Déficits de perception visuo-spatiale élémentaire dans les atteintes neuro-développementales, sensorielles ou motrices

Visuo-spatial perception deficits in neurodevelopmental, sensorial and motor impairment

• Auteur / Autrice : Hind Drissi
• Direction : Laure Pisella
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance le 03/12/2024
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Neurosciences et Cognition (NSCo) (Lyon)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de Recherche en Neurosciences de Lyon (Bron ; Saint-Priest-en-Jarez ; 2011-....)
• Jury : Président / Présidente : Yves Rossetti
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Laure Pisella, Jocelyn Faubert, Caroline Huron
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Jocelyn Faubert, Caroline Huron

Mots clés

Mots clés contrôlés

Prématurés -- Physiologie

Développement neurologique

Troubles de l'apprentissage

Troubles visuospatiaux

Mots clés libres

Perception visuo-Spatiale

Atteintes fonctionnelles

Voie visuelle dorsale

Déficience visuelle

Prématurité

Visuo-Spatial perception

Functional impairment

Visual dorsal stream

Visual Impairment

Prematurity

Résumé

Il a été établi que les troubles de la perception visuo-spatiale étaient fréquents dans la population d’enfants présentant des troubles des apprentissages et que 60% des enfants avec un trouble du neuro-développement ont un déficit de perception visuo-spatiale élémentaire (PVSE). Notre objectif en réalisant ce travail était double. D’une part un objectif de recherche fondamentale : mieux comprendre le rôle que joue la vision dans la cognition spatiale. Et d’autre part, un objectif clinique : mieux comprendre les déficits du développement de la PVSE et leurs conséquences fonctionnelles dans des contextes dans lesquels ils ne sont pas suffisamment pris en considération. Ainsi, nous avons évalué la prévalence des troubles de la PVSE chez des enfants présentant un déficit moteur dans le contexte d’une Paralysie cérébrale. Nous avons constaté que le développement de la PVSE était plus déficitaire avec une lésion cérébrale dans le contexte de la prématurité que dans le cas d’une lésion néonatale. Pour une meilleure compréhension de ce phénomène, nous nous sommes intéressés aux enfants nés prématurés sans lésion cérébrale qui consultent pour des troubles des apprentissages. Nous avons constaté que même en l’absence de trouble du neuro-développement, la prématurité était un facteur de risque supplémentaire de développer des troubles de la PVSE et notamment de la perception des grandeurs. Ces deux études laissent penser qu’un déficit de la PVSE serait lié au développement cérébral intra-utérin et serait indépendant de l’environnement dans lequel se réalise la maturation post-natale du cortex. Mais quel est le rôle que jouent les entrées sensorielles dans la perception et la cognition spatiale ? La littérature s’est principalement intéressée aux cécités congénitales et leur impact sur la cognition spatiale soulignant que la vision ne serait pas juste une modalité d’entrée comme une autre mais qu’elle interviendrait de façon cruciale dans le développement de la cognition spatiale. Peu de travaux ont évalué l’impact d’un déficit visuel partiel et progressif sur la perception spatiale, sur entrée visuelle ou non-visuelle, et sur la cognition spatiale et numérique. Nous avons montré une prévalence importante des troubles de la PVSE chez les personnes déficientes visuelles mais pas aveugles, et davantage en l’absence de champ visuel périphérique qu’en situation de baisse d’acuité visuelle. Ce constat est d’autant plus surprenant que nous avons démontré une absence de déficit de PVSE lors d’une étude évaluant le rôle de la vision périphérique chez des sujets sains. Ce déficit n’est donc pas lié à la saisie de l’information visuelle (qui peut être simulée expérimentalement chez le sujet sain) mais lié à un processus de plasticité maladaptative chez les patients, associé à l’atteinte chronique du champ visuel périphérique (une réorganisation corticale des aires visuelles ayant été démontrée en cas de rétinite pigmentaire). Nous avons constaté par ailleurs que ces patients développent moins de compensations haptiques et qu’ils sont en difficulté sur des tâches d’imagerie mentale. L’ensemble des déficients visuels montraient des difficultés en arithmétique mais pas à nos tâches de cognition numérique non-visuelle (sauf en cas de cécité congénitale), ce qui souligne l’importance d’utiliser des supports non-visuels pour apprendre et évaluer les compétences mathématiques chez les déficients visuels. La prise en compte des déficits de la PVSE est d’autant plus importante que les populations que nous avons étudiées sont plus à risque d’avoir des troubles dans les apprentissages et des échecs scolaires. À partir de ces travaux, nous pourrons envisager des prises en charges préventives adaptées et ne pas attendre l’échec scolaire pour agir.

It was established that visuo-spatial perception troubles were frequent in children with learning disabilities and that 60% of children with neuro-developmental disabilities have a deficit of elementary visuo-spatial perception (EVSP). We had a double objective in this phD. The first one was for fundamental research: to understand more clearly the role that the vision plays in spatial cognition. The second objective was clinical: to understand more clearly the EVSP developmental deficit and its functional consequences in contexts where it is not taken into consideration enough. So, we evaluated the prevalence of EVSP troubles in children with a motor deficit in the context of cerebral palsy. Our results showed that the development of the EVSP was more problematic with brain damage in the context of prematurity than in the context of neonatal lesion. To better understand this phenomenon, we also tested EVSP in children born prematurely without cerebral lesion but with scholar complaints. We found that even without neuro-developmental disabilities, prematurity upgrades the risk of developing EVSP deficit, and particularly hinders length perception. These two studies made us think that EVSP deficit would be linked to cerebral intra-utero development and would be independent of the environment of postnatal maturation of the cortex. But what about the role of the sensory inputs in the development of spatial abilities? The literature has mainly been focused on congenital blindness and its impact on spatial cognition, highlighting that vision appears as a privileged modality in the development of spatial cognition. Few studies have evaluated the impact of partial and progressive visual impairment on spatial perception, tested in the visual or non-visual modality, and on spatial and numerical cognition. We demonstrated an important prevalence of EVSP troubles in visually impaired people with residual vision, more in the population with reduced peripheral visual field than in the population with decreased visual acuity. This finding contrasts with the demonstration that simulating a deficit of peripheral vision with gaze-contingent masking in healthy controls did not impact the EVSP accuracy. Altogether, this put forward that the EVSP deficit in patients with peripheral vision deficit is not linked to the restricted capture of visual information (that can be experimentally stimulated in healthy subjects) but is rather linked to a process of maladaptive plasticity, associated to the chronic lack of sensory input from peripheral vision (a reorganization of cortical visual areas has been demonstrated in neuroimaging for patients with retinitis pigmentosa). We have also found that these patients tend to develop less haptic compensations and to have more difficulties in mental imagery task. While all groups of visually impairment had difficulties in arithmetic, none, except people with congenital blindness, struggled in our non-visual numerical cognition tasks involving pointing toward a mental number line or bimanual magnitude estimation. This highlights the importance of using non-visual media to learn and evaluate the mathematical skills in visually impaired people. Accounting for EVSP deficits is important in the populations studied in this phD because they are at greater risk of learning disabilities and academic failure. Based on these studies, we can think at adapted preventive care and should not wait for academic failure to react.