Transcript Linker AF

Welk neuro-anatomisch netwerk
ligt aan de basis van lezen en
leesproblemen?
Dr. Maaike Vandermosten
Prof. Dr. Pol Ghesquière
Prof. Dr. Jan Wouters
Dyslexia Collaboration KU Leuven
(DYSCO)
OVERZICHT
1. Dyslexie
2. Het neurale leesnetwerk
o MRI-technieken
o Functionele MRI-studies over lezen en dyslexie
o Diffusion MRI-studies over lezen en dyslexie
•
•
•
DTI-techniek
Structurele connecties bij volwassenen
Structurele connecties bij jonge kinderen
2
1. Dyslexie
• Prevalentie: 5 -10%
• Specifiek probleem met
het leren lezen en/of
spellen
• Oorzaken?
o
Fonologisch deficit
theorie
3
1. Dyslexie: onderzoek op verschillende niveaus
omgeving
Biologisch
e.g. fonologisch deficit aan de basis of
dyslexie
Cognitief
e.g. dyslexie
Home
Teaching
Remediation
Gedrag
OVERZICHT
1. Dyslexie
2. Het neurale leesnetwerk
o MRI-technieken
o Functionele MRI-studies over lezen en dyslexie
o Diffusion MRI-studies over lezen en dyslexie
•
•
•
DTI techniek
Structurele connecties bij volwassenen
Structurele connecties bij jonge kinderen
5
2.1 Het neurale leesnetwerk: MRI-technieken
-niet-invasieve visualisatie van de hersenen
2.1 Het neurale leesnetwerk: MRI-technieken
Structureel
lokaal
connecties
Anatomische MRI-scan
DTI
Functioneel
fMRI
Functionele connectiviteit
OVERZICHT
1. Dyslexie
2. Het neurale leesnetwerk
o MRI-technieken
o Functionele MRI-studies over lezen en dyslexie
o Diffusion MRI-studies over lezen en dyslexie
•
•
•
DTI techniek
Structurele connecties bij volwassenen
Structurele connecties bij jonge kinderen
8
2.2 fMRI-studies over lezen en dyslexie
Linker inferieure frontale
gyrus
Linker temporoparietaal
gebied
-Articulatie
-Subvocale herhaling
-Werkgeheugen
-Hoger-orde fonologische
processen
-Fonologie
-Grafeem-foneem koppeling
Linker occipitotemporale
gebied
Linker inferieure
frontale gyrus
-Visuele woord vorm
-Directe orthografische route
-semantiek
= Fonologische aspecten van lezen  sublexicale fonologische route
= Orthografische aspecten van lezen  lexicale orthografische route
See Démonet 2004; Pugh 2000, 2005; Sandak 2004; Jobard 2003; Schlaggar & McCandliss 2007
2.2 fMRI-studies over lezen en dyslexie
= hypoactivatie bij dyslecten
Temporoparietal
Inferior frontal
Occipitotemporal
= Fonologische aspecten van lezen
= Orthografische aspecten van lezen
See Démonet 2004; Pugh 2000, 2005; Sandak 2004; Jobard 2003; Schlaggar & McCandliss 2007
2.2 fMRI-studies over lezen en dyslexie
= hypoactivatie bij dyslecten
Temporoparietal
+ soms overactivatie bij dyslecten:
Inferior frontal
-
Posterieure gebieden rechts
-
Bilateraal frontaal
Occipitotemporal
= Fonologische aspecten van lezen
= Orthografische aspecten van lezen
See Démonet 2004; Pugh 2000, 2005; Sandak 2004; Jobard 2003; Schlaggar & McCandliss 2007
2.2 fMRI-studies over lezen en dyslexie
Temporoparietal
Inferior frontal
Occipitotemporal
= Fonologische aspecten van lezen
= Orthografische aspecten van lezen
See Démonet 2004; Pugh 2000, 2005; Sandak 2004; Jobard 2003; Schlaggar & McCandliss 2007
OVERZICHT
1. Dyslexie
2. Het neurale leesnetwerk
o MRI-technieken
o Functionele MRI-studies over lezen en dyslexie
o Diffusion MRI-studies over lezen en dyslexie
•
•
Structurele connecties bij volwassenen
Structurele connecties bij jonge kinderen
13
2.3.1 DTI-techniek
Wat is DTI?
