Ecole Doctorale

COGNITION, LANGAGE, EDUCATION

Spécialité

Sciences cognitives

Etablissement

Aix-Marseille Université

Mots Clés

apprentissage de la lecture,dyslexie développementale,bruit neuronal,IRMf,EEG,RSA,

Keywords

learning to read,developmental dyslexia,neural noise,fMRI,EEG,RSA,

Titre de thèse

Le rôle du bruit neural dans l'explication de la dyslexie et la prédiction des compétences en lecture
The role of neural noise in explaining dyslexia and predicting reading achievement

Date

Friday 26 May 2023 à 9:00

Adresse

Université d'Aix-Marseille, Campus St. Charles, 3 place Victor Hugo, 13331 Marseille Cédex 03 Salle des Voûtes

Jury

Directeur de these M. Johannes ZIEGLER Aix Marseille Université
Président M. François-Xavier ALARIO Aix-Marseille Université
Rapporteur Mme Maaike VANDERMOSTEN KU Leuven
Rapporteur Mme Silvia BREM University of Zurich

Résumé de la thèse

L'hypothèse du bruit neuronal dans la dyslexie développementale (DD) est particulièrement intéressante parce qu'elle fournit une explication générale pour une variété de déficits de lecture et de déficits associés, tels que les déficits temporels, auditifs ou phonologiques. Le bruit neuronal peut être estimé par une analyse de similarité représentationnelle (RSA) en calculant la variabilité entre des items répétés. Un bruit excessif se traduirait par une variabilité accrue des réponses neuronales aux items répétés. Dans l'étude 1, nous avons cherché des preuves d'un excès de bruit neural chez des adultes dyslexiques en utilisant l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle. Les résultats n’étaient pas en faveur d'une augmentation du bruit neuronal dans cette population. Dans l'étude 2, l’hypothèse du bruit neuronale a été testée chez des enfants dyslexiques chinois en utilisant des potentiels évoqués dans une tâche de lecture implicite. Par rapport aux enfants témoins appariés pour l'âge chronologique ou l'âge de lecture, nous avons trouvé une augmentation du bruit neuronale au niveau de la première composante sensible à l’écrit, la N170. Ce résultat suggère qu'un bruit neuronal excessif dans les premiers stades de la perception visuelle des mots pourrait jouer un rôle causal dans la DD. Dans l'étude 3, nous avons examiné si le bruit neuronal au cours d'une tâche implicite de lecture chez les enfants normo-lecteurs en grade 1 pouvait prédire les compétences de lecture 2 ans plus tard. Les résultats ont montré que le bruit neuronal eu niveau de la N170 et P300 étaient des prédicteurs significatifs des compétences en lecture ultérieurement. Ces résultats suggèrent que les enfants dyslexiques ont des représentations orthographiques plus variables, ce qui pourrait être une cause de la DD. En outre, les mesures du bruit neuronal au niveau de la N170 et P300 peuvent servir de biomarqueurs précoces pour détecter des enfants à risque de problèmes de lecture.

Thesis resume

The neural noise hypothesis of developmental dyslexia (DD) is particularly appealing because it provides a domain-general explanation for a variety of reading and reading-related deficits, such as poor temporal, auditory, or phonological processing. Neural noise can be estimated in a representational similarity analysis (RSA) by calculating the intra-item variability (i.e., dissimilarity) of repeated words or characters. Excessive noise would result in increased variability of neural responses to repeated items. In Study 1, we looked for evidence of excessive noise in university students with DD using a functional magnetic resonance imaging experiment. Using various univariate and multi-variate analyses, we found no evidence for increased neural noise in this population. In study 2, we looked for evidence of excessive noise in Chinese children with DD using an event-related brain potentials (ERPs) and an implicit reading task. Results showed that the neural dissimilarity of repeated characters in the first print-sensitive component of the ERPs, the N170, was significantly larger in children with DD than in typically developing children matched for chronological or reading age. This finding was taken to suggest that excessive neural noise in the early stages of visual word perception might play a causal role in DD. In study 3, we extended the previous finding by investigating whether neural noise during an implicit word perception task in grade 1 would predict later reading skills in a longitudinal design. Results showed that neural noise in the N170 and P300 window were significant predictors of reading skills two years later. Together, these findings suggest that children with DD have noisier lexical orthographic representations, which could be causally related to DD. Furthermore, neural noise measures in the N170 and P300 components may serve as early biomarkers for detecting children at risk of developing reading difficulties.