie existe de longue date et a conduit à de nombreux travaux. Plusieurs études comportementales ont mis en évidence un trouble de la dynamique visuelle chez les enfants dyslexiques (Vidyasagar et al. 2010, Gabrieli et al 2012, Bosse et al. 2007, Facoetti et al. 2000). Les capacités de discrimination sont intactes mais les dyslexiques présentent des difficultés dans les tâches de recherche visuelle et d’empan visuel, qui mettent en jeux les mouvements oculaires et la dynamique attentionnelle associée. Les corrélats cérébraux de ces déficits ont été identifiés par des études d’activation, qui se sont intéressées au système magnocellulaire dans des tâches de détection du mouvement (Demb et al. 1998, Eden et al. 1996, Giraldo 2012). Ces études, qui utilisent des paradigmes ciblant précisément le système magnocellulaire, ont reporté des hypoactivations à la fois dans les aires visuelles primaires et secondaires. A côté de ces résultats positifs, un grand nombre d’études d’activation ont utilisé des stimuli visuels orthographiques, et dans ces paradigmes, aucune différence dans les aires visuelles de bas niveau n’a été retrouvée. (méta-analyse de Richlan et al. 2009, Démonet et al. 2004; Heim et al. 2004; McCandliss et al. 2003, Pugh et al. 2000, Shaywitz et al. 2005). Ainsi, les anomalies observées varient en fonction des tâches utilisées. Les récents travaux de Finn en connectivité fonctionnelle ont mis en avant une perturbation de la connectivité dans les aires visuelles précoces. Notre étude réplique ces résultats ce qui suggère que les activations normales masquent un défaut de connectivité sous-jacent. 4.1.2 Un défaut attentionnel ou primaire ? D’autres études ont considéré un déficit visuel attentionnel dans la dyslexie. (Facoetti et al. 2003a, Facoetti et al. 2003b, Marendaz et al. 2003, Valdois et al. 2004). Les déficits, visuels primaires et visuo-attentionnels ne s’opposent pas. En effet un trouble dans les premières étapes de traitement peut interférer avec les systèmes de plus haut niveau, et inversement un trouble de haut niveau peu perturber l’organisation d’un système de bas niveau . Plus particulièrement, le déficit primaire est possiblement localisé au niveau des aires qui traitent la vision périphérique, qui joue un rôle dans la prévision des saccades et donc EMMANUEL NOBLINS 47 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 dans la dynamique visuelle. Il a été mis en évidence une dynamique perturbée entre fovéa et champs périphérique dans la dyslexie, ainsi qu’une reconnaissance plus élargie dans les champs périphériques (Geiger et al. 1987, Lorusso et al. 2004). Finalement nos résultats se placent dans la continuité de ceux de Finn, et suggèrent un défaut d’organisation des aires visuelles précoces. De plus, la cohérence de nos résultats avec ceux de Finn suggère que cette désorganisation est assez dans la population dyslexique. 4.2 Cortex moteur-prémoteur Quatre réseaux ont mis en évidence une perturbation de la connectivité dans les régions prémotrices et motrices primaires. L’interprétation de ces différences dans le cadre des réseaux est difficile car cette région centrale apparait perturbée dans des réseaux très divers (cingulo-operculaire, DAN, fronto-pariétal de contrôle, sensori-moteur). Nous discuterons donc ces résultats dans le cadre d’une région perturbée plutôt qu’une approche par réseau, comme cela a été fait dans une étude utilisant la même méthodologie (Rytty et al. 2013). Nous prendrons en considération une altération relativement globale de la connectivité du cortex moteur et prémoteur dorsal. Un trouble de la motricité dans la dyslexie a été longtemps sujet à débat. Certaines études ont mis en évidence un trouble (Jimenez-Fernandez et al. 2011, Menghini et al. 2006, Stoodley et al. 2008) alors que d’autre ne l’ont pas retrouvé (Bussy et al. 2011, Deroost et al. 2010, Menghini et al., 2010, Yang & Hong-Yan, 2011). La récente méta-analyse de Lum et al. 2013 a permis de clarifier la situation en confirmant l’hypothèse d’un déficit moteur. Le trouble mis en évidence est un trouble de l’apprentissage moteur implicite, détecté à l’aide de tâches de temps de réaction sérielles. Le déficit est ainsi décrit sur le plan comportemental, et seulement une étude d’IRMf a recherché les corrélats cérébraux associés. (Menghini et al. 2006). La plupart des travaux prennent comme cadre théorique le déficit