Les enfants dyslexiques ont une intégration multisensorielle altérée liée à la qualité de leur fusion binoculaire

L’apprentissage de la lecture consiste à mettre en correspondance des symboles visuels (les lettres et les mots écrits) avec des représentations langagières phonologiques (la forme sonore des mots), mais il repose aussi sur des mouvements oculaires. Une équipe de chercheurs de Dijon a étudié la qualité de l’ intégration multisensorielle chez l’enfant dyslexique, c’est à dire la manière dont son cerveau intègre simultanément différentes sources d’informations sensorielles (vision, audition, proprioception…) pour former une perception unifiée et cohérente du monde qui l’entoure. Les chercheurs  ont notamment étudié la qualité de l‘ intégration audiovisuelle (audition+vision) chez ces enfants, en même temps qu’ils modifiaient leur proprioception oculaire.  Leur traitement multisensoriel altéré pourrait expliquer leur difficulté à mettre en relation des symboles visuels et des sons.

Children with Dyslexia Have Altered Cross-Modal Processing Linked to Binocular Fusion. A Pilot Study, Patrick Quercia et al.,  Clinical Ophthalmology, 13 February 2020 Volume 2020:14 Pages 437—448

quercia maddoxCapture d’écran de la vidéo de Dove Medical Press, liée à l’article.

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I. Préalable pour comprendre l’étude :

La position naturelle des yeux est en divergence, ouverte vers l’extérieur en raison de l’axe des orbites. Le fait d’avoir les yeux parallèles quand on regarde droit devant, ou encore en convergence comme quand on lit, est un mouvement actif. Il suppose que le cerveau soit continuellement en train de donner des ordres moteurs de contraction aux muscles oculaires. Ces ordres, qui maintiennent le tonus oculaire adapté à ce qu’on est en train de fixer (objet immobile ou mobile) sont possibles et efficients parce qu’il utilise :

–  l’information visuelle des rétines : il cherche continuellement à créer une fusion entre les images des 2 yeux pour que la résultante soit une image unique. Quand il ne peut le faire, il y a vision double.

l’information proprioceptive provenant des muscles oculaires : la tension des muscles (le tonus) indique au cerveau la position des yeux. Mais cette information est relativement lente (temps de conduction le long des neurones) et ne peut suffire. C’est pourquoi la nature nous a donné un autre moyen que l’on appelle « la copie d’efférence » : chaque fois que le cerveau donne un ordre de contraction aux muscles oculaires, il envoie une copie de cette information au cervelet. Ce dernier est constamment en train de vérifier si les informations proprioceptives et visuelles censées revenir lors du mouvement ordonné sont les mêmes que celles qui arrivent vraiment. Si ce n’est pas le cas, alors le retour proprioceptif est analysé plus finement, ce qui permet de corriger les éventuelles erreurs. Ce mécanisme existe pour tous les muscles de l’organisme.

Ainsi la proprioception est-elle utilisée essentiellement en cas d’erreur et permet de corriger les erreurs. On dit que la proprioception est un correcteur d’erreur (au niveau des mouvements oculaires cela a été démontré par Daniela Balslev).

L’information proprioceptive provenant des muscles oculaires, la tension des muscles (le tonus), indique au cerveau la position des globes oculaires dans leur orbite.

Au total le cerveau a donc besoin d’utiliser 3 données qu’il compare en permanence pour que la vision soit efficiente :

  1. images rétiniennes,
  2. proprioception oculaire
  3. copie d’efférence.

Le principe de la manipulation réalisée dans l’étude qui va suivre est le suivant : la fusion rétinienne est altérée en proposant au cerveau une image différente du même objet (la lumière pour un œil devient un trait rouge pour l’autre). Ainsi, si le cerveau veut garder les deux yeux bien alignés il doit renforcer le rôle de la proprioception oculaire.

DSC_0214

En résumé : on manipule la proprioception oculaire et on augmente son rôle. Si elle est fragile, mal réglée, alors elle ne va plus pouvoir jouer son rôle parfaitement. On va pouvoir en analyser les conséquences.

