Approche inter-syndromique des processus cognitifs en jeu dans la déficience intellectuelle et la dyspraxie verbale : vitesse de traitement de l’information, mémoire de travail et apprentissage procédural

Notre but de comprendre les mécanismes constitutifs de la déficience intellectuelle et de la dyspraxie verbale, deux pathologies qui affectent les performances aux tests psychométriques. Nous avons sélectionné plusieurs processus pouvant contribuer à l’explication de ces troubles : la vitesse de traitement de l’information et la mémoire travail pour la déficience intellectuelle ; et l’apprentissage procédural pour la dyspraxie verbale. Dans une première étude, nous avons montré que dans la population « tout venant » d’enfants non déficients, la vitesse de traitement augmente avec l’âge. Notre seconde expérience a montré que des patients déficients intellectuels avaient la même vitesse de traitement que des enfants plus jeunes appariés sur l’âge mental. Par ailleurs, nous avons montré que ce ralentissement est similaire dans le syndrome de l’X-Fragile et dans la Trisomie 21. Inversement, la vitesse de traitement des enfants dyspraxiques verbaux est préservée. Ces résultats viennent discuter les deux modèles théoriques de l’intelligence que nous avons choisis comme référence, le modèle en cascade de Fry & Hale (1996) et le modèle d’Anderson (1992). Dans le second volet de nos recherches, nous avons mis en évidence un apprentissage procédural implicite comparable dans deux groupes d’enfants d’âges chronologiques différents malgré des temps de réaction plus importants chez les plus jeunes. La seconde étude montre une préservation de l’apprentissage procédural implicite dans le syndrome de l’X-Fragile et une altération spécifique dans la Trisomie 21. Cela démontre que ce processus est indépendant du QI et varie selon les syndromes. Notre dernière étude montre un trouble important de l’apprentissage procédural implicite dans la dyspraxie verbale, confortant notre hypothèse de départ. L’ensemble de ces résultats est discuté au regard des travaux antérieurs et des modèles théoriques afin de proposer des ouvertures tant théoriques que cliniques.Our aim is to understand previous process in mental retardation and childhood apraxia of speech (CAS). There are both neurodevelopmental disorders which affect psychometric assessment. We have selected several processes which could explain these disorders such has speed of information processing, working memory for mental retardation and implicit procedural learning for childhood apraxia of speech. In our first study, we have demonstrated within two groups of typical children without disorders that speed of processing increased with chronological age. In the second study, our results have demonstrated the same speed of processing between a group with mental retardation and with mental age matched control group. Moreover, Down and Fragile X syndrome have the same speed of information processing. On the contrary, in our third study, children with CAS and chronological age matched control group have the same speed as process visual information. All results are important to discuss both theories of intelligence we have chosen: the cascade model (Fry and Hall, 1990) and the minimal cognitive architecture (Anderson, 1992). In the second experimental part, our first results have shown a different reaction time between the two groups of young children but both have learned the sequence in a serial reaction time task (implicit procedural learning test). The second study have demonstrated preserved implicit learning in Fragile X but altered learning in Down syndrome. The difference between to these two genetics syndromes is a proof of implicit sequence learning is independent of IQ. The latest results have shown severe implicit procedural learning impairment in CAS. We conclude that this is the cause of CAS.Our discussion is about all results and links between intelligence and disorders with regard to previous studies. Those results aim for both theorical and clinical openings

Impact d’un entraînement de la mémoire à court terme verbale sur le langage d’enfants ayant une déficience intellectuelle

