Accès au langage: aspects neurobiologiques. Catherine Allaire CHU de Rennes

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1 Accès au langage: aspects neurobiologiques Catherine Allaire CHU de Rennes

2 Introduction Le langage oral est un vecteur majeur de communication ses perturbations auront des conséquences sociales considérables Les troubles du LO sont fréquents et complexes Avancées des neurosciences et langage

3 Le langage chez l adulte Le fonctionnement cognitif résulte de l activation de réseaux cognitifs spécialisés Langage, mémoires, praxies Pour le langage, deux zones principales: Aire de Broca Aire de Wernicke Latéralisées le plus souvent à G

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6 Mise en place chez l enfant Langage = fonction cognitive de haut niveau Son émergence chez l enfant est tardive Sous l influence de facteurs environnementaux Aspects neurobiologiques mal connus Pas de modèles animaux Moyens d exploration limités

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8 Nouvelles techniques d explorations L IRM Précision d plus en plus importante Nouvelles séquences: diffusion Dérivées de l IRM «anatomique» VBM: voxel based morphométry Tractographie IRM fonctionnelle Images classiques + étude d une «action» transitoire Exploration de fonctions cognitives

9 IRM fonctionnelle Fondée sur l effet BOLD Mesure une variation du signal magnétique consécutif l exécution d une tâche mentale La réponse survient qlq sec après le stimulus Les images subissent un traitement statistique Résolution spatiale très bonne

10 Taches de production phonologique

11 Situations cliniques «paradoxales» Enfants avec des lésions frontotemporales G sans troubles du langage AVC de l enfant Comparaison des hémiplégies cérébrales infantiles D et G Enfants sans lésions cérébrales pouvant avoir des troubles sévères du langage surdité profonde, dysphasies, autismes

12 AVC néonatal: IRM T1

13 Hémiplégies cérébrales infantiles Chez les enfants hémiplégiques Conservation des capacités langagières des hémiplégies D et G Données contradictoires sur les capacités syntaxiques Moindres capacités verbales chez hémiplégiques droits? Kiessling, 1983 Vargha-Kadem 1985

14 Dysphasies Trouble non lésionnel du développement du langage, sévère et persistant Pas d étiologie connue Étude d IRMf menée à Rennes Chez 21 enfants dysphasiques 4 paradigmes d activation

15 Paradigme d activation

16 Défaut de latéralisation cérébrale Comparaison intergroupe des indices de latéralité

17 Plasticité chez l enfant Les hémisphérotomies: Déconnections corticales plus ou moins étendues Pratiquées dans des situations d épilepsie unilatérale pharmacorésistante Chez des enfants avant la puberté Étude de la récupération langagière chez les patients opérés à G

18 Récupération jusqu à quel âge Étude de Boatman, patients droitiers opérés à G Âgés de 7 à 14 ans Aphasie en post-opératoire Récupération satisfaisante du langage Cas de C.Chiron et L.Herz-Panier Patient de 9 ans opéré à G Récupération incomplète IRM f: activation frontale D

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20 Asymétries hémisphériques Études en IRMf chez le nourrisson Dès les premiers mois Travaux de G.Dehaene Spécialisation précoce Des régions temporales Plus à G Mais : Vrai aussi pour les stimuli auditifs non linguistiques

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22 La spécialisation du langage est elle innée? Histoire d une fascination très ancienne Chomsky: Le langage repose sur des circuits neuronaux prédéterminés génétiquement S opposant aux approches plus constructivistes: Développement en stades (Piaget)

23 Nécessité d ouvrir d autres perspectives Il existe manifestement une «structure» biologique nécessaire à l élaboration du langage Le futur noyau fixe n est pas inné, mais acquis autour d une structure qui n est pas encore différenciée Intervention de facteurs génétiques et épigénétiques

