Difficultés des apprentissages dans les troubles neurodéveloppementaux d'origine génétique

Steve Majerus

Docteur en Sciences Psychologiques, Chercheur Qualifié F.R.S.-FNRS

Département de Psychologie, Cognition & Comportement Université de Liège

Centre de Recherches du Cyclotron Université de Liège

Fonds de la Recherche Scientifique FNRS Belgique

http://www.sonuma.be/archive/pascal-duquenne-%C3%A0-cannes

SYNDROME DE DOWN Trisomie 21

Syndrome de Down

• Triplication du chromosome 21

• 1:800 naissances; 1:100 si mère > 40 ans

• Complications médicales

• Retard mental, de sévérité variable

SD : caractéristiques générales Domaine Caractéristiques

Génétique Triplication du chromosome 21

Apparence physique Tonus musculaire réduit

Nuque raccourcie

Nez aplati, petite tête

Mains et doigts raccourcis; pli unique et profond

Physiologie Anomalies cardiaques; leucémie

Anomalies hormonales (hypothyroïdie)

Problèmes sensoriels (audition, vision)

Neuro-anatomie Réduction de volume cérébral, surtout au niveau cérébelleux

Augmentation de la matière crise sous-corticale

Préservation des régions pariétales

Réduction de la matière blanche au niveau temporal

Sensori-moteur Retard moteur

Problèmes sensoriels (audition, vision)

Cognitif Visuo-spatial > langage

Fonctions exécutives déficitaires, impulsivité

Mémoire épisodique déficitaire, vieillissement prématuré

Apprentissage de la lecture et du calcul possible

Cognition sociale Risque pour troubles du spectre autistique

Hayda & Reeves, Trends in Neurosciences, 2012

SD : caractéristiques générales Domaine Caractéristiques

Génétique Triplication du chromosome 21

Apparence physique Tonus musculaire réduit

Nuque raccourcie

Nez aplati, petite tête

Mains et doigts raccourcis; pli unique et profond

Physiologie Anomalies cardiaques; leucémie

Anomalies hormonales (hypothyroïdie)

Problèmes sensoriels (audition, vision)

Neuro-anatomie Réduction de volume cérébral, surtout au niveau cérébelleux

Augmentation de la matière crise sous-corticale

Préservation des régions pariétales

Réduction de la matière blanche au niveau temporal

Sensori-moteur Retard moteur

Problèmes sensoriels (audition, vision)

Cognitif Visuo-spatial > langage

Fonctions exécutives déficitaires, impulsivité

Mémoire épisodique déficitaire, vieillissement prématuré

Apprentissage de la lecture et du calcul possible

Cognition sociale Risque pour troubles du spectre autistique

MICRODELETION 22q11.2 (syndrome Vélocardiofacial)

• Trouble neurodéveloppemental d’origine génétique

• Syndrome Vélocardiofacial

• 1 pour 2000-4500 naissances vivantes

• Aspects médicaux:

– Anomalies faciales et vélaires (fente palatale, visage allongé)

– Troubles cardiaques

– Psychose (30%)

• Retard mental léger; parfois pas de retard

Microdélétion 22q11.2

• DiGeorge syndrome

• Velocardiofacial syndrome

• Shprintzen syndrome

• Conotruncal anomaly face syndrome

• Opitz G/BBB syndrome

• Cayler cardiofacial syndrome

mdel 22q11.2 : autres terminologies

Kapadia & Bassett - CMAJ • 178 (4) 2008

mdel 22q11.2

Illustration d’une fente labiale

• Microdélétion hémizygote de 3 000 000 paires de base du locus q11.2 du chromosome 21 codant pour 30-40 gènes différents

⁻ COMT ⁻ TBX1 ⁻ …

• Transmission autosomale dominante

• Microdélétions de novo fréquentes

mdel 22q11.2: aspects génétiques

• Meilleures capacités verbales que non-verbales

– Déficits de la mémoire à long terme visuo-spatiale (épisodique)

– Difficultés à reconnaître des objets dans des positions non-prototypiques

– Déficits attentionnels

– Difficultés pour le raisonnement abstrait et la planification

– Troubles du calcul importants

– Déficits de la mémoire à court terme sérielle

– Diminution de la matière grise au niveau du cortex pariétal

mdel 22q11.2: aspects cognitifs

Hayda & Reeves, Trends in Neurosciences, 2012

• Meilleures capacités verbales que non-verbales

– Langage expressif > Langage réceptif

– Répétition de phrases, lecture, écriture, conscience phonologique, vocabulaire: préservé ou presque

– Catégorisation sémantique, compréhension de la lecture: déficitaire?

