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Newsletter d'automne
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ATTENTION, NOTRE ADRESSE MAIL A CHANGE
Vous pouvez désormais nous joindre à : neurokidslab@cea.fr
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Chères familles, chers collaborateurs.
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Voici notre newsletter d'automne 2023.
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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 !
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Voici quelques résultats de nos études récentes
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Liens entre latéralisation du langage, vocabulaire et manualité à 18 mois
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Cette étude réalisée au Babylab de l'université de Paris Cité s'est concentrée sur les origines des asymétries dans le cerveau et le comportement : l'asymétrie du langage (la dominance de l'hémisphère gauche dans le traitement linguistique) et l'asymétrie de la préférence pour la main (c'est-à-dire la dominance d'une main dans l'exécution de tâches manuelles). La question sous-jacente découle de plusieurs lignes de recherche suggérant qu'il pourrait y avoir une relation entre l'asymétrie du traitement linguistique et l'asymétrie de la préférence pour la main (manualité). Par exemple, la plupart des études concordent pour trouver (1) qu'environ 95 % des droitiers ont une dominance de l'hémisphère gauche pour le langage, (2) que même si la plupart des non-droitiers ont également une dominance de l'hémisphère gauche pour le langage, la proportion de non-droitiers ayant une dominance de l'hémisphère droit pour le langage est supérieur d'environ 10 à 20 % à celle des droitiers, et (3) qu'il y a une augmentation équivalente de l'incidence de la latéralisation du langage de l'hémisphère droit ou de l'absence de latéralisation du langage chez les non-droitiers par rapport aux droitiers.
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Dans ce contexte, cette étude questionnait si la latéralisation du langage dans les premiers stades de la production du langage était liée à l'émergence de la préférence pour la main. Une question secondaire était de savoir dans quelle mesure le niveau du langage de l’enfant est associée à la direction et au degré de l'asymétrie du langage et de l’asymétrie de la préférence manuelle. Cette deuxième question a été soulevée, car le niveau du vocabulaire a parfois été associé à la préférence manuelle main chez les nourrissons, il nous semblait intéressant de vérifier si le niveau de vocabulaire est également lié à la latéralisation du cerveau pour le langage.
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Pour répondre à ces questions, 59 enfants âgés de 18 mois ont été inclus dans l'étude (dont 50 avaient des données de bonne qualité). Cet âge a été choisi parce que c'est à cet âge que les enfants commencent à présenter un schéma stable pour la main qu’ils utilisaient et qu’il commence à produire des mots.
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Tout d’abord, les parents des nourrissons ont rempli un questionnaire standardisé sur les mots que leur enfant comprenait ou produisait. À partir de ce questionnaire, un score de vocabulaire a été estimé pour chaque enfant. Ensuite, les nourrissons ont participé à une tâche comportementale visant à évaluer la manualité. Pour cela, lorsqu'ils étaient assis sur les genoux de leurs parents, on leur présentait des objets (en position médiane) et une caméra enregistrant la scène permettait déterminer la main avec laquelle les nourrissons saisissaient l'objet. En tant que groupe, les nourrissons avaient tendance à utiliser davantage leur main droite que leur main gauche. La majorité des nourrissons (64,6 %) étaient droitiers, tandis que 16,6 % étaient gauchers et 18,8 % n'étaient pas latéralisés. Il n'y avait pas de relation significative entre les scores de manualité et les scores de vocabulaire : le fait d'être droitier ou gaucher n'était pas lié à un meilleur ou à un moins bon score en vocabulaire.
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A la suite de ces tests comportementaux, les nourrissons ont participé à une expérience d'électroencéphalographie (EEG), qui a permis de capter leurs activités cérébrales à l'aide d'un filet d’électrodes placé sur la tête des nourrissons. Le test EEG a été combiné à une tâche de discrimination syllabique, et vise à déterminer la latéralisation cérébrale pour les traitements linguistiques. Dans cette tâche, des syllabes étaient présentées en séquences de 3 sur plusieurs essais, les deux premières syllabes étaient identiques, tandis que la troisième était soit identique (essai standard), soit différente (essais déviants). Les syllabes déviantes comprenaient soit un nouveau phonème (ba ba ta), soit un changement de voix (ba ba ba2). Ces deux types de stimuli déviants ont permis d'étudier à la fois l’asymétrie de traitement phonologique de la langue (détection d’un changement de phonème) et le traitement non phonologique (détection d’un changement de voix).
