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Chères familles, chers collaborateurs.
Avant tout, nous vous souhaitons une merveilleuse année 2025, pleine de belles découvertes et aventures.
Vous pourrez lire nos dernières découvertes scientifiques sur le cerveau des bébés et des enfants ainsi que nos études en cours ou à venir ! Nous tenons avant tout à remercier chaleureusement tous nos petits chercheurs en herbe et leurs parents que nous avons vu ces derniers mois à Neurospin ainsi qu’à la maternité d’Orsay !

Voici quelques résultats de nos études récentes

Chez les bébés

Apprentissage statistique au-delà des mots chez les nouveau-nés humains
Nous savions déjà que les enfants peuvent extraire des mots d'un flux de parole monotone en utilisant uniquement les probabilités de transition entre les syllabes (Saffran et al., 1996). Cela signifie qu'ils peuvent déterminer la fréquence à laquelle une syllabe est suivie d'une autre et utiliser cette information pour segmenter un discours continu. Comme nous l'avons démontré dans des études récentes, ce mécanisme simple fait partie de la boîte à outils du nourrisson humain pour découvrir des régularités dans la parole depuis la naissance (Fló et al., 2019 ; Fló et al., 2022 ; Benjamin et al. 2022). Cependant, la question de savoir si l'apprentissage statistique est un mécanisme dédié à l'acquisition du langage est toujours débattue, car de nombreuses études récentes ont montré que cette capacité existe dans différents domaines - tels que les sons non vocaux comme les tonalités, les formes visuelles et les actions - ainsi que dans différentes espèces.
Dans cette étude, nous avons exploité les deux dimensions véhiculées par la parole: l'identité du locuteur et les phonèmes. Notre objectif était d'examiner (1) si les nouveau-nés peuvent calculer les TP (Transitional Probabilities = probabilités de transitions) sur une dimension tout en ignorant les variations non pertinentes sur l'autre et (2) si la dimension linguistique (phonèmes) bénéficie d'un avantage sur la dimension vocale (identité du locuteur). Nous avons mené deux expériences en utilisant un Electro-Encéphalogramme (EEG) à haute densité (128 électrodes) pendant que des nouveau-nés endormis étaient exposés à des flux de parole artificiels créés à partir de six syllabes prononcées par six voix différentes, ce qui donne un total de 36 jetons possibles (6 syllabes × 6 voix).

Les expériences ont commencé par un flux aléatoire dans lequel les deux dimensions variaient de manière aléatoire. Ensuite, des flux structurés ont été présentés. Les flux structurés étaient construits soit en imposant un modèle structuré au contenu phonétique (expérience 1 : Structure over Phonemes), soit au contenu vocal (expérience 2 : Structure over Voices), tandis que la deuxième dimension variait de manière aléatoire. Par exemple, dans l'expérience 1, un duplet pouvait être petu avec chaque syllabe prononcée par une voix aléatoire chaque fois qu'elle apparaissait dans le flux (par exemple, pe est produit par la voix 1 et tu par la voix 6 dans un cas, et dans un autre cas, pe est produit par la voix 3 et tu par la voix 2) mais pe était toujours suivi de tu. En revanche, dans l'expérience 2, un duplet pouvait être la combinaison [voix1- voix6], chacun prononçant au hasard n'importe laquelle des syllabes. Après familiarisation, les nouveau-nés ont entendu des duplets isolés adhérant ou non à la structure avec laquelle ils étaient familiarisés. Il s'agissait de déterminer s'ils pouvaient reconnaître les régularités après exposition. Nous nous attendions à observer une activité stationnaire (entraînement neuronal) à la fréquence de présentation des syllabes (4 Hz) pendant tous les flux aléatoires et structurés, car le cerveau répondrait à chaque syllabe. En outre, si les enfants étaient capables d'extraire les motifs réguliers, nous nous attendions également à observer un entraînement neuronal à la fréquence des régularités pendant les flux structurés, c'est-à-dire pour prononcer les mots (2 Hz).
Ces études nous permettent d'évaluer si les nouveau-nés ont une préférence pour la reconnaissance des régularités dans le langage basée sur une dimension plutôt qu'une autre (phonétique vs contenu vocal).