magnocellulaire et conjecturent une atteinte cérébelleuse sous-jacente. Cependant, l’étude fonctionnelle a montré une diminution de l’activité non seulement dans le cortex cérébelleux, mais aussi moteur et prémoteur. La possibilité d’un trouble dans ces régions reste donc ouverte. Le rôle du cortex prémoteur dans la lecture a été récemment mis en avant. Koyama et al. (2011) ont montré que la connectivité du cortex prémoteur gauche avec les cortex moteur et somato-sensoriel corrélait avec les capacités de lecture à la fois chez l’enfant et l’adulte contrôle. De plus, une récente revue de Richlan (2014) propose un nouveau modèle cortical de la lecture, dans lequel il ajoute au réseau classique le cortex précentral gauche. Dans l’étude de Koyama et al ( 2013), la connectivité entre l’IPS gauche et le cortex prémoteur gauche a été retrouvée diminuée dans tous les groupes dyslexiques. Les résultats de Finn et al (2014) viennent s’ajouter à ces découvertes. Bien qu’absent de la discussion, le résultat principal dans le groupe dyslexique adulte est une perturbation du lobule pariétal inférieur gauche avec un grand ensemble de régions situées dans le cortex moteur et prémoteur bilatéralement. (Annexes, figure A-1). Notre étude en connectivité fonctionnelle de repos apporte de nouveaux éléments à EMMANUEL NOBLINS 48 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 l’hypothèse d’un trouble de la connectivité du système moteur et prémoteur dans la dyslexie. Des études futures permettront de lier ou non ces perturbations aux symptômes moteurs observée dans la dyslexie, et de préciser leur rôle dans les difficultés de lecture rencontrées dans la dyslexie 4.3 IC 28 : Réseaux attentionnel ventral gauche La composante 28 est un réseau particulièrement intéressant dans la dyslexie, dans la mesure où il met en jeu des aires classiquement associées au langage, avec à gauche la jonction temporo-pariétale, gyrus frontal inférieur, et le gyrus temporal supérieur. Ce réseau correspond au réseau attentionnel ventral, et à la particularité de contenir deux régions à la connectivité perturbée. Les différences résident dans les régions corrélées négativement au réseau, le cervelet et l’Insula antérieur droite. La région cérébelleuse correspond aux tonsils, qui ont déjà été associé au DMN (Fox et al 2005), et il n’est pas surprenant de le voir corrélé négativement à un réseau attentionnel. Le cervelet serait ici associé au DMN, et jouerait un rôle dans la dynamique des réseaux corticaux. Une fonction cognitive donc, différente des fonctions motrices qui lui sont également associées, et qui a récemment fait l’objet d’investigations (Stoodley et al. 2012). La corrélation négative des tonsils cérébelleux avec le réseau attentionnel ventral apparait ici diminuée chez les sujets dyslexiques, ce qui suggère une synchronisation altérée entre le réseau attentionnel ventral gauche et le DMN. La perturbation qu’entretient le réseau attentionnel ventral gauche avec les autres réseaux n’est peu être pas limitée au DMN. L’Insula antérieur droite montre aussi une connectivité altérée dans ce réseau. Il a été montré que cette région avait un rôle central dans la coordination de plusieurs systèmes cognitifs (Eckert et al. 2009, Ham et al. 2013). Il apparaît ainsi que le réseau attentionnel ventral gauche entretien un rapport perturbé avec les autres systèmes cérébraux, mais d’autres travaux seront nécessaires pour confirmer cette hypothèse. Plus particulièrement, l’Insula droite est impliqué dans des tâches de chant. Elle jouerait un rôle dans l’adaptation aux sons de sa propre voix. (Kleber et al. 2013). Une autre région du DMN avait déjà montré une connectivité altérée dans l’étude de Finn et al. 2014, le cortex cingulaire postérieur. Pour les auteurs, cette différence reflète une perturbation de l’interaction entre le DMN et le réseau attentionnel dorsal. On réplique ici ce résultat. Dans la composante 12 qui correspond au réseau attentionnel dorsal, la connectivité du cortex cingulaire postérieur gauche est altérée. Nos résultats confirment ainsi l’hypothèse proposée par Finn d’une interaction perturbée entre le système attentionnel dorsal et le DMN. Un autre résultat est présent cette fois-ci au coeur du DMN (IC 04). Le cortex cingulaire postérieur droit montre un attachement diminué au DMN chez les sujets dyslexiques. Le cortex cingulaire postérieur est une région