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Les résultats ont confirmé que, comme chez les jeunes enfants et les adultes, les réponses à un changement de phonème étaient latéralisées à gauche, tandis que les réponses à un changement de voix étaient latéralisées à droite. La réponse au changement (qu'il s'agisse d'un changement de phonème ou de voix, et qu’il était dans l’hémisphère gauche ou droite) était liée au score de vocabulaire : les enfants qui ont eu une réponse cérébrale plus importante à la détection des changements avaient un niveau de vocabulaire plus élevé. De plus, les réponses au changement de voix (qu’il était dans l’hémisphère gauche ou droite) était liée au score de vocabulaire chez les enfants droitiers mais pas chez les non-droitiers : les enfants droitiers qui ont eu une réponse cérébrale plus importante à la détection des changements de voix avaient un niveau de vocabulaire plus élevé. Cependant, il n'y avait pas de lien entre l'asymétrie des réponses cérébrales et le score de vocabulaire ni un lien entre la manualité de l'enfant et les latéralisations cérébrales pour le langage.
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Si ces résultats se confirment dans de futures études de réplication avec des méthodologies différentes, on pourrait conclure que les asymétries manuelles précoces et la latéralisation du langage sont déterminées par des facteurs indépendants. Néanmoins, la manualité et le niveau des vocabulaire semblent influencer ensemble le niveau des réponses cérébrales pour la détection des changements phonémique et non phonémique.
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Potdevin, D., Adibpour, P., Garric, C., Somogyi, E., Dehaene-Lambertz, G., Rämä, P., Dubois, J. & Fagard, J. (2023). Brain Lateralization for Language, Vocabulary Development and Handedness at 18 Months. Symmetry, 15(5), 989.
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Quel impact des lampes Lexilight® et des lunettes Lexilens® sur la lecture des enfants dyslexiques ?
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Depuis quelques années, plusieurs starts up française commercialisent lampes et lunettes à destination des personnes dyslexiques, affirmant que ces objets permettraient de faciliter la lecture de près de 90% d’entre eux (Atol les Opticiens, communication personnelle, 16 mars 2022). Ces objets fonctionnent sur le principe suivant : soit la lumière émise par la lampe clignote à une fréquence très élevée, presque imperceptible (de 60Hz à 120Hz), soit les verres des lunettes s'assombrissent et s'éclairent, également à une fréquence très élevée (de 70Hz à 90Hz). Dans la littérature, seul un article de deux scientifiques français publié en 2017 et dont les résultats n’ont jamais été répliqués fait état de bénéfices du clignotement à haute fréquence sur la lecture d’adultes dyslexiques
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(Le Floch & Ropars, 2017).
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Cependant, ces entreprises semblent réussir à vendre leurs produits et quelques études ont décrit des adultes souffrant de troubles de la lecture en miroir ayant été aidés par le clignotement, mais cette fois-ci à basse fréquence, perceptible à l’œil nu (10Hz ou 20Hz). Dans cette étude, nous avons donc cherché à mieux comprendre si le clignotement à basse ou haute fréquence pouvait faciliter la lecture pour les lecteurs normaux et les dyslexiques.
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- Nous avons mesuré l’impact du clignotement à basse fréquence chez 375 adultes normaux lecteurs et 20 enfants dyslexiques. Nous avons observé que ce clignotement à basse fréquence avait un impact négatif sur la reconnaissance des mots chez les adultes normaux lecteurs, tandis qu’il n’affectait pas la lecture des enfants dyslexiques.
- Pour mesurer l’impact du clignotement à haute fréquence, nous avons utilisé les lunettes Lexilens® et la lampe Lexilight®. Chez 22 enfants dyslexiques, nous n’avons trouvé aucun impact détectable sur la fluence de lecture, l’identification des lettres et le traitement des lettres miroir (b, d, p et q). Enfin, chez deux autres participantes se sentant aidées par les lunettes Lexilens®, nous avons simplement mesuré un faible effet placebo sur la lecture de mots pour l’une d’entre elles.
