La présentation visuelle de lettres isolées active l'aire pré-motrice impliquée dans l'écriture

1. La présentation visuelle de lettres isolées active l'aire pré-motrice impliquée dans l'écriture Longcamp et al. (2003), NeuroImage

2. Introduction

3. Modèle classique d'un système d'analyse visuelle (Ellis, 1993) : la reconnaissance de la forme des lettres se base sur la vision. Chaque représentation visuelle d'une lettre donnée est codée sous une forme sensori-motrice : relation étroite entre la forme d'une lettre et sa transcription graphique  Représentation multimodale des lettres de l'alphabet. Exemples d’interaction sensori-motrice : - Facilitation kinesthésique: la reconnaissance visuelle de la lettre est facilitée par sa réalisation motrice. - Etude chez le singe

4. Problématique: La simple vue du caractère suffit-elle à activer l’aire motrice impliquée dans l’écriture ? Hypothèse: existence d'un codage multimodal (moteur et visuel) de la forme des lettres.

5. Méthode • Procédure expérimentale • Participants • Acquisition et analyse des données

6. Procédure expérimentale • 2 tâches différentes, mêmes stimuli utilisés: • lecture • écriture • 3 types de stimulus: • Lettres seules • Pseudo-lettres seules • Stimulus contrôles

7. Les stimulus utilisés • Lettres seules: • Pseudo-lettres seules: • Stimulus contrôles:

8. Tâche de lecture On demande au sujet de regarder attentivement un stimulus visuel, sans réponse attendue.

9. Tâche d’écriture On demande au sujet de recopier les stimulus avec leur main droite. Il n’est pas précisé aux participants que cette tâche sera réalisée après la tâche de lecture pour éviter une stratégie d’écriture mentale implicite.

10. Participants • 11 adultes sains (pas de troubles neurologiques, dyslexiques ou du langage) • Nationalité française • Droitiers (confirmé par le test d’Edinburgh) • Sexe: 7 hommes / 4 femmes • Age: 25 +/ - 2 ans • Volontaires et consentants

11. Matériel • Stimulus visuels présentés sur un écran d’ordinateur, diffusant les images à 60 cm du participant • Ainsi, pendant les sessions d’imagerie (IRMf), celui-ci perçoit les stimulus par l’intermédiaire d’un miroir incliné au dessus du dispositif d’imagerie

12. Résultats

13. Résultats En lecture : Activation de BA 6 (cortex prémoteur gauche) Cette zone serait donc impliquée dans l’observation passive de lettres.

14. Comparaison lecture et écriture

15. Determine région ROI pour chaque sujet • Région ROI= Cortex prémoteur gauche = AIRE 6

16. Discussion • Activation du cortex pré moteur s’explique part: • Sujet bouge les yeux pour explorer stim visuel • PF centre ecran • Pas activation du cortex prémoteur pour pseudo lettres • Activation que du côté gauche, pas dû mouvements des yeux (sinon bilatéral)

17. Articulation subvocale des lettres • (répètent silencieusement stim), MAIS : • Aire broca pas activée • Activations constatées ds cette étude ne correspondent pas aux activations des centres moteurs de la production orale • Même activation pseudolettres que pour lettres (ne peuvent être codés phonologiquement ou prononcées)

18. Pas dû à d’éventuels mouvements des mains car aire 4 pas impliqué • Mise en évidence d’une activation de l’aire prémotrice pour stim visuel. Ex : chez singes, les neurones miroirs lors présentation d’outils • Par rapport à l’aire de l’exner • Lors de l’étude de Raij en 1999

19. On suppose que représentation des lettres pas strictement visuelle • Aire prémotrice pas impliquée mais co activée (à cause assoc lors d’apprentissage)

20. 1994 – Jeannerod – observer une action = simulation corticale 2001 – Buccino et coll. - mise en évidence somatotopie IRMf – activation diff.(obs vs. Imitation future) TMS – obs active tout Contexte théorique

21. Objectif de l'étude • Correspondance entre action et capacité motrice de l'observateur. • Activation cortex moteur et pariétal + élevée si action connue vs. Inconnue

22. Méthode • Participants : 3 gp, 29 participant, danseurs experts ballet vs. Capoera vs. Non experts. Hô, • Stimuli : 12 paires de vidéos de 3 s, pstée 4 fois • Sujet placés dans un scanner • Tâche : pour chaque vidéo, estimer si le mvmt est réalisable (3 niveaux)

23. Régions activées IRMf • 1) et 2) Aire prémotrice • 3) Sillon intrapariétal • 4) Sillon temporal supérieur gauche

24. Activation du cortex prémoteur • Maximum d'activation lorsque l'expert observe sa propre danse • Pas de différence pour les contrôles

25. Maximum d'activation lorsque l'expert observe sa propre danse Pas de différence significative pour les contrôles Activation du sillon intrapariétal gauche