centrale dans la dynamique des réseaux, notamment car sa connectivité est flexible en fonction des besoins cognitifs. (Fransson et al. 2008). La connectivité perturbée de cette région renforce l’hypothèse d’un trouble dans les rapports qu’entretient le DMN avec les autres systèmes cérébraux. EMMANUEL NOBLINS 49 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 L’impact de la dynamique du DMN sur la lecture a été récemment décrite dans une population contrôle (Smallwood 2013). Les auteurs se sont intéressés aux corrélats cérébraux de la concentration et de la compréhension. Ces capacités sont altérées dans la dyslexie mais sont considérées comme la conséquence du trouble d’apprentissage de la lecture. Il serait donc intéressant d’étudier plus précisément la dynamique du DMN dans la population dyslexique et d’y chercher les corrélations avec la conscience phonologique par exemple. Ces observations soumettent l’hypothèse d’un défaut de coordination des systèmes cérébraux dans la dyslexie. Il toucherait tout particulièrement le réseau attentionnel ventral gauche, mais aussi l’interaction entre DMN et réseau attentionnel ventral. Les perturbations du DMN est potentiellement associée aux troubles attentionnels (Uddin et al.2008), qui parfois accompagnent la dyslexie. Ici encore, les travaux futurs seront nécessaire pour confirmer la présence d’un défaut de coordination des réseaux cérébraux, et les mettre en lien avec les difficultés de lecture des sujets dyslexiques. . EMMANUEL NOBLINS 50 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 5 Conclusion de l’étude et ouverture Cette étude exploratoire est la première à avoir décrit les réseaux cérébraux dans la dyslexie. De nombreuses perturbations ont été constatées chez les sujets dyslexiques, soutenant l’hypothèse d’un trouble diffus dans les relations entre régions. Une région, la région précentrale comprenant le cortex moteur et pré-moteur, a montré une connectivité globalement perturbée. Des réseaux visuels ont montré une cohérence perturbée, alors que les perturbations observées dans le réseau attentionnel ventral gauche suggèrent un défaut de coordination entre ce réseau et d’autres systèmes. Les résultats visuels soutiennent l’hypothèse d’un déficit relativement partagé dans la population dyslexique. Les activations normales dans cette région ont pu occulter un défaut de connectivité. La perturbation observée au niveau précentral est d’un grand intérêt pour les investigations futures. L’étude de cette région a précédemment été négligée. De nouvelles recherches pourront tenter de déterminer plus en détail la place du défaut de connectivité de cette région dans la dyslexie, avec notamment la mise en évidence de corrélations avec les scores comportementaux. Cette étude propose une hypothèse intéressante, le défaut de coordination du système attentionnel ventral avec les autres systèmes. L’investigation en profondeur de cette hypothèse demandera des méthodologies plus complexes. Un point remarquable est la réplication d’une partie non négligeable des résultats de Finn et al. 2014. Cela souligne l’utilité des analyses de la connectivité de repos, et invite à d’autres travaux identiques. La simplicité de la méthode va permettre la constitution progressive d’un corps de résultats robuste caractérisant la connectivité cérébrale chez les sujets dyslexiques. EMMANUEL NOBLINS 51 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique EMMANUEL NOBLINS 26 août 2014 52 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 6 Références Allen, E. A., Damaraju, E., Plis, S. M., Erhardt, E. B., Eichele, T., & Calhoun, V. D. (2012). Tracking wholebrain connectivity dynamics in the resting state.Cerebral cortex, bhs352. Allen, E. A., Erhardt, E. B., Wei, Y., Eichele, T., & Calhoun, V. D. (2012). Capturing inter-subject variability with group independent component analysis of fMRI data: a simulation study. Neuroimage, 59(4), 4141-4159. Arnell, K. M., Joanisse, M. F., Klein, R. M., Busseri, M. A., & Tannock, R. (2009). Decomposing the relation between Rapid Automatized Naming (RAN) and reading ability. Canadian Journal of Experimental Psychology/Revue canadienne de psychologie expérimentale, 63(3), 173. Boets, B., de Beeck, H. P. O., Vandermosten, M., Scott, S. K., Gillebert, C. R., Mantini, D., ... & Ghesquière, P. (2013). Intact but less accessible phonetic representations in adults