Les résultats montrent un entraînement neuronal à la fréquence de la régularité et des potentiels évoqués distincts (ERPs) pour les duplets corrects et incorrects. Cela met en évidence l'universalité des mécanismes d'apprentissage statistique, suggérant qu'ils fonctionnent dans pratiquement toutes les dimensions sur lesquelles l'entrée peut être factorisée. Il est intéressant de noter que seuls les duplets linguistiques ont suscité un composant ERP spécifique. Compte tenu de sa latence, de sa topologie et du contexte dans lequel elle apparaît, ce composant est compatible avec un précurseur N400, une signature neuronale du traitement lexico-sémantique. Ainsi, seuls les morceaux de parole basés sur des régularités phonétiques - et non sur des régularités vocales - déclenchent une activation le long d'une voie lexicale. Dans l'ensemble, nos résultats suggèrent que, dès la naissance, de multiples régularités d'entrée peuvent être traitées en parallèle et alimenter différents réseaux d'ordre supérieur.

(A) Protocole expérimental.
(B) Entraînement neuronal. Entraînement neuronal pour les deux expériences (structure par rapport aux phonèmes ou aux voix) et les deux conditions (flux aléatoires et structurels). L'entraînement au taux de présentation syllabique (4 Hz) a été observé pendant les flux structurés et aléatoires de syllabes. Fait important, l'entraînement a également été observé lors de la présentation structurée des syllabes au taux de régularité (2 Hz) dans les deux expériences.
(C) ERPs (Event Related Potentials = Potentiels évoqués) aux mots-tests. Une composante ERP différente a été observée pour les duplets respectant ou non les régularités (en haut). Une composante compatible avec une N400 a été individualisée après familiarisation avec un flux avec structure sur les phonèmes uniquement (en bas).
Référence :
Fló, A., Benjamin, L., Palu, M., Dehaene-Lambertz, G. (2024) Statistical learning beyond words in human neonates eLife 13:RP101802. https://doi.org/10.7554/eLife.101802.2

Chez les enfants

Étude du développement précoce des capacités d'abstraction - impact de l'école et de la pratique musicale.
Platon et sa République, Vivaldi et ses Quatre Saisons, Einstein et sa théorie de la relativité : tous ces exemples illustrent la capacité unique des humains à créer, manipuler et comprendre des structures et idées complexes. Mais comment les enfants développent-ils une telle pensée abstraite ? Quel rôle jouent l’éducation, l’école ou la pratique musicale, dans ce processus ?
Ces questions restent aujourd’hui encore très ouvertes. Pour tenter d’y répondre, nous avons mené des expériences comportementales avec 566 enfants âgés de 4 à 8 ans, répartis de la moyenne section de maternelle au CE1. Deux premières expériences ont d’abord étudié comment les enfants encodent et mémorisent des séquences auditives et des motifs visuels complexes. L’idée était notamment de vérifier si les enfants étaient capables de détecter des régularités symboliques dans ces séquences et motifs afin de les compresser et de mieux les mémoriser. Une troisième et dernière expérience a exploré leur capacité à détecter des régularités géométriques : ils devaient par exemple, détecter un carré ou un rectangle parmi un ensemble de quadrilatères plus irréguliers.

Nos résultats montrent que le raisonnement symbolique émerge dès les débuts de la scolarisation. Par exemple, dès le CP, les enfants commencent à utiliser des stratégies symboliques et récursives pour encoder et mieux mémoriser des séquences auditives complexes. Ces stratégies, en phase avec le cadre théorique du Langage de la Pensée (Language of Thought), ressemblent aux processus utilisés par les adultes. De plus, face à des quadrilatères, les enfants montrent une sensibilité croissante aux régularités des formes, marquant une transition d’un raisonnement purement perceptif à un raisonnement plus symbolique et mathématique. Nous avons aussi étudié si l’apprentissage d’un autre langage symbolique, en l'occurrence la musique, pouvait renforcer ces capacités d’abstraction. Les enfants de notre étude faisaient partie d’un programme d’éducation musicale, dont la moitié pratiquait le violon depuis l’âge de 4 ans, tandis que l’autre moitié suivait le cursus scolaire classique. En résumé, nous n’avons observé aucun impact significatif de la pratique musicale sur les capacités d’abstraction, quels que soient les domaines testés.