La mémoire à court terme verbale (MCTV) agit en interaction avec d’autres fonctions cognitives (langage, raisonnement, lecture, etc.) Or, les personnes ayant une déficience intellectuelle (DI) présentent un trouble de ce système mnésique. L’objectif de cette étude est d’évaluer l’impact d’un entraînement de la MCTV sur le langage oral d’enfants présentant une DI. Nous avons proposé un programme de rééducation de la MCTV à sept enfants qui ont un tel diagnostic et une rééducation de la catégorisation à un groupe contrôle de six enfants ayant une DI. Une augmentation de l’empan à court terme a ainsi été démontrée, mais également une amélioration de certains aspects du langage. Un entraînement de la MCTV serait nécessaire chez ces enfants afin d’aider au développement de leur langage oral.The Verbal short term memory (STM) acts together with others functions such as language, reasoning and reading...People with a mental deficiency are STM-impaired, in particularly in the verbal modality. The aim of the present study is to estimate the impact of verbal STM training on the language of children with a mental deficiency. A first group of seven children was trained with verbal STM training program and a second group (N=6) followed categorization training exercises. Results demonstrated an improvement in STM and some language domains like vocabulary, syntax comprehension or phonology, for the first group only. In conclusion, verbal STM training seems to improve the language of mental deficient children

Approche inter-syndromique des processus cognitifs en jeu dans la déficience intellectuelle et la dyspraxie verbale (vitesse de traitement de l'information, mémoire de travail et apprentissage procédural)

Notre but de comprendre les mécanismes constitutifs de la déficience intellectuelle et de la dyspraxie verbale, deux pathologies qui affectent les performances aux tests psychométriques. Nous avons sélectionné plusieurs processus pouvant contribuer à l explication de ces troubles : la vitesse de traitement de l information et la mémoire travail pour la déficience intellectuelle ; et l apprentissage procédural pour la dyspraxie verbale. Dans une première étude, nous avons montré que dans la population tout venant d enfants non déficients, la vitesse de traitement augmente avec l âge. Notre seconde expérience a montré que des patients déficients intellectuels avaient la même vitesse de traitement que des enfants plus jeunes appariés sur l âge mental. Par ailleurs, nous avons montré que ce ralentissement est similaire dans le syndrome de l X-Fragile et dans la Trisomie 21. Inversement, la vitesse de traitement des enfants dyspraxiques verbaux est préservée. Ces résultats viennent discuter les deux modèles théoriques de l intelligence que nous avons choisis comme référence, le modèle en cascade de Fry & Hale (1996) et le modèle d Anderson (1992). Dans le second volet de nos recherches, nous avons mis en évidence un apprentissage procédural implicite comparable dans deux groupes d enfants d âges chronologiques différents malgré des temps de réaction plus importants chez les plus jeunes. La seconde étude montre une préservation de l apprentissage procédural implicite dans le syndrome de l X-Fragile et une altération spécifique dans la Trisomie 21. Cela démontre que ce processus est indépendant du QI et varie selon les syndromes. Notre dernière étude montre un trouble important de l apprentissage procédural implicite dans la dyspraxie verbale, confortant notre hypothèse de départ. L ensemble de ces résultats est discuté au regard des travaux antérieurs et des modèles théoriques afin de proposer des ouvertures tant théoriques que cliniques.Our aim is to understand previous process in mental retardation and childhood apraxia of speech (CAS). There are both neurodevelopmental disorders which affect psychometric assessment. We have selected several processes which could explain these disorders such has speed of information processing, working memory for mental retardation and implicit procedural learning for childhood apraxia of speech. In our first study, we have demonstrated within two groups of typical children without disorders that speed of processing increased with chronological age. In the second study, our results have demonstrated the same speed of processing between a group with mental retardation and with mental age matched control group. Moreover, Down and Fragile X syndrome have the same speed of information processing. On the contrary, in our third study, children with CAS and chronological age matched control group have the same speed as process visual information. All results are important to discuss both theories of intelligence we have chosen: the cascade model (Fry and Hall, 1990) and the minimal cognitive architecture (Anderson, 1992). In the second experimental part, our first results have shown a different reaction time between the two groups of young children but both have learned the sequence in a serial reaction time task (implicit procedural learning test). The second study have demonstrated preserved implicit learning in Fragile X but altered learning in Down syndrome. The difference between to these two genetics syndromes is a proof of implicit sequence learning is independent of IQ. The latest results have shown severe implicit procedural learning impairment in CAS. We conclude that this is the cause of CAS.Our discussion is about all results and links between intelligence and disorders with regard to previous studies. Those results aim for both theorical and clinical openings.LYON2/BRON-BU (690292101) / SudocSudocFranceF