with dyslexia. Science, 342(6163), 1251-1254. Bosse, M. L., Tainturier, M. J., & Valdois, S. (2007). Developmental dyslexia: The visual attention span deficit hypothesis. Cognition, 104(2), 198-230. Demb, J. B., Boynton, G. M., Best, M., & Heeger, D. J. (1998). Psychophysical evidence for a magnocellular pathway deficit in dyslexia. Vision research,38(11), 1555-1559. Deroost, N., Zeischka, P., Coomans, D., Bouazza, S., Depessemier, P., & Soetens, E. (2010). Intact first-and second-order implicit sequence learning in secondary-school-aged children with developmental dyslexia. Journal of clinical and experimental neuropsychology, 32(6), 561-572. Driemeyer, J., Boyke, J., Gaser, C., Büchel, C., & May, A. (2008). Changes in gray matter induced by learning—revisited. PLoS One, 3(7), e2669. Eckert, M. A., Menon, V., Walczak, A., Ahlstrom, J., Denslow, S., Horwitz, A., & Dubno, J. R. (2009). At the heart of the ventral attention system: the right anterior insula. Human brain mapping, 30(8), 25302541. Eden, G. F., VanMeter, J. W., Rumsey, J. M., Maisog, J. M., Woods, R. P., & Zeffiro, T. A. (1996). Abnormal processing of visual motion in dyslexia revealed by functional brain imaging. Nature, 382(6586), 66-69. Facoetti, A., Paganoni, P., Turatto, M., Marzola, V., & Mascetti, G. G. (2000). Visual-spatial attention in developmental dyslexia. Cortex, 36(1), 109-123. Finn, E. S., Shen, X., Holahan, J. M., Scheinost, D., Lacadie, C., Papademetris, X., ... & Constable, R. T. (2013). Disruption of functional networks in dyslexia: a whole-brain, data-driven analysis of connectivity.Biological psychiatry. Fox, M. D., Snyder, A. Z., Vincent, J. L., Corbetta, M., Van Essen, D. C., & Raichle, M. E. (2005). The human brain is intrinsically organized into dynamic, anticorrelated functional networks. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 102(27), 9673-9678. Fransson, P., & Marrelec, G. (2008). The precuneus/posterior cingulate cortex plays a pivotal role in the default mode network: Evidence from a partial correlation network analysis. Neuroimage, 42(3), 11781184. EMMANUEL NOBLINS 53 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 Fox, M. D., Zhang, D., Snyder, A. Z., & Raichle, M. E. (2009). The global signal and observed anticorrelated resting state brain networks. Journal of neurophysiology, 101(6), 3270-3283. Finn, E. S., Shen, X., Holahan, J. M., Scheinost, D., Lacadie, C., Papademetris, X., ... & Constable, R. T. (2013). Disruption of functional networks in dyslexia: a whole-brain, data-driven analysis of connectivity.Biological psychiatry. Giraud, A. L., & Ramus, F. (2013). Neurogenetics and auditory processing in developmental dyslexia. Current opinion in neurobiology, 23(1), 37-42. Eckert, M. A., Leonard, C. M., Wilke, M., Eckert, M., Richards, T., Richards, A., & Berninger, V. (2005). Anatomical signatures of dyslexia in children: unique information from manual and voxel based morphometry brain measures.Cortex, 41(3), 304-315. Gabay, Y., Schiff, R., & Vakil, E. (2012). Dissociation between the procedural learning of letter names and motor sequences in developmental dyslexia.Neuropsychologia, 50(10), 2435-2441. Galaburda, A. M., Sherman, G. F., Rosen, G. D., Aboitiz, F., & Geschwind, N. (1985). Developmental dyslexia: four consecutive patients with cortical anomalies. Annals of neurology, 18(2), 222-233. Geiger, G., & Lettvin, J. Y. (1987). Peripheral vision in persons with dyslexia.New England Journal of Medicine, 316(20), 1238-1243. Horwitz, B., Rumsey, J. M., & Donohue, B. C. (1998). Functional connectivity of the angular gyrus in normal reading and dyslexia. Proceedings of the National Academy of Sciences, 95(15), 8939-8944 Ham, T., Leff, A., de Boissezon, X., Joffe, A., & Sharp, D. J. (2013). Cognitive control and the salience network: an investigation of error processing and effective connectivity. The Journal of Neuroscience, 33(16), 7091-7098. Jiménez-Fernández, G., Vaquero, J. M., Jiménez, L., & Defior, S. (2011). Dyslexic children show deficits in implicit sequence learning, but not in explicit sequence learning or contextual cueing. Annals of dyslexia, 61(1), 85-110. Kadesjö B. & Gillberg C. (2001), ≪ T he comorbidity of AD HD in the general population of Swedish school-age children ≫, J. Child, Psychol. Psychiatry, 42 (4), 487-492. Kaplan B. J., Wilson B. N., Dewey D. & Crawford S. G. (1998), ≪ DCD may not be a