Ces résultats suggèrent que la maturation cérébrale et l’école jouent un rôle central dans le développement de la pensée abstraite chez les enfants, davantage que des activités extrascolaires spécifiques comme la musique.

Quelques projets en cours...

Chez les bébés

Etude sur le développement du vocabulaire chez les enfants de 12 à 36 mois.
Dans le cadre d’un partenariat avec le « Babylab de l’école normale supérieure de Paris », nous vous proposons de participer à une étude sur le développement de vocabulaire des enfants de 12 à 36 mois.

En répondant à ces 2 questionnaires, vous permettez le développement d’un outil de mesure du langage adapté à cette tranche d’âge, fiable et rapide d’utilisation. Cet outil pourra être alors utilisé par des chercheurs et des cliniciens et faciliter grandement leurs pratiques. A la fin de l’étude, nous vous partagerons nos découvertes.
Nos Etudes en EEG en 2024/2025
PHON-CVVC Etude de la perception des sons chez les bébés de 3 mois
Nous menons une étude sur la perception des sons chez les bébés de 3mois.
L'étude se déroule à NeuroSpin et la durée de présence dans notre laboratoire sera de 1h30 à 2h.
Comment se déroule cette étude?
Nous enregistrons l’activité naturelle du cerveau de votre bébé à l'aide de l’électroencéphalogramme (ou EEG). Pour ce faire, nous plaçons sur sa tête, une sorte de filet très léger et constitué de multiples capteurs à l'intérieur de petites éponges humidifiées.
Nous faisons écouter des petits sons aux bébés pendant qu’ils font tranquillement leur sieste.

Chez les enfants

BB SYNCH – Etude en EEG chez les enfants de CE1 (nés en 2017)
Nous sommes prêts à vous recevoir pour notre étude sur la synchronisation cerveau-cerveau au cours d'une expérience d'apprentissage partagée, entre enfants ou entre un enfant et un de ses parents.


Nous enregistrerons l'activité naturelle des participants à l'aide d'un électroencéphalogramme (ou EEG). Pour ce faire, nous placerons sur la tête des participants soit une sorte de filet très léger composé de multiples capteurs à l'intérieur de petites éponges humidifiées, soit un bonnet confortable équipé de capteurs avec du gel hypoallergénique. Les participants porteront également des lunettes durant l'étude, qui nous permettront de suivre la direction de leur regard.


Comment se déroule l’examen ?


Au cours de cette étude, les participants (vous et votre enfant, ou deux enfants) seront assis devant un écran et réaliseront plusieurs activités pendant lesquelles des images, des mots et des phrases seront présentés. Chaque activité dure de 10 à 20 minutes.


Notre objectif est de mieux comprendre le processus d'apprentissage et de déterminer si les enfants apprennent mieux lorsqu'ils sont en compagnie d'une autre personne (un adulte ou un autre enfant).

Chez les ados

Etude Math-Langage-Ados-TSA
Il s’agit de comprendre ce qu’il se passe dans le cerveau lorsque l’on fait des tâches de langage et des tâches de mathématiques et d’identifier les réseaux mathématiques et non-mathématiques chez des adolescents avec un diagnostic du trouble du spectre autistique (TSA).
Cette étude a déjà été menée chez les adultes et chez les adolescents. Les données chez une population TSA nous permettrait de mieux comprendre l’organisation cérébrale fonctionnelle des réseaux du langage et des mathématiques chez ces jeunes et pourront être comparées aux données acquises dans une population neurotypique.

Comment se déroule cette étude ?

L’étude se passe à Neurospin, sur le plateau de Saclay, dure environ 2h sur place et se déroule de la façon suivante :
Ø Questionnaire de latéralité + mini test de lecture de mots
Ø Imagerie par résonance magnétique à 3T alternant des tâches de langage/de maths (IRM fonctionnelle) et une IRM anatomique.
CONTACT : neurokidslab@cea.fr et 06 63 33 87 36

Chez les adultes (les parents peuvent aussi participer ;-))

Notre laboratoire mène actuellement une étude sur l’impact de l’éducation sur les réseaux cérébraux liés aux mathématiques.
Pour cela, que vous ayez arrêté votre scolarité très tôt (fin du collège) ou que vous soyez devenu un mathématicien passionné, vous êtes les bienvenus pour participer à une aventure scientifique !

