Les avantages et défis méthodologiques de la recherche sur le développement Dave Ellemberg, Professeur adjoint Département de Kinésiologie, Université de Montréal

Pourquoi étudier le développement ? Outils de mesure, d’évaluation et de validation. Meilleure compréhension du cerveau de l’adulte. meilleure compréhension de processus ou systèmes plus complexes (ex., langage) vérifier des hypothèses formulées à partir de données provenant de l’adulte environnent vs génétique identifier périodes sensibles ou critiques développement continu vs par étape

4. Comprendre la plasticité du cerveau durant le développement 3. Meilleure compréhension de la relation entre la structure et la fonction la relation entre le développement fonctionnel et neuroanatomique ou neurophysiologique 4. Comprendre la plasticité du cerveau durant le développement (par intérêt pour les processus du développement proprement dit) programme pour enrichir le développement. (valeur appliquée) Plus grande vulnérabilité vs plus grande résilience vs meilleure récupération

5. Détection et diagnostic de conditions pathologiques propres au développement 6. Évaluation de traitements

Avantages d’étudier le développement 1. Processus dynamique Période de changement rapide Neurologique Physiologique Fonctionnelle Comparer le rythme de maturation des différentes fonctions afin d’obtenir des indices sur les règles de la maturation neuronale et neurophysiologique. 2. Fonctionnement plus simple

1. Immaturités fonctionnelles De quelles limites doit-on tenir compte lorsque nous étudions le développement ? 1. Immaturités fonctionnelles Celles-ci changent et évoluent tout au long du développement a. Langage réceptif Vocabulaire Conceptualisation (ex., qu’est-ce que la tristesse ?) Catégorisation (ex., plus grand vs plus petit) b. Langage expressif Sémantique Syntaxique c. Contrôle moteur d. Posture

e. Niveau d’éveil ou de vigilance f. Fatigabilité g. Attention plus facilement distrait attention soutenue de plus courte durée h. Mémoire à court et à long terme (facteur confondant p. ex., conscience phonologique)

3. Psychoaffectives, anxiété 2. Critères internes 3. Psychoaffectives, anxiété Les enfants ont une plus grande vulnérabilité au stress que les adultes

4. Éthiques (population vulnérable) La responsabilité du chercheur d’évaluer les risques potentiels associés à une étude Les droits des enfants passent toujours avant les intérêts scientifiques Consentement libre et éclairé (lorsque possible : assentiment) Facteurs de motivation Paradigmes de contingence Techniques invasives

Quelles sont les approches expérimentales qui nous permettent de tirer avantage de la dynamique du développement ? Il faut des paradigmes qui permettent de mesurer certains changements à travers le temps. Ceci est un des intérêts principaux des chercheurs dans le domaine du développement.

Temporalité de l’étude Temps 0 Actuellement Passé Futur

Temporalité de l’étude: étude transversale Études descriptives et corrélationnelles Temps 0 Actuellement Passé Futur

Temporalité de l’étude: rétrospective Études historiques Études descriptives et corrélationnelles Temps 0 Actuellement Passé Futur

Temporalité de l’étude: prospective Temps 0 Actuellement Passé Futur On suit l’évolution Études descriptives et corrélationnelles Lien de causalité

1. Approche longitudinale Les mêmes participants sont évalués à plusieurs reprises sur une certaine période de temps

Approche longitudinale Avantages efficace pour établir un lien causal puissance plus élevée car on compare les gens avec eux-mêmes Désavantages l’attrition (perte d’intérêt, déménagement, maladie, mortalité) l’effet de pratique temps coûteux l’influence du paradigme sur la variable dépendante les instruments ou questions peuvent devenir désuets changement du répertoire de comportement de l’enfant

2. Approche transversale l’âge des participants devient une variable indépendante

Approche transversale Avantages moins coûteux moins de temps (questions ou tests désuets, effet de pratique, attrition) Désavantages l’effet de l’expérience sur le développement ne peut être étudié la stabilité d’un comportement ou d’un trait ne peut être étudié l’effet de cohorte (expérience unique à un groupe ou une génération)

3. Approche combinée La composante longitudinale vérifie les conclusions de la composante transversale Vérification de certains facteurs confondants (effet de cohorte, effet de pratique)

Types de paradigmes expérimentaux 1. Études descriptives observer et décrire dans le contexte naturel sans manipuler peu fréquentes surtout exploratoires, lorsqu’il y a peu d’info. souvent une première étape

2. Corrélation (direction et puissance) Identification systématique des relations qui existent description de la relation entre deux variables

3. Contrôle expérimental Évalue la relation entre deux ou plusieurs variables (permet d’inférer des relations de cause à effet) Variables indépendantes Variables dépendantes

Devis expérimental et quasi expérimental intervention avec un groupe témoin alloué au hasard. les participants sont comparés avec eux-mêmes (pre-test et post-test). Quasi expérimental : intervention mais soit sans groupe témoin ou sans répartition aléatoire.

