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!