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Ces résultats contrastent fortement avec les affirmations marketing selon lesquelles ces outils peuvent aider 90 % des dyslexiques, et soulignent le rôle d'une recherche scientifique rigoureuse pour permettre aux personnes dyslexiques de prendre des décisions en connaissance de cause. Ils sont corroborés par une autre étude (Lapeyre et al. 2023) non encore publiée réalisée chez des adultes dyslexiques, pour qui aucun effet de l’utilisation de la lampe Lili for Life® n’a été observé.
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Lubineau, M., Watkins, C. P., Glasel, H., & Dehaene, S. (2023). Does word flickering improve reading? Negative evidence from four experiments using low and high frequencies. Proceedings of the Royal Society B, 290(2008), 20231665.
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Liens entre prosodie et retard développemental chez les jeunes enfants autistes
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Ce travail est l’objet d’une étude réalisée par l’équipe de Genève en collaboration avec Ghislaine Dehaene-Lambertz.
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La prosodie désigne tous les aspects « musicaux » du langage: son rythme, sa hauteur, son volume, … Les jeunes enfants apprennent très vite à utiliser et décoder ces composantes essentielles de la communications: si maman parle fort, c’est peut-être qu’elle est en colère. Si je ralentis sur un mot en détachant bien les syllabes, je peux faire comprendre que je l’utilise de manière ironique. Et si ma voix part dans les aigus, c’est peut-être que je suis ému par ce que je dis. Ces compétences semblent même précéder l’apparition du langage, puisque les bébés peuvent utiliser les accents des mots qu’ils entendent pour les segmenter (lien vers article segmentation) ou reconnaître l’intonation propre à leur langue maternelle. C’est donc une compétence essentielle pour l’apprentissage du langage et à la communication avec les pairs.
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Le Trouble du Spectre de l’Autisme (TSA) est caractérisé par des difficultés précoces dans les interactions sociales, souvent accompagnées d’un langage atypique. Parmi les symptômes les plus fréquemment retrouvés dans le TSA figurent des particularités prosodiques. Néanmoins, ces symptômes sont très variables d’une personne autiste à l’autre : rythme parfois saccadé, intonation plate ou, au contraire, très « chantante », volume trop élevé ou trop faible en permanence… Actuellement, on ne sait pas encore bien si certains de ces symptômes prosodiques sont associés à des « profils types » d’autisme, notamment chez le jeune enfant. Peut-être que la prosodie des très jeunes autistes pourrait nous informer sur leur pronostic en matière de développement futur et, le cas échéant, guider les clinicien.ne.s dans leurs recommandations de prises en charge.
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Dans cette étude, nous avons étudié la prosodie d’un échantillon de 80 enfants préscolaires autistes à Genève. Chaque enfant a été enregistré en train d’interagir avec un adulte pendant 1h. Nous avons développé un algorithme permettant d’extraire facilement la voix des enfants afin d’en mesurer finement la prosodie. Nous avons ainsi pu mettre en lien les différents paramètres de la prosodie (rythme, hauteur, volume, …) avec d’autres mesures du développement (motricité, langage, cognition, symptômes d’autisme). Cela nous a notamment permis d’identifier un pattern complexe de paramètres prosodiques qui constituerait une « signature » du retard de développement dans le TSA. De manière intéressante, cette « signature prosodique » semblait très liée aux retards précoces de la motricité fine. Peut-être que dans l’autisme, ce sont les difficultés à finement coordonner les centaines de muscles impliqués dans la production de la parole qui jouent un rôle indirect sur le contrôle de la « musicalité » de la voix ? Un peu de la même manière qu’un.e violoniste peinerait à contrôler le rythme, l’intonation et le volume d’une pièce si tous les muscles de ses dix doigts venaient à se désynchroniser.
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Le Trouble du Spectre de l’Autisme (TSA) est caractérisé par des difficultés précoces dans les interactions sociales, souvent accompagnées d’un langage atypique. Parmi les symptômes les plus fréquemment retrouvés dans le TSA figurent des particularités prosodiques.