discrete disorder ≫, Human Movement Science, 17, 471-490. Kiviniemi, V., Starck, T., Remes, J., Long, X., Nikkinen, J., Haapea, M., ... & Tervonen, O. (2009). Functional segmentation of the brain cortex using high model order group PICA. Human brain mapping, 30(12), 3865-3886. Klingberg, T., Hedehus, M., Temple, E., Salz, T., Gabrieli, J. D., Moseley, M. E., & Poldrack, R. A. (2000). Microstructure of temporo-parietal white matter as a basis for reading ability: evidence from diffusion tensor magnetic resonance imaging. Neuron, 25(2), 493-500. Kovelman, I., Norton, E. S., Christodoulou, J. A., Gaab, N., Lieberman, D. A., Triantafyllou, C., ... & Gabrieli, J. D. (2012). Brain basis of phonological awareness for spoken language in children and its disruption in dyslexia.Cerebral Cortex, 22(4), 754-764. Koyama, M. S., Di Martino, A., Kelly, C., Jutagir, D. R., Sunshine, J., Schwartz, S. J., ... & Milham, M. P. (2013). Cortical signatures of dyslexia and remediation: an intrinsic functional connectivity EMMANUEL NOBLINS 54 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 approach. PloS one, 8(2), e55454. Koyama, M. S., Di Martino, A., Zuo, X. N., Kelly, C., Mennes, M., Jutagir, D. R., ... & Milham, M. P. (2011). Resting-state functional connectivity indexes reading competence in children and adults. The Journal of Neuroscience,31(23), 8617-8624. Koyama, M. S., Di Martino, A., Kelly, C., Jutagir, D. R., Sunshine, J., Schwartz, S. J., ... & Milham, M. P. (2013). Cortical signatures of dyslexia and remediation: an intrinsic functional connectivity approach. PloS one, 8(2), e55454. Lanzilotto, M., Perciavalle, V., & Lucchetti, C. (2013). A new field in monkey's frontal cortex: premotor ear-eye field (PEEF). Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 37(8), 1434-1444. Lehongre, K., Morillon, B., Giraud, A. L., & Ramus, F. (2013). Impaired auditory sampling in dyslexia: further evidence from combined fMRI and EEG. Frontiers in human neuroscience, 7. Lehongre, K., Ramus, F., Villiermet, N., Schwartz, D., & Giraud, A. L. (2011). Altered low-gamma sampling in auditory cortex accounts for the three main facets of dyslexia. Neuron, 72(6), 1080-1090. Livingstone, M. S., Rosen, G. D., Drislane, F. W., & Galaburda, A. M. (1991). Physiological and anatomical evidence for a magnocellular defect in developmental dyslexia. Proceedings of the National Academy of Sciences,88(18), 7943-7947. Lorusso, M. L., Facoetti, A., Pesenti, S., Cattaneo, C., Molteni, M., & Geiger, G. (2004). Wider recognition in peripheral vision common to different subtypes of dyslexia. Vision Research, 44(20), 2413-2424. Lum, J. A., Ullman, M. T., & Conti-Ramsden, G. (2013). Procedural learning is impaired in dyslexia: Evidence from a meta-analysis of serial reaction time studies. Research in developmental disabilities, 34(10), 3460-3476. McArthur, G. M., Hogben, J. H., Edwards, V. T., Heath, S. M., & Mengler, E. D. (2000). On the “specifics” of specific reading disability and specific language impairment. Journal of Child Psychology and Psychiatry, 41(7), 869-874. Manis, F. R., Seidenberg, M. S., & Doi, L. M. (1999). See Dick RAN: Rapid naming and the longitudinal prediction of reading subskills in first and second graders. Scientific Studies of reading, 3(2), 129-157. van der Mark, S., Klaver, P., Bucher, K., Maurer, U., Schulz, E., Brem, S., ... & Brandeis, D. (2011). The left occipitotemporal system in reading: disruption of focal fMRI connectivity to left inferior frontal and inferior parietal language areas in children with dyslexia. Neuroimage, 54(3), 2426-2436. Menghini, D., Hagberg, G. E., Caltagirone, C., Petrosini, L., & Vicari, S. (2006). Implicit learning deficits in dyslexic adults: An fMRI study. NeuroImage, 33(4), 1218-1226. Menghini, D., Finzi, A., Benassi, M., Bolzani, R., Facoetti, A., Giovagnoli, S., ... & Vicari, S. (2010). Different underlying neurocognitive deficits in developmental dyslexia: a comparative study. Neuropsychologia, 48(4), 863-872. Power, J. D., Cohen, A. L., Nelson, S. M., Wig, G. S., Barnes, K. A., Church, J. A., ... & Petersen, S. E. (2011). Functional network organization of the human brain. Neuron, 72(4), 665-678. Puolakanaho, A., Ahonen, T., Aro, M., Eklund, K., Leppänen, P. H., Poikkeus, A. M., ... & Lyytinen, H. (2007). Very early phonological and language skills: estimating individual risk of reading disability. Journal