Dispositif d'évaluation des capacités cognitives d'un patient

L'invention concerne un dispositif (1) d'évaluation des capacités cognitives, comprenant: - un dispositif d'affichage (3) ; - un dispositif de test (2) configuré pour localiser l'emplacement du dispositif d'affichage fixé par un oeil du patient et effectuer automatiquement la séquence suivante: - l'affichage (3) d'un visuel de test ; - déterminer le nombre de transitions du regard entre une matrice et des propositions de réponse ; - répéter la séquence pour plusieurs visuels de test

Analyse qualitative des performances d’enfants présentant une déficience intellectuelle aux Matrices Progressives Couleur de Raven

Le test Matrices Progressives de Raven Couleur mesure les capacités de raisonnement analogique des personnes présentant une déficience intellectuelle. Quelques études ont montré la validité de cet outil psychométrique auprès de populations présentant une déficience en comparant les types d’erreurs commises. Nous proposons une analyse complémentaire au travers des types de problèmes résolus. Pour cela, nous avons comparé les types d’erreurs et les types de problèmes d’un groupe d’enfants présentant une déficience intellectuelle (N=22) et ceux d’un groupe d’enfants n’en présentant pas (N=22) appariés sur le score global. Les résultats montrent des patterns similaires tant au niveau des types d’erreurs commises que des types de problèmes résolus. Ces résultats confirment l’intérêt d’une analyse qualitative des performances à un test de raisonnement analogique.Raven’s Coloured Progressive Matrices is usually used to estimated analogical reasoning in intellectual deficiency and normal development. Many studies have demonstrated the validity of this test in adults with intellectual disability by error analysis. The current study aims to assess the types of errors and types of problems resolved by individuals with intellectual disability (N=22) and mental age matched control children (N = 22), in order to demonstrated validity of RCPM. Results show similar pattern of errors and problems resolved in both groups. These results are discussed in regard of previously studies and confirm the interest in a qualitative analysis of analogical reasoning test

Childhood apraxia of speech without intellectual deficit in a patient with cri du chat syndrome.

International audienceWe report an 11-year-old girl for whom the diagnosis of cri du chat syndrome (CdCS) was made during a genetic investigation of childhood apraxia of speech. The patient presented with the classic chromosome 5 short arm deletion found in CdCS. The microdeletion, characterised using aCGH (array Comparative Genomic Hybridisation), was 12.85 Mb, overlapping the 5p15.2 and 5p15.3 critical regions. CdCS is typically associated with severe mental retardation while this patient had normal intellectual performance, confirmed by normal results from categorisation tasks. This mild phenotype was assessed using a comprehensive cognitive battery. Language evaluation showed normal receptive vocabulary scores, in contrast with obvious oro-facial dyspraxia. Disabled fine motor skills were confirmed as well as weak visuo-spatial reasoning abilities. In conclusion, fine cognitive assessment may be worthwhile for patients with CdCS since good intellectual functioning may be masked by severe speech and gestural dyspraxia, thus requiring specific teaching and rehabilitation strategies

Le rôle du vermis cérébelleux dans les processus attentionnels : Étude de deux cas rarissimes avec Rhombecéphalosynapsis