Comment se déroule cette étude?

L’étude consiste en plusieurs visites (5 maximum) incluant:
  • une IRM 7T
  • Des tests comportementaux

Les petits plus à découvrir...

Inauguration IHU Institut du Cerveau de l’Enfant (ICE) - Robert Debré

L’Institut Robert Debré du Cerveau de l’Enfant a été créé en 2021 et rassemble représentants d’enfants et de parents, soignants, chercheurs de multiples experts scientifiques (de la génétique à l’école) afin d’étudier le développement cognitif de l’enfant et ses vulnérabilités. Ces équipes seront rassemblés dans le nouveau bâtiment dédié à l’IHU sur le site de l’hôpital de Robert Debré qui ouvrira ses portes en 2027.
Ghislaine Dehaene-Lambertz, directrice de notre équipe Neuroimagerie du Développement, pionnière dans les recherches de neuroimagerie en France chez le bébé et grande défenseuse de la santé et du bien être cognitif de TOUS les enfants, est aussi directrice de l’IHU.
Une journée grand public pour l’inauguration de l’ICE Robert Debré aura lieu le
MARDI 19 MARS à L’INSTITUT PASTEUR.
Venez nombreux !
Pour plus d’infos sur l’ICE Robert Debre : https://cerveau-enfant.org/

Colloque Scientifique FFDYS 2025 : les troubles Dys au seins des troubles du NeuroDéveloppement. Des recherches scientifiques aux pratiques pédagogiques et thérapeutiques

La fédération française des Dys (FFDYS) organise un colloque scientifique les 14 et 15 mars prochain, conçu par son comité scientifique, afin de faire un état des lieux de la recherche, montrer quelles sont les articulations recherche et pratiques pédagogiques et thérapeutiques concernant les troubles DYS au sein des troubles du Neruodéveloppement (TND).

Ressources pour se former aux sciences cognitives

La perception des graphiques : un nouvel exemple de recyclage neuronal : Cours de Stanislas Dehaene au Collège de France.
Les cours de Stanislas Dehaene au collège de France redémarrent le vendredi 24 janvier sur le thème : La perception des graphiques : un nouvel exemple de recyclage neuronal.
Les cours ont lieu tous les vendredis matins de 9h 30 à 11h du 24/01 au 28/02 suivi d’un séminaire sur le thème : Sommeil, Replay et apprentissages.
è En présentiel au Collège de France
è Ou peuvent être visionnées dès le lendemain sur le site du collège de France.
Découvrez les dernières publications et conférences du CSEN
Le Conseil Scientifique de l’Education Nationale (CSEN) publie très régulièrement des synthèses de la recherche ainsi que des notes à destination des enseignants au sujet des dernières découvertes scientifiques sur les apprentissages et leurs bases cognitives et/ou sur des compétences transversales ou des techniques novatrices et permettent de faire le point sur la littérature scientifique sur ces différents sujets ainsi que la lettre du Passeur rassemblant les informations sur les synthèses, les notes et les conférences scientifiques. Vous pouvez vous inscrire à la lettre du Passeur pour vous mettre au courant de toutes les dernières publications ou conférences organisées par le CSEN.
La dernière lettre du passeur 15 de janvier 2025 concerne les fractions.
Vous pouvez aussi avoir accès aux vidéos pédagogiques « Fred explique moi » par Fred de C’est pas sorcier ainsi qu’aux vidéos mes clés.
MOOC- L’apprentissage de la lecture, du décodage à la lecture experte
Découvrez à travers ce MOOC les dernières connaissances scientifiques sur les mécanismes cognitifs impliqués dans la lecture, les méthodes d’enseignements et les pistes d’intervention pédagogiques.
Nous avons encore et toujours besoin de nos chers petits collaborateurs donc n’hésitez pas à venir participer à nos études
et à parler de nos recherches autour de vous !
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