IV. Reconnaissance des mots écritsIV. Reconnaissance des mots écrits

L’écriture est un mode de L’écriture est un mode de représentation du langage oral représentation du langage oral

donc les habiletés de lecture et d’écriture donc les habiletés de lecture et d’écriture sont conditionnées par des facteurs sont conditionnées par des facteurs

biologiques biologiques

mais ces habiletés ont un effet en retour mais ces habiletés ont un effet en retour sur le traitement du langage oralsur le traitement du langage oral

Aires spécifiques pour le Aires spécifiques pour le traitement des lettres traitement des lettres

Polk et Farah (1998)Polk et Farah (1998)Polk et al. (2002): avec RMNf, Polk et al. (2002): avec RMNf, activation spécifique du gyrus activation spécifique du gyrus

fusiforme gauchefusiforme gauche

L’organisation cérébrale de la L’organisation cérébrale de la lecture est fonction d’une plasticité lecture est fonction d’une plasticité

neurale qui se maintient bien au-delà neurale qui se maintient bien au-delà de l’enfance de l’enfance

Le maintien d’une certaine Le maintien d’une certaine organisation dépend d’une organisation dépend d’une

expérience plus ou moins constanteexpérience plus ou moins constante

Aires spécifiques pour le Aires spécifiques pour le traitement des configurations traitement des configurations

orthographiques orthographiques (mots et pseudo-mots)(mots et pseudo-mots)

Aire d’identification des mots “possibles” (triangle-2):Aire d’identification des mots “possibles” (triangle-2): mots et pseudo-mots vs séquences de consonnesmots et pseudo-mots vs séquences de consonnes, ,

PET (Petersen et al., 1990)PET (Petersen et al., 1990)

Cohen et al. (2000):Cohen et al. (2000):RMNf et PEsRMNf et PEs

aire temporale postérieure et inférieure aire temporale postérieure et inférieure gauche (plus exactement portion médiane gauche (plus exactement portion médiane du gyrus fusiforme), 180 à 200 msec. après du gyrus fusiforme), 180 à 200 msec. après

le début de la présentationle début de la présentation

non observé chez les enfants de 2e année non observé chez les enfants de 2e année primaire (McCandliss & Posner, non publ.)primaire (McCandliss & Posner, non publ.)

This area of the extrastriate cortex is lateral This area of the extrastriate cortex is lateral to an area called “visual word form area” to an area called “visual word form area” (Warrington & Shallice, 1980), which is (Warrington & Shallice, 1980), which is activated by orthographic sequences. activated by orthographic sequences.

Dehaene and Cohen proposed that visual Dehaene and Cohen proposed that visual lexical forms and more generally lexical forms and more generally

orthographic forms are represented in a orthographic forms are represented in a region of the left fusiform gyrus defined by region of the left fusiform gyrus defined by the Talairach coordinates x=-43, y=-54 and the Talairach coordinates x=-43, y=-54 and

z=-12.z=-12.

The activation of the visual word form area The activation of the visual word form area takes place from 150 to 200 milliseconds after takes place from 150 to 200 milliseconds after the onset of the letter sequence exposure (e.g., the onset of the letter sequence exposure (e.g.,

Tarkianene et al., 1999).Tarkianene et al., 1999).

1. The visual word form area is activated by 1. The visual word form area is activated by both words and pseudo-words, but not by both words and pseudo-words, but not by

strings of consonants like “xjpqt” (Dehaene et strings of consonants like “xjpqt” (Dehaene et al., 2002; Petersen et al., 1990). al., 2002; Petersen et al., 1990).

Thus, it is concerned by the processing of Thus, it is concerned by the processing of letters as such, but only by legal, letters as such, but only by legal,

phonotactically acceptable structures of phonotactically acceptable structures of letters.letters.

2. The VWFA area is not activated by the 2. The VWFA area is not activated by the auditory presentation of words and pseudo-auditory presentation of words and pseudo-

words (Dehaene et al., 2002), words (Dehaene et al., 2002),

Thus, it seems that it is not part of a purely Thus, it seems that it is not part of a purely

phonological system.phonological system.

3. Physical modifications such as case (AGE 3. Physical modifications such as case (AGE – age - aGe) or font (– age - aGe) or font (ageage) do not affect the ) do not affect the amplitude of its activation (Polk & Farah, amplitude of its activation (Polk & Farah,

2002; Dehaene et al., 2001).2002; Dehaene et al., 2001).