– Préservation de la mémoire à court terme verbale « item »

– Préservation de la matière grise dans les régions temporales

mdel 22q11.2: aspects cognitifs

mdel 22q11.2: illustration

SYNDROME DE WILLIAMS

• Trouble neurodéveloppemental d’origine génétique

• 1 par 20.000 naissances vivantes

• Aspects médicaux:

– Hypercalcémie

– Caractéristiques faciales typiques

– Troubles cardiaques (sténose supravalvulaire)

• Retard mental, léger à modéré

Syndrome de Williams

• Beuren syndrome • Elfin facies syndrome • Elfin facies with hypercalcemia • Hypercalcemia-Supravalvar aortic

stenosis • Infantile hypercalcemia • Supravalvar aortic stenosis syndrome • WBS • Williams-Beuren Syndrome • WMS • WS

SW: synonymes

• Microdélétion hémizygote de 1 500 000 paires de base du locus q11.23 du chromosome 7 retrouvé dans 95 % des cas

⁻ ELN codant l'élastine ⁻ LIMK1 ⁻ GTF21 ⁻ STX1A

• 30 % des parents d’enfants affectés présentent une

inversion de la zone critique • Transmission autosomale dominante • Microdélétions de novo fréquentes

SW: aspects génétiques

Botta et al. Journal of Medical Genetics 1999;36:478-480

SW : caractéristiques générales Domaine Caractéristiques

Génétique Délétion de 17-19 gènes du chromosome 7 (7q11.23)

Apparence physique Physionomie de type « elfe »

Nez retroussé

Bouche large

Menton petit

Oreilles grandes

Physiologie Anomalies cardio-vasculaires

Anomalies rénales

Hypercalcémie

Neuro-anatomie Relative préservation des régions cérébrales antérieures

Réduction de volume des régions occipitales et pariétales

Asymétrie anormale du planum temporale et activation anormale lors

de la perception de bruits et de musique

Sensori-moteur Retard moteur

Hyperacousie/Odynacousie (développement précoce)

Perte auditive progressive (enfance tardive / âge adulte)

Cognitif Langage > Visuo-spatial

Mémoire à court terme verbale > visuelle

Fonctions exécutives déficitaires

Cognition numérique déficitaire

Traitement des visages préservé

Cognition sociale Aspects socio-perceptifs > socio-cognitifs

Domaine Caractéristiques principales

Phonologie Bonnes capacités d’analyse perceptive mais analyse atypique

Bonnes capacités articulatoires

Anomalies du traitement phonologique sous-lexical (moindre

sensibilité à la fréquence phonotactique)

Difficultés dans les tâches de conscience phonologique

Lexico-sémantique Vocabulaire réceptif et productif bien développé (parfois conforme à

l’âge chronologique)

Utilisation anormalement élevée de mots de basse fréquence lexicale

Difficultés pour la distinction d’associés sémantiques proches

Morpho-syntaxe Bonnes capacités de compréhension et de production de phrases

Difficultés au niveau de l’utilisation de la morphologie inflexionelle et

des prépositions

Difficultés de compréhension pour des phrases longues et complexes

Pragmatique Discours « hyperverbal »

Utilisation d’expressions toutes faites et inappropriées (« cocktail

party speech »)

Mémoire à court terme

verbale

Bonnes capacités de stockage à court terme

Moindre influence des représentations phonologiques et lexicales en

mémoire à long terme

Lecture Difficultés importantes, à la fois pour voie de lecture par adressage et

par conversion grapho-phonème

SW : caractéristiques langagières

SW : Aspects théoriques

Développement atypique ?

vs.

Développement déficitaire ?

Thomas, M., & Karmiloff-Smith, A. (2003). Modelling language acquisition in atypical phenotypes.

Psychological Review. 110(4), 647-682.

4 enfants avec SW

Age: 10-12 ans

PPVT: 94 (étendue: 87-100)

Illustration 1: SW et Mémoire à court terme

Majerus et al., 2003 (Neurocase)

• Rappel de listes de mots et de non-mots de fréquence phonotactique élevée ou faible

• faire pull tour lac

• fel pyd tuv lal

• fib pRf zun Fom

SW et Mémoire à court terme

• SW : déficit de la mémoire à court terme?

• SW : déficit de l’intervention des représentations phonologiques à long terme?

• SW : performances en MCT reflètent les conséquences d’un développement atypique des représentations phonologiques?

Illustration 1: SW et Mémoire à court terme

• SW: sensibilité atypique pour les sons (langagiers ou non-langagiers)

• Hyperacousie – odynacousie

• Activitations cérébrales anormales pour la perception de sons verbaux et musicaux (Levitin et al., 2005)

• Quid de la perception de sons langagiers?

Illustration 2: SW et perception des sons

Levitin et al., NeuroImage, 2003

• Continuum b-d (Serniclaes et al., 2005)

– Modulated sine waves (langage naturel)

– Non-modulates sine waves (langage artificiel)

– Non-modulated sine waves (non-langage)

• Continuum d-t

Illustration 2: SW et perception des sons

Perception catégorielle

• Sons du langage: perçus comme différents si issus de côtés opposés par rapport à la frontière catégorielle (between-category)

• Sons du langage: perçus comme identiques si issus d’un même côté par rapport à la frontière catégorielle (within-category)

Illustration 2: SW et perception des sons

Spectrogrammes des sons utilisés pour le continuum d – t. A = prévoisement -> perçu comme /d/; H = délai de voisement -> perçu comme /t/; DE = zone d’incertitude = frontière catégorielle

A E

B F

C G

D H

-

• Conclusions

– Profil de perception atypique

– Perception catégorielle amoindrie

– Perception allophonique augmentée

-> Développement phonologique déficitaire?

-> Développement phonologique atypique !!

Illustration 2: SW et perception des sons

Syndrome X Fragile

Syndrome X Fragile

Syndrome X Fragile & Cognition

Recommandations