National audienceLe rôle du vermis cérébelleux dans les processus attentionnels est très mal connu, la principale raison étant que ses lésions produisent des désordres cliniques importants dans lesquels les troubles attentionnels sont noyés. Il existe, cependant, des indices rares mais directs suggérant que le vermis fournit des influences modulatrices à des régions cérébrales impliquées dans des fonctions spécifiques. L'existence de connexions avec des aires impliquées dans l'attention (Middleton and Strick, 1998; Muggleton et al., 2003) appuie cette idée. Contrairement aux mouvements oculaires, l'orientation spatiale de l'attention n'est pas affectée par les lésions vermiennes (Machner et al., 2005; Yamaguchi et al., 1998; Golla et al., 2005), d'autres aspects de l'attention semblent touchés. Il s'agit surtout de la prise en compte des informations environnant une cible. En effet, les individus lésés manifestent une réactivité accrue à des cibles lorsque des distracteurs sont présents (Caston et al., 1998 ; Bobée et al., 2000 ; Michael et al., 2009), comme si ces derniers permettait de mieux appréhender les cibles. Il serait attendu, ainsi, que plus le nombre de distracteurs augmente, meilleure serait la détection d'une cible, et que l'absence de distracteurs n'affecte pas la performance. Nous avons directement testé cette hypothèse à l'aide d'un paradigme modifié de recherche visuelle auprès d'enfants normaux et de deux cas avec Rhombencéphalosynapsis (RS), une malformation congénitale rarissime caractérisée par l'absence de vermis et par une fusion médiane des hémisphères cérébelleux. Les deux cas sont d'autant plus rares que leurs fonctions intellectuelles sont intactes, contrairement à la très grande majorité de cas rapportés dans la littérature. Ce travail suggère que le vermis cérébelleux n'est pas impliqué dans les déplacements de l'attention dans l'espace, ni la recherche visuelle malgré la présence éventuelle de troubles oculomoteurs (Machner et al., 2005; Yamaguchi et al., 1998; Golla et al., 2005). Il semble impliqué dans la prise en compte des informations environnant une cible (Caston et al., 1998 ; Bobée et al., 2000 ; Michael et al., 2009). Ces conclusions sont d'autant plus valides que ces déficits semblent sélectifs, qu'ils sont présents dans les performances de deux cas ayant des pathologies identiques et spécifiquement concernant le vermis cérébelleux

Basal ganglia involvement in ARX patients: The reason for ARX patients very specific grasping?

International audienceThe ARX (Aristaless Related homeoboX) gene was identified in 2002 as responsible for XLAG syndrome, a lissencephaly characterized by an almost complete absence of cortical GABAergic interneurons, and for milder forms of X-linked Intellectual Disability (ID) without apparent brain abnormalities. The most frequent mutation found in the ARX gene, a duplication of 24 base pairs (c.429_452dup24) in exon 2, results in a recognizable syndrome in which patients present ID without primary motor impairment, but with a very specific upper limb distal motor apraxia associated with a pathognomonic hand-grip, described as developmental Limb Kinetic Apraxia (LKA).In this study, we first present ARX expression during human fetal brain development showing that it is strongly expressed in GABAergic neuronal progenitors during the second and third trimester of pregnancy. We show that although ARX expression strongly decreases towards the end of gestation, it is still present after birth in some neurons of the basal ganglia, thalamus and cerebral cortex, suggesting that ARX also plays a role in more mature neuron functioning. Then, using morphometric brain MRI in 13 ARX patients carrying c.429_452dup24 mutation and in 13 sex- and age-matched healthy controls, we show that ARX patients have a significantly decreased volume of several brain structures including the striatum (and more specifically the caudate nucleus), hippocampus and thalamus as well as decreased precentral gyrus cortical thickness. We observe a significant correlation between caudate nucleus volume reduction and motor impairment severity quantified by kinematic parameter of precision grip.As basal ganglia are known to regulate sensorimotor processing and are involved in the control of precision gripping, the combined decrease in cortical thickness of primary motor cortex and basal ganglia volume in ARX dup24 patients is very likely the anatomical substrate of this developmental form of LKA

Nouvelles perspectives dans l'atteinte spécifique du langage présentée par les patients ARX et la dysrégulation sous-jacente de FOXP1