This suggests that the knowledge represented This suggests that the knowledge represented in this area is not the knowledge of a physical in this area is not the knowledge of a physical form but of an abstract linguistic structure.form but of an abstract linguistic structure.

4. Its activation occurs even when, using 4. Its activation occurs even when, using masking techniques, the subject is unable to masking techniques, the subject is unable to

recognize the word presented (Dehaene et al., recognize the word presented (Dehaene et al., 2001). 2001).

This suggests that the processing carried out This suggests that the processing carried out in this area is not, or not necessarily, in this area is not, or not necessarily,

conscious.conscious.

Our word identification system has to Our word identification system has to compute an invariant representation from the compute an invariant representation from the

visual input. visual input.

It has to discard irrelevant variations such as It has to discard irrelevant variations such as differences in case or font or size (eight – differences in case or font or size (eight – EIGHT), and maintain very small details EIGHT), and maintain very small details

(eight – sight) that support different (eight – sight) that support different pronunciations and meanings. pronunciations and meanings.

This This functional specializationfunctional specialization of the reading of the reading system results implies that some visual system results implies that some visual

neurons respond to “A” and “a” in the same neurons respond to “A” and “a” in the same way, but differently to “a” and “e”.way, but differently to “a” and “e”.

These neurons tend to be grouped together in These neurons tend to be grouped together in some fixed regions of the visual cortex.some fixed regions of the visual cortex.

This is This is reproducible localizationreproducible localization. .

Thus, “whenever subjects read a word, a Thus, “whenever subjects read a word, a reproducible portion of the left occipito-reproducible portion of the left occipito-

temporal sulcus is activated and hosts temporal sulcus is activated and hosts functionally specialized circuits for letter and functionally specialized circuits for letter and

word recognition” (Cohen and Dehaene, word recognition” (Cohen and Dehaene,

2004).2004).

The The regional selectivityregional selectivity for word recognition for word recognition is probably more relative than absolute, with is probably more relative than absolute, with

some intermixing of selective groups of some intermixing of selective groups of neurons, or with groups of neurons showing neurons, or with groups of neurons showing

different degrees of responsiveness to different degrees of responsiveness to different classes of stimuli.different classes of stimuli.

Dehaene et al. (2004):Dehaene et al. (2004): at least three functionally different sub-areas. at least three functionally different sub-areas.

In the posterior subpart of the the mid-fusiform In the posterior subpart of the the mid-fusiform

cortex, bilateral priming (reduction of activity) in cortex, bilateral priming (reduction of activity) in the response to repetition of letters at the same the response to repetition of letters at the same

absolute location, regardless of whether they were absolute location, regardless of whether they were presented in the same word (reflet – REFLET)presented in the same word (reflet – REFLET)

or in an anagram or in an anagram (*r e f l e t (*r e f l e t

T TREFLEREFLE*).*).

This seems to be a sub-area of letter detection. This seems to be a sub-area of letter detection.

In a somewhat more anterior subarea of the left In a somewhat more anterior subarea of the left hemisphere, hemisphere,

priming was similar when the same word was priming was similar when the same word was repeated, even when shifted by one letter location repeated, even when shifted by one letter location

(r e f l e t *(r e f l e t * *REFLET), *REFLET),

and when a word was followed by its anagram and when a word was followed by its anagram (reflet – TREFLE). (reflet – TREFLE).

Thus, letters, or fragments of words, are Thus, letters, or fragments of words, are represented in this area independently of location. represented in this area independently of location.

Finally, in an even more anterior sub-area, Finally, in an even more anterior sub-area, priming tended to be larger for same words than priming tended to be larger for same words than

for anagrams. for anagrams.

This sub-area may be involved in word coding.This sub-area may be involved in word coding.

Shaywitz et al. (2002): positive correlation between Shaywitz et al. (2002): positive correlation between amplitude of activation of left mid-fusiform and amplitude of activation of left mid-fusiform and

level of performance in tests of phonological level of performance in tests of phonological decoding in individuals aged 7 to 18 years, even decoding in individuals aged 7 to 18 years, even

when age was taken into account. when age was taken into account.

Temple et al. (2003): a phonological remediation Temple et al. (2003): a phonological remediation program led to increased activity in regions program led to increased activity in regions

including visual word form areaincluding visual word form area

in a group of children who presented dyslexia. in a group of children who presented dyslexia.