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Néanmoins, ces symptômes sont très variables d’une personne autiste à l’autre : rythme parfois saccadé, intonation plate ou, au contraire, très « chantante », volume trop élevé ou trop faible en permanence… Actuellement, on ne sait pas encore bien si certains de ces symptômes prosodiques sont associés à des « profils types » d’autisme, notamment chez le jeune enfant. Peut-être que la prosodie des très jeunes autistes pourrait nous informer sur leur pronostic en matière de développement futur et, le cas échéant, guider les clinicien.ne.s dans leurs recommandations de prises en charge.
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Dans cette étude, nous avons étudié la prosodie d’un échantillon de 80 enfants préscolaires autistes à Genève. Chaque enfant a été enregistré en train d’interagir avec un adulte pendant 1h. Nous avons développé un algorithme permettant d’extraire facilement la voix des enfants afin d’en mesurer finement la prosodie. Nous avons ainsi pu mettre en lien les différents paramètres de la prosodie (rythme, hauteur, volume, …) avec d’autres mesures du développement (motricité, langage, cognition, symptômes d’autisme). Cela nous a notamment permis d’identifier un pattern complexe de paramètres prosodiques qui constituerait une « signature » du retard de développement dans le TSA. De manière intéressante, cette « signature prosodique » semblait très liée aux retards précoces de la motricité fine. Peut-être que dans l’autisme, ce sont les difficultés à finement coordonner les centaines de muscles impliqués dans la production de la parole qui jouent un rôle indirect sur le contrôle de la « musicalité » de la voix ? Un peu de la même manière qu’un.e violoniste peinerait à contrôler le rythme, l’intonation et le volume d’une pièce si tous les muscles de ses dix doigts venaient à se désynchroniser.
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Godel, M., Robain, F., Journal, F., Kojovic, N., Latrèche, K., Dehaene-Lambertz, G., & Schaer, M. (2023). Prosodic signatures of ASD severity and developmental delay in preschoolers. NPJ Digital Medicine, 6(1), 99.
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Quelques projets en cours...
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Le test de la ligne numérique pour mesurer la compréhension des fractions de la sixième à la seconde
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Évaluer la compréhension des élèves en mathématiques est un défi. Une simple mémorisation de formules peut parvenir à camoufler une réelle compréhension des concepts. En collaboration avec la DEPP*, nous avons proposé un test visant à mesurer chez des élèves de différentes classes le sens de nombres tels que les entiers, les décimaux et les fractions, ainsi que les diverses opérations les impliquant. Plus précisément, nous avons testé leur sens de la grandeur de ces nombres en leur demandant de les placer sur une ligne numérique graduée de 0 à 5 par pas de 0,1 (voir Fig. 1).
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Figure SEQ Figure \* ARABIC 1 Les élèves déplaçaient la pancarte sur la ligne numérique et avaient 20 secondes pour répondre.
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Malgré des résultats corrects avec les entiers (4 % d’erreurs en sixième) et les décimaux (13 %), nous avons observé d’inquiétants déficits dans la compréhension des fractions (78 %). Ces déficits sont présents pour toutes les fractions, mais d’autant plus quand la fraction testée n'est pas « classique », c'est-à-dire qu'elle n'est ni décimale (n / 10), ni de magnitude entière, ni encore 1 / 2. Ainsi, alors que les programmes prévoient l'enseignement de la position des fractions sur la ligne numérique au CM2, 94 % des élèves de sixième ne parviennent pas à placer correctement la fraction 3 / 6 (Fig. 2) !
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Figure SEQ Figure \* ARABIC 2 Taux d'erreur par fraction pour les élèves de 6ème..
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Ces taux n'ont été calculés que sur les données des élèves ayant démontré une bonne compréhension de la tâche (au plus une erreur sur les cinq entiers présentés).
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Ce taux reste très élevé dans les autres classes, y compris en seconde Générale et Technologique (68 % pour 3 / 6, 45% toutes fractions confondues). Nous avons également identifié plusieurs types d’erreurs (confusion avec les décimaux, comptage du numérateur / dénominateur, inversion… voir Fig. 3) dont la prépondérance varie avec les classes.
