Soutenance de thèse de Sarah PALMIS

L’écriture manuscrite nécessite des années d’entrainement avant d’être complètement maitrisée. Elle fait appel à la fois à des connaissances linguistiques et motrices. On sait que le réseau cérébral sous-tendant l’écriture est principalement composé de cinq régions qui vont avoir un rôle préférentiellement dans les processus orthographiques (les gyrus fusiforme et frontal inférieur gauches) ou moteurs (les cortex pariétal supérieur et frontal supérieur gauche ainsi que le cervelet droit). Ce travail de thèse s’est articulé autour de deux études expérimentales dont les objectifs étaient de mieux définir et comprendre les propriétés fonctionnelles de ce réseau chez l’adulte expert et chez l’enfant en cours d’apprentissage. Dans ma première étude, je me suis focalisée sur les relations entre les réseaux processus orthographiques et moteurs pendant l’écriture. Pour cela, j’ai mesuré la sensibilité des différents éléments du réseau à la régularité orthographique des mots (présence ou non de correspondances phono-graphémiques inconsistantes) au cours de la production du geste d’écriture. J’ai utilisé une méthode originale permettant de coupler l’enregistrement du signal BOLD généré par la production écrite aux paramètres cinématiques de l’écriture, enregistrés dans l’IRM sur une tablette graphique amagnétique. J’ai mis en évidence, pour la première fois, une interaction entre processus orthographiques sur les processus moteurs, à la fois sur le plan comportemental et au niveau de l’activité cérébrale. Dans une seconde étude, j’ai adopté une démarche plus générale dont l’objectif était d’apporter une première vue d’ensemble du réseau de l’écriture chez l’enfant, et de le comparer à celui de l’adulte expert. De manière intéressante, et bien que les enfants aient des performances écrites bien en deçà de celles des adultes, il s’est avéré que le réseau de l’écriture était déjà bien établi à 8-11 ans (activation des mêmes régions cérébrales orthographiques et motrices). Toutefois, des différences de groupe ont été relevées avec notamment l’observation d’un ensemble de régions préfrontales activées uniquement chez les enfants, et d’une plus forte implication du cervelet chez les adultes. L’ensemble de ces résultats représente une avancée quant à la compréhension des bases cérébrales sous-jacentes aux processus orthographiques et moteurs sous tendant l’écriture de l’adulte et de l’enfant. Ces travaux ouvrent des perspectives pour l’étude de la dysgraphie développementale et de l’apprentissage moteur.

Handwriting requires years of training before it can be fully mastered. It relies on both linguistic and motor knowledge. The brain network underlying writing is mainly composed of five regions that have a preferential role either in spelling processes (the left fusiform and lower frontal gyrus) or in motor ones (the superior parietal cortex, superior left frontal cortex and the right cerebellum). My PhD work is based on two experimental studies whose objectives were to better define and understand the functional properties of this network in expert adults, and in children who are in the process of learning. In my first study, I focused on the relationships between the brain regions underlying spelling and motor processes in adults. I measured the sensitivity of the different elements of the network to the presence of an orthographic irregularity (inconsistent phono-graphemic correspondence) in the word, during the production of the writing gesture. I used an original method to couple the recording of the BOLD signal generated by the written production to the kinematic parameters recorded from an MRI compatible digitizing tablet during scanning. The results support the hypothesis of interaction between spelling and motor processes, both at the behavioral and cerebral activity level. In a second study, I adopted a more general approach whose objective was to provide a first overview of the writing network in children and to compare it with the adults' one. Interestingly, and although children have lower performance than adults, it turned out that the writing network was already well established at 8-11 years of age (activation of the same spelling and motor brain regions). However, group differences were noted, including the activation of prefrontal regions in children, and a greater involvement of the cerebellum in adults. Altogether, these results represent an advance in the understanding of the neural bases underlying the spelling and motor processes of writing in adults and children. This work provides insights for the study of developmental dysgraphia and motor learning.