Les techniques hémodynamiques ne donnent qu’une Les techniques hémodynamiques ne donnent qu’une indication lente et retardée de l’activité neuraleindication lente et retardée de l’activité neurale

—> l’évaluation de la synchronie et de la direction du flux —> l’évaluation de la synchronie et de la direction du flux d’information entre les aires cérébrales est problématiqued’information entre les aires cérébrales est problématique

Grâce à la MEG on peut identifier les aires cérébrales qui Grâce à la MEG on peut identifier les aires cérébrales qui présentent des décours d’activation corrélés;présentent des décours d’activation corrélés;

en plus, la MEG offre un « accompagnement » en temps en plus, la MEG offre un « accompagnement » en temps réel (1 ms) des courants neuronaux via les champs réel (1 ms) des courants neuronaux via les champs

magnétiques qu’ils génèrent et les sources de ces courants magnétiques qu’ils génèrent et les sources de ces courants peuvent être déterminées avec une précision pas trop peuvent être déterminées avec une précision pas trop

mauvaise (1 cm)mauvaise (1 cm)

Autre avantage: Autre avantage: la MEG est sensible à des changements dans les la MEG est sensible à des changements dans les

corrélations temporelles qui n’exigent pas un métabolisme corrélations temporelles qui n’exigent pas un métabolisme accru; en revanche, l’activité soutenue produit un signal accru; en revanche, l’activité soutenue produit un signal

IRMf clair mais peut rester non détéctée par la MEGIRMf clair mais peut rester non détéctée par la MEG

Analyse visuelle de base dans la région occipitale, vers 100 Analyse visuelle de base dans la région occipitale, vers 100 ms (cette activation varie avec la complexité du stimulus ms (cette activation varie avec la complexité du stimulus

mais pas avec son contenu) mais pas avec son contenu)

50 ms plus tard, latéralisation de l’analyse des séquences 50 ms plus tard, latéralisation de l’analyse des séquences de lettres dans le cortex occipito-temporal gauche (c’est le de lettres dans le cortex occipito-temporal gauche (c’est le premier stade du traitement linguistique, qui ne distingue premier stade du traitement linguistique, qui ne distingue

pas entre mots, pseudo-mots, séquences de lettres)pas entre mots, pseudo-mots, séquences de lettres)

Entre 200 et 600 ms, activation du cortex temporal Entre 200 et 600 ms, activation du cortex temporal supérieur gauche, reflétant la compréhension dans la supérieur gauche, reflétant la compréhension dans la

lecture (son degré d’activation dépend de la lecture (son degré d’activation dépend de la correspondance avec le contexte préalable: faux correspondance avec le contexte préalable: faux

sémantiquement, inattendu mais plausible, ou attendu)sémantiquement, inattendu mais plausible, ou attendu)

L’activation du cortex temporal supérieur gauche reflète L’activation du cortex temporal supérieur gauche reflète aussi l’analyse phonologique, puisqu’elle est fortement aussi l’analyse phonologique, puisqu’elle est fortement

influencée par la longueur de la séquence de lettres quand influencée par la longueur de la séquence de lettres quand les stimuli sont des pseudo-mots (activation plus forte et les stimuli sont des pseudo-mots (activation plus forte et

deux fois plus longue pour les pseudo-mots longs) mais pas deux fois plus longue pour les pseudo-mots longs) mais pas quand ils sont des motsquand ils sont des mots

La figure précédente montre les lieux associés à analyse La figure précédente montre les lieux associés à analyse sémantique et phonologique des mots écrits, à partir d’une sémantique et phonologique des mots écrits, à partir d’une

méta-analyse de 35 études hémodynamiquesméta-analyse de 35 études hémodynamiques

La MEG ne distingue pas entre séquences de consonnes, La MEG ne distingue pas entre séquences de consonnes, d’une part, et mots et pseudo-mots d’autre part, alors que d’une part, et mots et pseudo-mots d’autre part, alors que l’IRMf et la TEP le fait: il est possible que la MEG détecte l’IRMf et la TEP le fait: il est possible que la MEG détecte

seulement le début de l’analyse des lettresseulement le début de l’analyse des lettres

D’autre part, seule la MEG, pas les mesures D’autre part, seule la MEG, pas les mesures hémodynamiques, permet d’attribuer un rôle dans hémodynamiques, permet d’attribuer un rôle dans

l’analyse lexicale sémantique au cortex temporal supérieur l’analyse lexicale sémantique au cortex temporal supérieur gauchegauche