24 La période sensible Paradigme de l enfant sauvage Victor, retrouvé à 10 ans, n acquiert pas le langage Cas d»hospitalisme» Expériences de Riesen Plus récemment, recherche sur le chant des oiseaux, et exemple des implants cochléaires

25 Période critique pour les oiseaux chanteurs Exposition initiale au chant: Instruction par adulte mâle L oiseau procède par essais et erreurs Puis fixation du chant dans sa forme définitive =cristallisation

26 Destruction du NLMNA Pendant la période critique: Pas d apprentissage du chant Chez l oiseau adulte Pas de conséquences

27 Période critique chez l enfant Entre 6 mois et 3 ans pour le langage Exemple des capacités phonologiques Les structures cérébrales se modulent par interaction avec l environnement

28 Facteurs neurobiologiques la plasticité Chez l enfant jeune, variabilité de l organisation synaptique Plus grand nombre de synapses Possibilité d organisation transitoire L apprentissage spécialise les neurones et restreint les potentialités initiales =stabilisation sélective (J.P. Changeux)

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30 Les processus maturatifs Au dernier trimestre de grossesse: Développement de la gyration Mise en place des synapses Mise en connexion des réseaux neuronaux des zones associatives Début de la myélinisation

31 Synaptogénèse

32 Poursuite de la myélinisation Se met en place d arrière en avant Dure plusieurs années Tentatives de corrélation anatomoclinique: M. thalamo-corticale: babillage M. préfrontale: début du langage M. des zones associatives: enrichissement du vocabulaire et de la morphosyntaxe

33 IRM T1

34 Maturation de la substance blanche entre 5 ans et 30 ans Dennis E.L., 2013

35 En post-natal Augmentation considérable du volume cérébral la 1 ère année: Augmentation parallèle de la SB et SG Puis diminution de la SG Poursuite de croissance de SB Pas la même évolution selon les localisations cérébrales Pathologies en lien? Retard de langage?

36 Evolution de la maturation cérébrale de 5 ans à 20 ans Dennis E.L. et al, 2013

37 Schneider J. et al, 2014 Encéphalopathie de la prématurité

38 Établissement de connexions Changement d échelle: Nouvelles techniques d imagerie Pathologies des réseaux/ Nécessité de marqueurs biologiques Facteurs génétiques Facteurs épigénétiques

39 Développement des connections entre 12 et 30 ans Dennis E.L., 2013

40 Système des neurones miroirs C est un système neuronal qui code l action motrice (praxique) observée et permet sa reproduction Mais à la condition que les actes concernés soient déjà présents dans le répertoire moteur du patient 2 réseaux principaux chez l homme; Fronto-pariétal et limbique

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42 Chez l enfant Le système miroir est en place Il peut être activé même en l absence d expérience motrice sous-jacente Suppose l existence de patterns moteurs préexistant

43 Système miroir et langage Patterns articulatoires Dans la zone de Broca, les neurones s activent quand l enfant regarde parler Double action: motrice et langagière? Le geste peut favoriser l apprentissage du langage

44 Conclusion Intrication des facteurs neurobiologiques et environnementaux Spécialisation précoce mais modulable Réflexions éducatives sur la période critique Système miroir et apprentissage: un couple prometteur

45 Questions posées Y a-t-il des neurones ou groupes de neurones spécialisés dès la naissance? Quelles influences proportionnelles des facteurs intrinsèques et extrinsèques? Dans une situation lésionnelles, quels sont les facteurs de plasticité permettant d espérer un bon dvp cognitif?

46 Dysphasie Corrélations anatomocliniques Trouble spécifique non lésionnel du langage Défaut de spécialisation hémisphérque en IRMf ( De Guibert et al, 2011) Lésions anoxo-ischémiques: IRMf, IRM volumétriques, tractographie, IRM de diffusion Faible volume des faisceaux mettant en relation les zones sensorielles et les zones de langage

47 Schneider J. et al, 2014 Encéphalopathie de la prématurité