of Child Psychology and Psychiatry, 48(9), 923-931. EMMANUEL NOBLINS 55 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 Price, C. J., & Devlin, J. T. (2011). The interactive account of ventral occipitotemporal contributions to reading. Trends in cognitive sciences, 15(6), 246-253. Quercia, P., Demougeot, L., Dos Santos, M., & Bonnetblanc, F. (2011). Integration of proprioceptive signals and attentional capacity during postural control are impaired but subject to improvement in dyslexic children.Experimental brain research, 209(4), 599-608. Ramus, F. (2003). Developmental dyslexia: specific phonological deficit or general sensorimotor dysfunction?. Current opinion in neurobiology, 13(2), 212-218. Rimrodt, S. L., Peterson, D. J., Denckla, M. B., Kaufmann, W. E., & Cutting, L. E. (2010). White matter microstructural differences linked to left perisylvian language network in children with dyslexia. Cortex, 46(6), 739-749 Richlan, F., Kronbichler, M., & Wimmer, H. (2009). Functional abnormalities in the dyslexic brain: A quantitative meta‐analysis of neuroimaging studies.Human brain mapping, 30(10), 3299-3308. Richlan, F. (2014). Functional neuroanatomy of developmental dyslexia: the role of orthographic depth. Frontiers in Human Neuroscience, 8. Rüsseler, J., Gerth, I., & Münte, T. F. (2006). Implicit learning is intact in adult developmental dyslexic readers: Evidence from the serial reaction time task and artificial grammar learning. Journal of Clinical and Experimental Neuropsychology, 28(5), 808-827. Rytty, R., Nikkinen, J., Paavola, L., Elseoud, A. A., Moilanen, V., Visuri, A., ... & Remes, A. M. (2013). GroupICA dual regression analysis of resting state networks in a behavioral variant of frontotemporal dementia. Frontiers in human neuroscience, 7. Silani, G., Frith, U., Demonet, J. F., Fazio, F., Perani, D., Price, C., ... & Paulesu, E. (2005). Brain abnormalities underlying altered activation in dyslexia: a voxel based morphometry study. Brain, 128(10), 2453-2461. Smallwood, J., Gorgolewski, K. J., Golchert, J., Ruby, F. J., Engen, H., Baird, B., ... & Margulies, D. S. (2013). The default modes of reading: modulation of posterior cingulate and medial prefrontal cortex connectivity associated with comprehension and task focus while reading. Frontiers in human neuroscience,7. Stanberry, L. I., Richards, T. L., Berninger, V. W., Nandy, R. R., Aylward, E. H., Maravilla, K. R., ... & Cordes, D. (2006). Low-frequency signal changes reflect differences in functional connectivity between good readers and dyslexics during continuous phoneme mapping. Magnetic resonance imaging, 24(3), 217229. Stoodley, C. J., Harrison, E. P., & Stein, J. F. (2006). Implicit motor learning deficits in dyslexic adults. Neuropsychologia, 44(5), 795-798. Stoodley, C. J., & Stein, J. F. (2013). Cerebellar function in developmental dyslexia. The Cerebellum, 12(2), 267-276. Temple, E., Poldrack, R. A., Salidis, J., Deutsch, G. K., Tallal, P., Merzenich, M. M., & Gabrieli, J. D. (2001). Disrupted neural responses to phonological and orthographic processing in dyslexic children: an fMRI study. Neuroreport, 12(2), 299-307. EMMANUEL NOBLINS 56 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 Vogel, A. C., Miezin, F. M., Petersen, S. E., & Schlaggar, B. L. (2011). The putative visual word form area is functionally connected to the dorsal attention network. Cerebral Cortex, bhr100. Yang, Y., & Hong-Yan, B. (2011). Unilateral implicit motor learning deficit in developmental dyslexia. International Journal of Psychology, 46(1), 1-8. Zhang, Y., Whitfield-Gabrieli, S., Christodoulou, J. A., & Gabrieli, J. D. (2013). Atypical Balance between Occipital and Fronto-Parietal Activation for Visual Shape Extraction in Dyslexia. PloS one, 8(6), e67331. EMMANUEL NOBLINS 57 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique EMMANUEL NOBLINS 26 août 2014 58 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 7 Annexes Figure A- 1 : Finn et al. 2014 EMMANUEL NOBLINS 59 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 Figure A- 2 Présentation des composantes EMMANUEL NOBLINS 60 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique EMMANUEL NOBLINS 26 août 2014 61 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique EMMANUEL NOBLINS 26 août 2014 62 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique EMMANUEL NOBLINS 26 août 2014 63 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique EMMANUEL NOBLINS 26 août 2014 64 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 8 Sommaire détaillé 1 Introduction ................................................................................................................................ 