• MRI-techniek dat specifieke informatie geeft over de witte
materie verbindingen
• Traject verbindingen
• Witte materie organisatie
• FA-index
OVERZICHT
1. Dyslexie
2. Het neurale leesnetwerk
o MRI-technieken
o Functionele MRI-studies over lezen en dyslexie
o Diffusion MRI-studies over lezen en dyslexie
•
•
Structurele connecties bij volwassenen
Structurele connecties bij jonge kinderen
15
2.3.2 Structurele leesnetwerk bij volwassenen met dyslexie
VOORGAANDE DTI-STUDIES
- Kwantitatieve meta-analyse van 11 voorgaande DTI-studies over lezen
Linker temporoparietale cluster (MNI-coordinates-29, -30, 18)
 Vandermosten et al., 2012, Neuroscience & Biobehavioral Reviews
2.3.2 Structurele leesnetwerk bij volwassenen met dyslexie
fMRI
DTI
Arcuate Fasciculus (AF)
AFFTP
AFTP
IFOF
= fonologische aspecten van lezen
= orthografische aspecten van lezen
= neurale afwijkingen bij volwassenen met dyslexie
2.3.2 Structurele leesnetwerk bij volwassenen met dyslexie
DEELNEMERS:
Dyslectische lezers
Normale lezers
gemiddelde (SD)
gemiddelde (SD)
20
20
Geslacht (man/vrouw)
7/13
8/12
p = .75
Leeftijd (jaren)
22.1 (3.1)
21.4 (3.0)
p = .51
Non-verbaal IQ (WAIS)
108 (10)
106 (10)
p = .59
Woord lezen (EMT)
66.1 (1.9)
99.8 (11.4)
p < .0001
Pseudowoord lezen (Klepel)
66.0 (1.8)
107.9 (9.8)
p < .0001
Spelling
69.3 (6.5)
105.8 (9.6)
p < .0001
Fonologisch bewustzijn (effect size)
-2.79 (1.25)
0 (1)
p <.0001
Spraakperceptie in ruis (SRT in dB)
-8.2 (0.9)
-8.5 (1.1)
p = .30
Orthografische verwerking (ruwe score)
28.2 (3.6)
34.5 (2.6)
p <.0001
N
2.3.2 Structurele leesnetwerk bij volwassenen met dyslexie
RESULTATEN: GROEPSVERGELIJKING
Normale lezers
FA (SD)
Dyslectische lezers
FA (SD)
P-value
ANCOVA
Linker AFFTP
0.474 (0.017)
0.460 (0.025)
.029*
Linker AFTP
0.455 (0.026)
0.444 (0.027)
.14
Linker IFOF
0.485 (0.027)
0.486 (0.024)
.81
AFFTP
AFTP
IFOF
2.3.2 Structurele leesnetwerk bij volwassenen met dyslexie
RESULTATEN: GROEPSVERGELIJKING
Normale lezers
FA
Dyslectische lezers
FA
P-value
ANCOVA
Linker AFFTP
0.474 (0.017)
0.460 (0.025)
.029*
Linker AFTP
0.455 (0.026)
0.444 (0.027)
.14
Linker IFOF
0.485 (0.027)
0.486 (0.024)
.81
Right AFFTP
0.422 (0.030)
0.426 (0.021)
.68
AFFTP
AFTP
IFOF
2.3.2 Structurele leesnetwerk bij volwassenen met dyslexie
RESULTATEN: CORRELATIES met FA
Fonologisch
bewustzijn
Spraak-in-ruis
Linker AFFTP
Linker AFTP
Linker IFOF
AFFTP
AFTP
IFOF
21
Orthografie
2.3.2 Structurele leesnetwerk bij volwassenen met dyslexie
RESULTATEN: CORRELATIES met FA
Fonologisch
bewustzijn
Spraak-in-ruis
Orthografie
Linker AFFTP
.33*
.31(*)
-.04
Linker AFTP
.21
.42**
.00
Linker IFOF
.04
.18
.39*
Geen significante correlaties in
rechter verbindingen
AFFTP
AFTP
IFOF
22
2.3.2 Structurele leesnetwerk bij volwassenen met dyslexie
Linker IFOF
- Geen groepsverschil
- Orthografische route
Linker AF
- Lagere FA in dyslectische volwassenen
- Fonologische route
Geen betrokkenheid van rechter verbindingen
 Vandermosten et al., 2012, Brain
 Vandermosten et al., 2012, Neuroscience & Biobehavioral Reviews
Hoe is het netwerk georganiseerd bij de start van lezen?
- Onze hersenen zijn niet ‘voorbestemd’ om te lezen!
Waar situeert zich het primaire neurale probleem bij dyslexie?
- Witte materie is plastisch!
24
OVERZICHT
1. Dyslexie
2. Het neurale leesnetwerk
o MRI-technieken
o Functionele MRI-studies over lezen en dyslexie
o Diffusion MRI-studies over lezen en dyslexie
•
•
Structurele connecties bij volwassenen
Structurele connecties bij jonge kinderen
25
3.2.3 Structurele leesnetwerk bij 6-jarigen met risico op dyslexie
STANDARD NEURO-ONTWIKKELINGSMODEL:
Assumpties leesontwikkeling:
DTI
fMRI
1
2
Assumpties dyslexie:
• Primair deficit (fonologische verwerking)  linker dorsale gebieden
• Secundair deficit (opbouw orthografische representaties)  linker ventrale gebieden
26
3.2.3 Structurele leesnetwerk bij 6-jarigen met risico op dyslexie
MAAR assumpties gebaseerd op studies met ervaren lezers
Slechts enkele MRI-studies voor of aan de start van de
leesontwikkeling:
o
o
Vroege betrokkenheid van ventrale regio’s
Kinderen met familiaal risico vertonen dorsale en ventrale verschillen
(Brem et al., 2010; Maurer, 2006; Black et al., 2012; Hosseini et al., 2013; Yamada et al., 2011; Specht et al.,
2009; Raschle et al., 2011; Raschle et al., 2012; see meta-analysis Richlan et al. 2011)
Empirische validatie nodig, vooral betreffende connecties!