National audienceLe gène ARX (Aristaless Related homeobox) code pour un facteur de transcription dont les mutations ont été associées à plus de 10 syndromes différents allant de phénotypes caractérisés par des défauts de migration neuronale sévères tels que la lissencéphalie, à des formes plus modérées de Déficience Intellectuelle liée à l’X sans malformation cérébrale apparente, mais souvent associée à une dystonie ou à une épilepsie. Afin de mieux comprendre l’impact de la mutation la plus fréquente identifiée dans ce gène (c.429_452dup24), une duplication de 24 paires de bases qui conduit à une expansion de polyalanines, nous avons réalisé une étude clinique détaillée de tous les patients ARX identifiés en France sur une période de 5 ans (soit 27 patients issus de 12 familles différentes) (Curie et al., 2014). L’évaluation neuropsychologique et motrice a montré que la mutation c.429_452dup24 constitue un syndrome clinique reconnaissable, associant Déficience Intellectuelle, sans déficit moteur primaire mais avec une apraxie motrice distale des membres supérieurs avec une préhension pathognomonique. Les patients présentent également une atteinte du langage et une difficulté marquée à exécuter les praxies oro-linguales. Afin de mieux caractériser les anomalies du langage présentées par les patients présentant la mutation c.429_452dup24 du gène ARX, nous avons évalué 16 patients ARX français et 16 contrôles appariés en Quotient Intellectuel (QI) et en âge (patients X Fragiles). Nous avons montré que les patients ARX ont un trouble structurel du langage, à la fois dans les aspects réceptifs et expressifs du langage comparés aux patients X fragiles : la reconnaissance des traits phonétiques, les capacités morphosyntaxiques réceptives (test ECOSSE pour la compréhension des phrases) et expressives (TCG-R pour la production de phrases), les praxies oro-linguales étaient plus atteintes chez les patients ARX. Les patients X Fragiles énonçaient des mots plus complexes, et étaient moins gênés dans leur capacité à articuler des mots. Au contraire, l’analyse de la pragmatique du langage a montré que les patients ARX avaient de meilleures capacités interactionnelles que les patients X fragiles. Comme l’atteinte du langage observée chez les patients présentant la mutation c.429_452dup24 du gène ARX était proche de celle constatée chez les patients présentant une mutation du gène FOXP2, nous avons recherché une éventuelle relation entre Arx et Foxp2. Nous avons montré qu’ARX n’a pas d’effet sur l’expression de Foxp2, mais en revanche active l’expression de Foxp1, un homologue qui s’hétérodimérise avec Foxp2 et a été également impliqué dans les troubles du langage. De plus, la mutation c.429_452dup24 d’ARX altère l’expression de Foxp1. En conclusion, ces données révèlent un nouveau rôle d’ARX dans le développement du langage, probablement par le biais de la régulation de Foxp1

A Novel Analog Reasoning Paradigm: New Insights in Intellectually Disabled Patients

International audienceBackgroundIntellectual Disability (ID) is characterized by deficits in intellectual functions such as reasoning, problem-solving, planning, abstract thinking, judgment, and learning. As new avenues are emerging for treatment of genetically determined ID (such as Down’s syndrome or Fragile X syndrome), it is necessary to identify objective reliable and sensitive outcome measures for use in clinical trials.ObjectiveWe developed a novel visual analogical reasoning paradigm, inspired by the Progressive Raven’s Matrices, but appropriate for Intellectually Disabled patients. This new paradigm assesses reasoning and inhibition abilities in ID patients.MethodsWe performed behavioural analyses for this task (with a reaction time and error rate analysis, Study 1) in 96 healthy controls (adults and typically developed children older than 4) and 41 genetically determined ID patients (Fragile X syndrome, Down syndrome and ARX mutated patients). In order to establish and quantify the cognitive strategies used to solve the task, we also performed an eye-tracking analysis (Study 2).ResultsDown syndrome, ARX and Fragile X patients were significantly slower and made significantly more errors than chronological age-matched healthy controls. The effect of inhibition on error rate was greater than the matrix complexity effect in ID patients, opposite to findings in adult healthy controls. Interestingly, ID patients were more impaired by inhibition than mental age-matched healthy controls, but not by the matrix complexity. Eye-tracking analysis made it possible to identify the strategy used by the participants to solve the task. Adult healthy controls used a matrix-based strategy, whereas ID patients used a response-based strategy. Furthermore, etiologic-specific reasoning differences were evidenced between ID patients groups.ConclusionWe suggest that this paradigm, appropriate for ID patients and developmental populations as well as adult healthy controls, provides an objective and quantitative assessment of visual analogical reasoning and cognitive inhibition, enabling testing for the effect of pharmacological or behavioural intervention in these specific populations