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L'hyperconnectivité fonctionnelle disparaît chez l'enfant présentant une dyscalculie développementale après intervention numérique

[fa icon="calendar"] 2 oct. 2018 15:14:17 / par HappyNeuron

Synthèse de l'article original "Functional hyperconnectivity vanishes in children with developmental dyscalculia after numerical intervention" de Michels L, O'Gorman R, Kucian K. en avril 2018.

 

Résumé (traduit de l'original)

La dyscalculie développementale (DD) est un trouble d'apprentissage lié au développement associé à
des déficiences dans le traitement de l'information numérique et mathématique. Bien que l'entraînement comportemental puisse réduire ces déficits, il est difficile de savoir quelles ressources neuronales présentent une réorganisation fonctionnelle due à l'entraînement. Nous avons examiné les enfants avec un développement typique (TD) (N = 16, âge moyen: 9,5 ans) et les enfants DD appariés en fonction de l’âge, du sexe et de la faiblesse (N = 15, âge moyen : 9,5 ans) lors de tâche numérique avec IRMf et connectivité fonctionnelle avant et après 5 semaines de formation à la ligne numérique. En utilisant le sillon intrapariétal comme région centrale, la cohorte DD a montré une hyperconnectivité dans les régions pariétales, frontales, visuelles et temporales avant l'entraînement contrôle de l'âge et du QI. L’hyperconnectivité a disparu après l'entraînement, alors que les capacités mathématiques se sont améliorées. L'analyse de classification multivariée des données IRM liées aux tâches a corroboré les résultats de la connectivité, car le même groupe TD pouvait être distingué du groupe DD avant mais pas après la formation à la ligne numérique (respectivement, 86,4 contre 38,9%). Nos résultats indiquent que la connectivité fonctionnelle anormalement élevée chez un enfant DD peut être normalisée au niveau neuronal par un entraînement intensif sur la ligne numérique. Comme la connectivité fonctionnelle chez le groupe DD était indissociable de la connectivité du groupe TD après la formation, nous concluons que la formation mène à une réorganisation de l'engagement interrégional des tâches.

 

Synthèse

 

But : déterminer si une formation à la ligne numérique de cinq semaines peut normaliser les profils de connectivité neuronaux aberrants chez les enfants avec DD par rapport aux enfants avec TD qui ont reçu la même intervention. 


Hypothèse : la formation à la ligne numérique conduit à une normalisation neuronale des régions cérébrales fronto-pariétales et à des performances augmentées chez les enfants DD.


Participants : 31 enfants (7.8 à 11.8 ans) ; 15 DD et 16 TD, appariés par âge, sexe et performances de calcul.


Test utilisé pour critères de DD :

Zareki-R – Batterie pour l’évaluation du traitement des nombres et du calcul chez l’enfant (Kucien et al., 2006) avec des performances < percentile 10 dans au moins 3 sous-test ou dans le score total.


Mesure de la représentation spatiale des nombres : 

Tâche de numérotation papier-crayon. Les enfants devaient indiquer sur une ligne numérique (orientée de gauche à droite, de 0 à 100) l'emplacement de 20 chiffres arabes, les résultats de 20 additions et 20 soustractions et le nombre estimé de 10 « tableaux » de points différents. Les enfants ont effectué différentes versions de cette tâche juste avant de commencer la formation et après avoir terminé la période de formation de 5 semaines.


Evaluation des performances arithmétiques :

A partir du nombre moyen de problèmes d'addition et de soustraction résolus dans la tâche de la droite numérique. Les compétences arithmétiques ont été mesurées avant et après l’entraînement par des versions parallèles de la tâche afin d’évaluer les éventuels effets de transfert d’une intervention de la ligne de numération approximative sur les compétences arithmétiques exactes.


Entraînement :

Sessions de 15 min/jour, 5 jours/semaine, pendant 5 semaines, avec le logiciel d’intervention informatisé «Rescue Calcularis» ( Kucian et al., 2011). 