5 1.1 Contexte ............................................................................................................................... 5 1.1.1 Définition de la dyslexie développementale .................................................................... 5 1.1.2 Un trouble dans la mise en place de la lecture. ................................................................ 5 1.1.3 Caractérisation de la population ....................................................................................... 6 1.1.3.1 Comorbidités........................................................................................................... 6 1.1.3.2 La sémiologie cognitive .......................................................................................... 6 1.1.4 Un déficit global ou focal................................................................................................. 7 1.1.5 Conclusion ....................................................................................................................... 8 1.2 Bases cérébrales de la dyslexie ............................................................................................ 8 1.2.1 Revue générale ................................................................................................................. 8 1.3 1.2.1.1 Travaux de dissection et travaux génétiques .......................................................... 8 1.2.1.2 L’apport de l'imagerie anatomique ......................................................................... 8 1.2.1.3 Les apports de l’IRM fonctionnelle d’activation .................................................... 9 1.2.1.4 Connectivité dans des tâches .................................................................................. 9 Place de notre étude dans la littérature............................................................................... 10 1.3.1 Koyama 2011 : connectivité de repos et lecture dans la population contrôle ............... 10 1.3.2 La connectivité de repos dans la dyslexie utilisant des régions d’intérêt ...................... 11 1.3.2.1 Koyama 2013 : connectivité de repos et Dyslexie................................................ 11 1.3.2.2 Boets et al. 2013 ................................................................................................... 11 1.3.3 Connectivité de repos explorant la totalité du cerveau : Finn et al. 2014 ...................... 12 1.4 2 1.3.3.1 Description de l’étude ........................................................................................... 12 1.3.3.2 Commentaires ....................................................................................................... 13 Conclusions ........................................................................................................................ 15 Méthodologie ............................................................................................................................ 16 2.1 Matériels et méthodes ........................................................................................................ 16 2.1.1 Participants ..................................................................................................................... 16 2.1.2 Batterie de tests comportementaux ................................................................................ 16 2.1.3 Acquisition des données d’IRMf ................................................................................... 16 2.1.4 Prétraitement des données .............................................................................................. 17 2.2 Les ICA spatiales ............................................................................................................... 17 2.2.1 Les ICA individuelles..................................................................................................... 17 2.2.2 L’ICA de groupe ............................................................................................................. 17 2.3 La Dual regression ............................................................................................................. 