27
3.2.3 Structurele leesnetwerk bij 6-jarigen met risico op dyslexie
 eerste datacollectie voordat kinderen leren lezen
 continue registratie van (neurale) leesontwikkeling
 causale invloed?
 vroege detectie  vroege preventie
28
3.2.3 Structurele leesnetwerk bij 6-jarigen met risico op dyslexie
DEELNEMERS:
•
Laatste kleuterklas
•
35 kinderen met een familiaal risico
•
Minstens 1 eerste-graad verwant met diagnose dyslexie
•
35 controle kinderen zonder familiaal risico op dyslexie
•
Individuele matching
•
Zelfde klas!
•
geslacht
•
leeftijd
•
Non-verbaal IQ
•
Opleidingsniveau vader en moeder
29
3.2.3 Structurele leesnetwerk bij 6-jarigen met risico op dyslexie
DEELNEMERS:
Hoog risico
Laag risico Stats
(n = 36)
(n = 35)
geslacht(jongen/meisje)
23/13
18/17
Fisher’s exact test: p = .34
Opleidingsniveau ouders
5.3 (1.6)
5.6 (1.6)
Fisher’s exact test: p = .18
ADHD
2.5 (2.2)
1.5 (1.5)
Fisher’s exact test: p = .40
Links-/rechtshandig
5/30
2/32
Fisher’s exact test: p = .43
Leeftijd (maanden)
61.4 (3.1)
61.7 (3.0)
F(1,27) = 0.14; p = .71
Non-verbaal IQ
109.9 (13.2)
110.4 (10.0) F(1,27) = 0.01; p = .83
Fonologisch bewustzijn
-0.06 (1.28)
0 (1)
F(1,27) = 0.20; p = .66
RAN
-0.46 (1.08)
0 (1)
F F(1,27) = 3.41; p = .09
Letterkennis
-0.51 (1.25)
0 (1)
F(1,27) = 9.75; p = .02
3.2.3 Structurele leesnetwerk bij 6-jarigen met risico op dyslexie
Ventrale (IFOF) en dorsale (AF) bundels onderzoeken:
1.
Bestaan neurale afwijkingen,voordat men leert lezen?
Groepsindeling op basis van familiaal risico op dyslexie
2.
Wat is de functie van deze bundels voordat men leert lezen?
3.2.3 Structurele leesnetwerk bij 6-jarigen met risico op dyslexie
RESULTATEN: GROEPSVERGELIJKING
Groep x Hemisfeer x bundel interactie [F(2,344) = 3.17, p = .043]
AFFTP
AFTP
IFOF
3.2.3 Structurele leesnetwerk bij 6-jarigen met risico op dyslexie
RESULTS: CORRELATIONS with FA
LEFT
AFFTP
Fonologisch bewustzijn
RAN
Letterkennis
AFTP
RIGHT
IFOF
AFFTP
AFTP
IFOF
3.2.3 Structurele leesnetwerk bij 6-jarigen met risico op dyslexie
RESULTS: CORRELATIONS with FA
LEFT
AFFTP
AFTP
RIGHT
IFOF
AFFTP
AFTP
IFOF
Fonologisch bewustzijn
0.30*
0.24 *
0.36**
0.27*
0.19
0.37**
RAN
0.13
0.07
0.20
0.16
-0.09
0.31**
Letterkennis
0.16
0.15
0.26 *
0.21
0.17
0.26 *
3.2.3 Structurele leesnetwerk bij 6-jarigen met risico op dyslexie
Linker IFOF
- Groepsverschil tussen kinderen met en
zonder familiaal risico op dyslexie
- Fonologische route
Linker AF
- Geen groepsverschil
- Fonologische route
Rechter verbindingen ook betrokken bij fonologie
3.2.3 Structurele leesnetwerk bij 6-jarigen met risico op dyslexie
Voorlopige conclusies
•
Witte materie afwijkingen:
• Bestaan reeds voordat men leert lezen
 oorzaak van dyslexie?
• Maar op andere locatie dan bij volwassenen met dyslexie
•
Witte materie functie:
•
•
Fonologische route nog niet gespecialiseerd
Longitudinale opvolging nodig!
36
Conclusion on the dyslexic brain
Structureel
Functioneel
lokaal
-fMRI
≠
connecties
DTI
Acknowledgments
[email protected]
DYSlexia COllaboration Leuven (DYSCO)
Parenting and Special Education Research Group, KU Leuven
Pol Ghesquière
Maaike Vandermosten
Jolijn Vanderauwera
Bart Boets
ExpORL, Dept. Neurosciences, KU Leuven
Jan Wouters
Hanne Poelmans
Sophie Vanvooren
Astrid De Vos
38
Dank u!