II. Points qui ressortent de l’étude :

  1. Une stimulation sensorielle, ici le son, mais aussi des stimulations proprioceptives directes, provoquent des pertes de perception visuelle dès lors que l’on rend expérimentalement plus important le rôle de la proprioception oculaire.
  2. Ces pertes ont une apparition de type « stochastique » c’est-à-dire sans lien statistique avec le type de fréquence et sans dominance de localisation dans l’espace. C’est ce caractère complètement imprévisible, aussi bien pour le fait qu’elles apparaissent ou non que pour le lieu d’apparition et leur étendue, qui est ingérable pour le cerveau. Il est en effet démontré que le cerveau est un système qui fonctionne selon des lois statistiques de la prévision. Il doit pouvoir anticiper pour adapter l’individu à ce qui se passe en lui et autour de lui.
  3. On sait que c’est la proprioception oculaire qui est en cause, car les troubles sont quasi inexistants quand on respecte la fusion rétinienne (Condition B).
  4. Ceci n’est pas spécifique de la dyslexie : ces pertes existent aussi chez le sujet normo lecteur (publication 1). Par contre elles sont minimes
  5. Elles sont beaucoup plus importantes chez le dyslexique par rapport au normo lecteur.
  6. Les pertes ne sont pas spécifiques d’une stimulation auditive puisqu’elles apparaissent aussi si on teste avec un autre sens (ici les vibrations pour la proprioception).
  7. Quand on modifie la proprioception, le résultat est identique que les muscles modifiés jouent un rôle postural ou non. Ce n’est donc pas un problème de posturologie, mais bien un problème touchant la proprioception dans son ensemble, que les muscles soient posturaux ou pas.

III. L’Etude 

Dans une étude précédente, la même équipe de chercheurs a démontré que l’altération de la vision binoculaire chez un groupe d’enfants normo lecteurs a provoqué des pertes visuelles aléatoires durant l’écoute de certains sons, lors d’une tâche de reconnaissance visuelle simple. Dans cette nouvelle étude, elle a proposé la même manipulation intégrant vision, proprioception oculaire et audition, chez des enfants dyslexiques et normolecteurs. Les chercheurs ont aussi cherché à savoir si une stimulation sensorielle différente de l’audition provoque aussi des pertes visuelles aléatoires. Pour cela, ils ont utilisé des stimulations proprioceptives directes en appliquant des vibrations à différents endroits du corps (muscles paravertébraux, tendon d’Achille, poignet, etc.).

Deux groupes d’enfants ont été testés dans ces deux conditions, audiovisuelle et visioproprioceptive : 14 enfants dyslexiques et 10 enfants contrôles, sans différence d’âge significative.

III. 1 Action sur la vision binoculaire

Dans le cadre d’une vision binoculaire (comprendre : des deux yeux simultanément) dite normale, nos deux yeux vont fixer au même moment la même image ce qui va permettre au cerveau la superposition (ou fusion) de ces deux images rétiniennes pour que la résultante soit une image unique. Le test vertical de Maddox permet de perturber la vision binoculaire du sujet et de rendre plus important le rôle de la proprioception oculaire.

test vertical de Maddox
Test vertical de Maddox

– Condition A : vision binoculaire modifiée

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condition ALes chercheurs ont modifié la proprioception oculaire en utilisant le test vertical de Maddox qui dissocie les deux images rétiniennes, en interposant un écran Maddox devant l’œil droit ou gauche, tandis que les deux yeux se fixent sur une lumière  située à 4 mètres de distance. Lorsque l’écran de Maddox est utilisé, l’apparence de la lumière est modifiée : elle apparaît sur la rétine d’un œil sous la forme d’une ligne rouge. Cette image rétinienne est tellement différente de l’image formée dans l’autre œil que le réflexe de fusion n’est pas stimulé. Par conséquent, l’orientation exacte des deux yeux sur la lumière devient moins stable, car elle est uniquement contrôlée par la copie d’efférence et la proprioception oculaire. Cette expérimentation a été réalisée avec l’écran placé devant l’œil droit ou devant l’œil gauche de façon aléatoire dans la tâche audiovisuelle, et uniquement devant l’œil dominant dans la tâche visioproprioceptive, afin de limiter la fatigue des enfants.