Concrètement, l'entraînement consiste en une ligne numérique de 0 à 100 qui est affichée au bas de l'écran, tandis qu'un vaisseau spatial apparaît en haut de l'écran et porte un chiffre arabe, un problème d'addition ou de soustraction ou un ensemble de points. Le joueur est invité à diriger le  aisseau spatial à l'endroit exact sur la droite numérique correspondant au chiffre arabe, au résultat du problème d'addition ou de soustraction, ou au nombre estimé de points affichés.  


L'entraînement comprend 30 niveaux avec une difficulté croissante.  Le niveau suivant peut être atteint lorsque chaque problème au niveau actuel a été résolu correctement. Les tâches mal résolues sont répétées jusqu'à ce qu'elles soient réussies. 


Imagerie cérébrale fonctionnelle (IRMf) : 

Pour étudier les effets possibles de l’entraînement de la ligne numérique sur la fonctionnalité cérébrale, les enfants ont effectué une tâche de détermination de l’ordre numérique dans un scanner : trois chiffres arabes à un chiffre ont été présentés horizontalement et leurs réponses (appuis boutons) ont été enregistrées. Les enfants devaient juger si les trois nombres étaient en ordre croissant ou décroissant. Dans une tâche de contrôle, ils devaient distinguer si l’un des chiffres était un «2» ou non. Le contraste entre l'ordre et la condition de contrôle a été retenu pour cartographier les ordinalités numériques. 


Effets d’entraînement

  • Performance à la tâche IRMf : aucun effet d’entraînement pour le nombre d’essais correctement résolus et le tps de réaction chez DD et TD.
  • Performance sur la mesure de la représentation spatiale des nombres : des effets d'entraînement significatifs et des différences de groupe ont été constatés Les enfants étaient significativement plus précis dans la tâche de la ligne numérique après la formation. Les enfants DD avaient des résultats moins précis avant l&#39;entraînement que les TD, mais cette différence significative n'était plus évidente après l'entraînement.
  • Performance en arithmétique : des améliorations significatives après l'entraînement et des différences de groupe ont été trouvées. Les performances arithmétiques des deux groupes ont augmenté après l'entraînement. 

 

Connectivité fonctionnelle :

Aucune hyperconnectivité (repérée avant l’entraînement) significative n'était évidente chez les DD après l'entraînement, et la connectivité fonctionnelle chez les DD après l'entraînement ne pouvait pas être distingué de celle observée chez les TD (avant l'entraînement). 

Conclusion : les résultats montrent clairement un effet de transfert des performances à la ligne numérique entraînée sur la performance arithmétique. Enfants DD ont obtenu des résultats généralement inférieurs à ceux des enfants TD (taux d&#39;exactitude des tâches pré et post-IRM  dans l'ordre numérique, pré-entraînement aux tâches sur papier et au crayon, arithmétique). Cependant, les enfants DD ont pu améliorer leurs compétences numériques de manière significative grâce à l’entraînement et ont même pu rattraper le niveau des enfants de la TD en termes de performance. Les résultats montrent également une plasticité fonctionnelle cérébrale entraînant une réduction de l'hyperconnectivité fonctionnelle. 


Discussion : ces améliorations comportementales pourraient être la conséquence d'une réorganisation
fonctionnelle, un rééquilibrage de la connectivité fonctionnelle. Les résultats démontrent une réduction de la connectivité fonctionnelle après l'entraînement, qui ne se limite pas aux régions cérébrales fronto-pariétales mais également présentes dans les régions cérébrales visuelles et temporelles.


Limites : n’ont pas été pris en compte les facteurs suivants : la dyslexie, un trouble déficitaire de l'attention-hyperactivité , les facteurs génétiques, facteurs environnementaux, etc. Nécessité de comparer les résultats après une période de repos.

Lien vers l’article intégral (en anglais) : cliquez ici

 

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