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Figure SEQ Figure \* ARABIC 3 Exemples de distributions de réponses sur quatre fractions cibles : 1 / 2, 3 / 6, 2 / 1 et 6 / 3. Les distributions sur une même ligne sont basées sur des fractions de même magnitude, tandis que celles sur une même colonne sont basées sur des fractions inverses l'une de l'autre. La bonne réponse est indiquée par une flèche. Les couleurs correspondent à différents types d'erreurs, comme indiqué dans la légende.
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Quand ils font une erreur, les sixièmes convertissent fréquemment les fractions en un décimal de mêmes composantes (3 / 6 est placé à la position 3,6) alors que les élèves de seconde Générale et Technologique, eux, répondent plutôt l’inverse de la bonne réponse (3 / 6 est placé à la position 6 / 3 = 2). Les quatrièmes et les élèves de seconde Professionnelle forment un groupe de niveau similaire, intermédiaire entre les deux précédents. Enfin, les élèves de première année de CAP font autant d’erreurs que les sixièmes, mais de natures différentes (moins de confusion avec les décimaux, par exemple).
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Ces travaux ont récemment fait l’objet d’une note d’alerte du Conseil Scientifique de l’Éducation Nationale** et des publications plus détaillées sont en cours d’élaboration. Pour le futur, nous avons prévu de suivre une cohorte d’une centaine d’élèves au cours de leur année de sixième pour mieux comprendre l’évolution de leurs erreurs, et donc de leur compréhension des fractions.
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Les petits plus à découvrir...
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Découvrez les dernières publications et conférences du CSEN
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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.
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NEW Comment faciliter l’acquisition du vocabulaire à l’entrée en maternelle ?
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Les trois années de maternelle sont une période cruciale pour l’apprentissage du langage. Le niveau de vocabulaire joue un rôle clé dans la compréhension orale et dans l’apprentissage de la lecture en CP. C’est la compétence qui différencie le plus fortement les enfants selon leur milieu socio-économique d’origine à l’entrée à l’école, et le retard des enfants les moins stimulés persiste souvent tout au long de la scolarité. La synthèse du CSEN tente d’aider les enseignants à comprendre ce qui se joue en maternelle et à adopter les gestes pédagogiques susceptibles de réduire les inégalités entre élèves.
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NEW Les motifs, source d’éveil aux mathématiques en maternelle et en primaire
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Comment stimuler le goût des mathématiques dès le plus jeune âge ?
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De nombreux enseignants proposent aux élèves de maternelle, de créer des motifs ou de les compléter, par exemple en enfilant sur un collier une perle jaune, une rouge, une jaune, une rouge… Fréquemment utilisées comme des entrainements à la motricité fine, à l’écriture, ou à la production artistique, ces activités constituent surtout un puissant stimulant pour le développement des mathématiques, particulièrement la géométrie et la logique.
Les auteurs proposent de rendre plus systématiques les activités fondées sur les motifs mathématiques en maternelle et en début de primaire, et présentent toute une hiérarchie d’activités utilisables en classe.
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Le CSEN organise également régulièrement des conférences scientifiques dont la dernière sur l’importance de l’enseignement explicite.
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Se former aux sciences cognitives : MOOC La psychologie pour les enseignants
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Le MOOC « La psychologie pour les enseignants » créé par Franck Ramus, Joëlle Proust et Jean-François Parmentier, est toujours disponible en ligne ; offrant un panorama complet d’éléments de psychologie concrets et utiles dans toutes les disciplines de la maternelle à l’enseignement supérieur.
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C’est une ressource extrêmement riche pour enseignants mais aussi parents dans la compréhension des mécanismes d’apprentissages et du comportement des enfants.
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Ce cours aborde les grands domaines tels que :
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- la mémoire et les techniques efficaces de mémorisation
- le comportement et les techniques efficaces de modification du comportement
- la motivation et la métacognition.
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Un des grands avantages est que les cours de ce MOOC restent disponible jusqu’au 30 juin 2024, permettant à chacun de suivre le cours à son rythme. Alors, n’attendez plus, inscrivez-vous !
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Nous avons encore et toujours besoin de nos chers petits collaborateurs donc n’hésitez pas à venir participer à nos études
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et à parler de nos recherches autour de vous !
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