26. Les contrôles n'ont pas de différences dans l'activation donc il n'y a pas de propriétés visuelles différentes entre les 2 danses L'activation cérébrale plus grande de l'expert observant sa propre danse nous montre que l'observation d'une action est influencée par le répertoire d'actions motrices déjà acquises. L'expérience motrice du sujet a donc modulé l'activation corticale de ces zones. Interprétation

27. On a observé ici une équivalence fonctionnelle entre produire et observer une action. Cela est dû aux neurones miroirs qui sont plus sensibles aux actions observées quand celles ci appartiennent au répertoire des habilités motrices du sujet. Ces neurones miroirs sont également activés quand on imagine faire une action. Discussion

39. Tâche de Perception : visualisation sur un écran d'un carré noir et d'une cible séparés de 5,10 ou 20cm; après 1,5s un point se déplace du carré vers la cible selon une vitesse de mouvement allant de 400ms à 1800ms par palier de 100ms Estimation de la vitesse du mouvement effectué par le point (« trop rapide », « trop lent » ou « correct ») Expérience 3 : Production et perception des gestes d'atteinte • Tâche de Production : pointer une cible avec un stylo électronique 15 fois pour chaque condition • Cible à 5 cm de la main du sujet • Cible à 10 cm de la main du sujet • Cible à 20 cm de la main du sujet

40. Expérience 3 : Résultats • . • Résultats de DC similaires au groupe contrôle • DC capable d'effectuer et de reconnaître des gestes d'atteinte obéissant à la loi de Fitts

41. Tâche de perception : visualisation sur un écran d'un carré noir et d'une cible ; après 1,5s un point se déplace du carré vers la cible. Prédiction de la taille de la 2nde cible selon la 1ère partie de la séquence motrice Expérience 4 : Séquences motrices d'atteinte • Tâche de Production : pointer une cible de 0,8cm de diamètre située à 20cm de la main du sujet puis pointer une autre cible située à 10cm de la 1ère 15 fois pour chaque condition : • 2nde cible = 0,4cm • 2nde cible = 0,8cm • 2nde cible = 1,6cm

42. . Expérience 4 : Résultats • Résultats de DC similaires au groupe contrôle • DC capable d'utiliser les indices cinématiques du 1er mouvement afin de prédire le prochain

43. Discussion • Anticipation visuelle des mouvements d'écriture commandée par lobe pariétal supérieur gauche = zone lésée chez DC • Structures impliquées dans l'exécution des mouvements d'atteinte non touchées chez DC • Hypothèse : quand DC perçoit un mouvement, elle entreprend une simulation qui lui fait préférer les stimuli qui ont des propriétés cinématiques proches de ses gestes.

44. Contexte théorique : Observations des études précédentes : -mêmes réseaux neuronaux activés lors de l’observation de mouvements que lors de la production de mouvements similaires -Des réseaux de neuronnes mirroirs sont impliqués lors de l’observation de mouvement humain -l’observation de mouvements humains améliore leur performance ultérieure et réciproquement. Cadres théoriques : 3 explications possibles : - ”raisonance” entre système moteur et perceptif - une simulation motrice internalisée durant l’observation de mouvements - l’existence au niveau neuronal, d’un système mirroir entre la perception et l’action

45. Objectif de l’étude L’hypothèse que les auteurs cherchent à tester : Hypothèse théorique : Le traitement des mots d’action et l’observation d’actions humaines reposent sur des régions neuronales partagées (réseau fronto pariétal incluant le cortex pré-moteur). Hypothèse opérationnelle : Présenter un verbe d’action congruent faciliterait la perception ultérieure d’une action biologique par rapport à un verbe incongruent ou abstrait. Deux conditions distribuées au hasard parmi les participants : -mouvement humain -mouvement aléatoire

46. Méthodologie de la condition “mouvements biologiques” Participants: 14 3 images : -masque -verbe action -mouvement humain Question : Y avait il un mouvement humain ? Variables dépendantes : -erreur -temps de réponse Was there a human movement? 633 ms No Yes 500 ms lancer 500 ms Time

47. Résultats de la condition “mouvements biologiques” Taux de bonnes réponses Temps de réponses Pas de différences significatives pour le taux de bonnes réponses 2 Différences significatives : -entre condition mot congruent et condition mot non congruent -entre mot congruent et mot neutre

48. CONDITION mouvements aléatoires • Deuxième condition:

49. Méthodologie Participants: 14 sujets droitiers (femmes et hommes) Âge moyen de 21,4 ans (de 17 à 25 ans)

50. matériel • Sujets placés dans une pièce tamisée avec un écran placé à 50 cm d’eux. • Sur l’écran: 11 points lumineux avec condition 1: mouvement biologique VS condition 2: mouvements aléatoires • 110 vidéos • Types de verbes: congruents, non congruents et neutres