18 EMMANUEL NOBLINS 65 Etude exploratoire des réseaux de repos chez l’adulte dyslexique 26 août 2014 2.3.1 Traitement des cartes avant analyse statistique : réunion des 3 sessions ....................... 18 2.4 Méthode statistique ............................................................................................................ 18 2.4.1 Utilisation de masques ................................................................................................... 19 2.5 3 2.4.1.1 Masques des voxels significatifs .......................................................................... 19 2.4.1.2 Séparer les résultats : deux masques, pour les régions corrélées et anti-corrélées19 Conclusion ......................................................................................................................... 19 Résultats .................................................................................................................................... 20 3.1 Clés de lecture .................................................................................................................... 20 3.2 Résultats issues des régions corrélées positivement .......................................................... 21 3.2.1 Résultats C>D ................................................................................................................ 21 3.2.1.1 Composante 04 : le Default Mode Network ......................................................... 21 3.2.1.2 Composante 16 : Somato-moteur ......................................................................... 23 3.2.1.3 Composante 14 : Visuo-moteur 1 ......................................................................... 26 3.2.1.4 Composante 33 : Visuo-moteur 2 ......................................................................... 28 3.2.2 Résultats D>C ................................................................................................................ 30 3.3 3.2.2.1 Composante 01 : réseau Fronto-pariétal de contrôle droit.................................... 30 3.2.2.2 Composante 08 : DMN 2 ...................................................................................... 32 Résultats issus des régions corrélées négativement ........................................................... 33 3.3.1 Composante 11 : Réseau pariétal, Dorsal Attention Network 1 .................................... 33 3.3.2 Composante 12 : réseau pariétal, Dorsal attention network 2 ...................................... 36 3.3.3 Composante 20 : réseau fronto-pariétal de contrôle ..................................................... 38 3.3.4 Composante 28 : Réseau attentionnel ventral, impliquant les aires du langage ........... 40 3.3.5 Composante 29 : Réseau cingulo-operculaire de contrôle ............................................ 43 3.4 4 Résumé des résultats .......................................................................................................... 45 Discussion ................................................................................................................................. 47 4.1 Réseaux visuels .................................................................................................................. 47 4.1.1 Des aires visuelles de bas niveau ................................................................................... 47 4.1.2 Un défaut attentionnel ou primaire ? ............................................................................. 47 4.2 Cortex moteur-prémoteur ................................................................................................... 48 4.3 IC 28 : Réseaux attentionnel ventral gauche ...................................................................... 49 5 Conclusion de l’étude et ouverture ......................................................................................... 51 6 Références ................................................................................................................................. 53 7 Annexes ..................................................................................................................................... 59 8 Sommaire détaillé ..................................................................................................................... 65 EMMANUEL NOBLINS 66