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– Condition B : vision binoculaire non modifiée

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condition BUniquement lors de la tâche audiovisuelle, au lieu d’utiliser le test du Maddox, un laser a été projeté sur la lumière pour produire une ligne rouge sur la source de lumière. L’image reçue par les deux rétines est identique, c’est-à-dire que la vision binoculaire est maintenue. Il faut souligner que le sujet voit une image similaire à celle vue lors du test de la tige Maddox, mais dans ce cas la fusion rétinienne est toujours présente.

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III. 2 Tâches d’intégration multisensorielles

Que la stimulation soit auditive ou proprioceptive, on a demandé à l’enfant de regarder directement le point lumineux. Afin de déterminer le lieu d’éventuelles pertes visuelles, six dessins faciles à identifier ont été placés de chaque côté de la lumière. L’enfant est invité à préciser devant quel dessin une partie du trait rouge semble disparaître.  Il doit aussi signaler le nombre de dessins en face desquels la ligne disparaissait.

 

sujet rapportant scotome

  • Tâche audiovisuelle :

casque

 

Des sons sont émis simultanément dans les deux oreilles par un casque (à deux fréquences de son : 500 et 1000 HZ). L’enfant doit dire si et où des pertes visuelles apparaissent. L’ expérience est réalisée en perturbant la vision binoculaire avec l’écran du Maddox (Condition A) ou en utilisant un laser (Condition B).

 

  • Tâche visuoproprioceptive :

vibration 2

stimulation proprioceptives

Afin de modifier les informations proprioceptives, des vibrations sont appliquées à différents endroits du corps, sur des muscles dits posturaux (dos) ou non (poignet). Les vibrations sont classiquement utilisées pour modifier la proprioception d’un sujet grâce aux perturbations qu’elles produisent sur les capteurs proprioceptifs. L’enfant doit dire si et où des pertes visuelles apparaissent lors de ces stimulations. Cette condition n’a été testée qu’en perturbant la vision binoculaire à l’aide de l’écran du Maddox (Condition A).

 

III. 3 Résultats

Les pertes visuelles provoquées par les stimulations sensorielles (auditive et proprioceptive) ont été appelées scotomes visuels. Aucun sujet, quel que soit son groupe, n’a connu de phénomènes de scotomes visuels sans stimulation sensorielle.

  • Tâche audiovisuelle :

Lors du test de Maddox, des scotomes visuels apparaissent lors des stimulations auditives pour les deux groupes d’enfants. Ils sont beaucoup plus fréquents et leur taille est plus importante dans le groupe des dyslexiques, et ceci uniquement quand on modifie la vision binoculaire (Condition A). Ils ne dépendent ni de la fréquence du son, ni de l’œil devant lequel est placé l’écran de Maddox. Il n’y a pas non plus de dominance avérée de leur localisation dans l’espace, qui ne dépend pas de l’œil recouvert par la tige de Maddox.

position scotomes audition

  • Tâche visuoproprioceptive :

Lors du test de Maddox, des scotomes visuels apparaissent dans les deux conditions de vibration (muscles posturaux ou non) pour les deux groupes d’enfants. Ils sont beaucoup plus fréquents et leur taille est plus importante dans le groupe des dyslexiques. Il n’y a pas de différence significative selon les sites de vibration (postural ou non).

stimulation proprioceptive

III. 4 Conclusion :

Cet article montre pour la première fois l’apparition de pertes visuelles transitoires produites par des stimulations sensorielles associées à la manipulation de l’équilibre oculomoteur, avec un effet considérablement plus élevé dans le groupe dyslexique. D’un point de vue clinique, il convient de noter que les enfants dyslexiques ont été testés dans des conditions proches de celles utilisées pour apprendre à lire, c’est-à-dire associer les sons aux graphèmes (symboles écrits) correspondants.

 

 

Voir la vidéo de l’étude  :

 

 

 

2 réflexions sur “Les enfants dyslexiques ont une intégration multisensorielle altérée liée à la qualité de leur fusion binoculaire

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  2. Ping : Anxiété et dysproprioception – SensoriDys

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