En revanche, les activations occipito-temporale inférieure En revanche, les activations occipito-temporale inférieure et temporale supérieure gauches sont détectées par les et temporale supérieure gauches sont détectées par les

deux types de techniquedeux types de technique

Enfin, les études intracrâniennes montrent une implication Enfin, les études intracrâniennes montrent une implication du cortex temporal médian et antérieur dans la du cortex temporal médian et antérieur dans la

compréhensioncompréhension

Beaucoup de connexions sont bidirectionnelles, mais la Beaucoup de connexions sont bidirectionnelles, mais la direction du flux de l’information à partir du nœud direction du flux de l’information à partir du nœud occipito-temporal vers les autres est essentiellement occipito-temporal vers les autres est essentiellement

unidirectionnelunidirectionnel

Cette région est donc la porte d’entrée de l’analyse visuelle Cette région est donc la porte d’entrée de l’analyse visuelle dans le réseau linguistique (implication: on ne retourne dans le réseau linguistique (implication: on ne retourne

pas à l’analyse visuelle)pas à l’analyse visuelle)

Le sous-développement fonctionnel de cette aire affecte Le sous-développement fonctionnel de cette aire affecte gravement la lecture (cf. chez les dyslexiques) gravement la lecture (cf. chez les dyslexiques)

Le gurus supramarginal (temporal supérieur postérieur), Le gurus supramarginal (temporal supérieur postérieur), que l’on suppose être impliqué dans la conversion que l’on suppose être impliqué dans la conversion

graphème-phonème, est peu ou pas activé chez le lecteur graphème-phonème, est peu ou pas activé chez le lecteur adulte habile - ce type de procédure n’est plus tellement adulte habile - ce type de procédure n’est plus tellement

nécessairenécessaire

La différence entre mot et pseudo-mot pourrait être La différence entre mot et pseudo-mot pourrait être associée surtout à des changements spécifiques dans la associée surtout à des changements spécifiques dans la

connectivité fonctionnelleconnectivité fonctionnelle

Connaissances cognitives et linguistiques

Identification des mots écrits

Compréhension de l ’écrit

Différences dans le degré de Différences dans le degré de transparence (opacité) du système transparence (opacité) du système

orthographiqueorthographique

En anglais: 1120 manières de représenter En anglais: 1120 manières de représenter 40 phonèmes40 phonèmesEn italien: 33 manières de représenter 25 En italien: 33 manières de représenter 25 phonèmesphonèmes

Paulesu et al. (2000):Paulesu et al. (2000):

P PP(It) PP(Ang)P PP(It) PP(Ang)Anglais 443 526 529Anglais 443 526 529Italiens 410 437 486Italiens 410 437 486

Diff. 33 89 43Diff. 33 89 43

Système cérébral commum:Système cérébral commum:

gyri temporaux supérieur, moyen et inférieurgyri temporaux supérieur, moyen et inférieurgyrus fusiforme gauchegyrus fusiforme gauche

cortex prémoteur et frontal inférieurcortex prémoteur et frontal inférieur

Systèmes spécifiques:Systèmes spécifiques:

anglais: temporal inférieur postérieur gauche et anglais: temporal inférieur postérieur gauche et partie plus antérieure du gyrus frontal inférieurpartie plus antérieure du gyrus frontal inférieur

italien: dans la jonction du gyrus temporal italien: dans la jonction du gyrus temporal supérieur gauche et le cortex pariétal inférieur supérieur gauche et le cortex pariétal inférieur

(planum temporale)(planum temporale)

Principales caractéristiques du Principales caractéristiques du système d’identification des mots système d’identification des mots

écrits, écrits, chez le lecteur expertchez le lecteur expert

fixations: durent en général de 200 fixations: durent en général de 200 à 300 millièmes de secondeà 300 millièmes de seconde

saccades: durent de 25 à 30 saccades: durent de 25 à 30 millièmes de secondemillièmes de seconde

Année 1 2 3 4 5 6 Adult

durée fix. (ms) 355 306 286 266 255 240 233

fix. per 100 mots 191 151 131 121 117 106 94

fréq. régres? (%) 28 26 25 26 26 22 14

source: Starr & Rayner (2001)

X shaxxxX shaxxx

shadow shadow

X cowxxx X cowxxx

cowboy cowboy

x tunex tune song song

x door x door song song