Les instruments Comment faire parler le nouveau-né et le bébé ? Psychophysique Électrophysiologie Imagerie cérébrale Études de Lésions (cas-témoin)

Psychophysique Regard préférentiel à choix forcé Orientation conditionnée de la tête Habituation

Tendance naturelle du regard préférentiel Fantz (1962) a remarqué que les jeunes bébés ont une tendance naturelle à regarder les images qui ont un patron plutôt que celles qui sont uniformes. la technique la plus utilisée pour évaluer les habiletés de discrimination visuelles du bébé (ex., acuité, sensibilité aux contrastes)

Paradigme de regard préférentiel à choix forcé (Teller et la., 1974) (ceci est un choix forcé pour l’enfant ainsi que pour l’observateur)

Paradigme de regard préférentiel à choix forcé (Teller et la., 1974) Les indices du regard préférentiel Orientation de la tête Première fixation du regard Durée de la fixation du regard Nombre de fixations Les résultats sont meilleurs si l’observateur reçoit une rétroaction sur la réel position du stimulus la durée de chaque essai est environ 10 s possibilité d’obtenir de 40 à 50 essais avec les enfants de 2 à 4 mois (ce nombre diminue pour les plus vieux ou plus jeunes) peut être utilisé de la naissance à l’âge de 18 mois

Regard préférentiel à choix forcé et paradigme de contingence (Mayer et Dobson, 1980) Les regards orientés vers le stimulus sont renforcés par la présentation d’un jouet peut être utilisé avec les enfants de 18 à 36 mois

Le paradigme de regard préférentiel à choix forcé peut être appliqué à toute condition où l’enfant présente une préférence intrinsèque. mouvement texture visage

Qu’est-ce que ces paradigmes dévoilent : - préférence - capacité de discrimination

Avantages Désavantages Rapide Peu couteux Évaluation des nouveau-nés certaines fonctions ou tâches ne sont pas associées à une préférence intrinsèque

Procédure séquentielle de préférence : audition Tire avantage du fait que l’enfant ‘regard pour écouter’ Procédure qui permet d’évaluer si l’enfant a une préférence intrinsèque pour certains stimuli plus que d’autres Alors on calcule simplement le temps passé par l’enfant à regarder l’image lors de la présentation des différents stimuli sonores.

Habituation (Bornstein, 1985) S’appuie sur le principe que l’enfant à un intérêt pour la nouveauté Le paradigme d’habituation fait en sorte de créer une préférence en créant l’ennui Lorsque le stimulus devient très familier pour l’enfant, il ne lui accordera plus d’attention Évalue d’autres types de discrimination pour lesquels il n’y a pas de préférence intrinsèque telle que : Catégorisation de couleurs Discrimination de la forme

La Procédure d’habituation Phase d’habituation Présentation du stimulus d’habituation au moins 6 présentations ou jusqu’à ce que le temps d’observation diminue de 50% Phase d’évaluation (séquentielle) Présentation aléatoire et successive de 2 stimuli (‘nouveau’ et ‘habitué’) La variable dépendante est le temps d’observation Ou Phase d’évaluation (simultané) Regard préférentiel à choix forcé (durée = 20s) Mieux pour les enfants de 0 à 1 mois

Avantage : Désavantage : évaluer d’autres types de discrimination pour lesquels il n’y a pas de préférence intrinsèque Désavantage : procédure très longue qui permet peu d’essais besoin d’évaluer plus d’enfants

Comment appliquer le paradigme d’habituation au nouveau-né ? Procédure identique sauf que l’on mesure la fréquence et la force avec laquelle le bébé suce sa suce. Les nouveau-nés nous laissent savoir qu’ils ne sont plus attirés par le stimulus en suçant moins fort et moins fréquemment.

Conditionnement de l’orientation de la tête Évalue la discrimination des catégories de son L’enfant regarde droit devant On apprend à l’enfant à tourner la tête vers les haut-parleurs s’il y a un changement de son Chaque bonne réponse est renforcée par stimulation visuelle et par l’évaluateur

Les techniques d’imagerie L’électroencéphalographie EEG quantitative ERP Magnétoencéphalographie Imagerie par résonance magnétique (fonctionnel)

L’électroencéphalographie (Quantitative et ERP) réponses neuronales sans réponse verbale ou comportementale utilisé avec nouveau-né et enfant de tout âge mesure du développement sensoriel, perceptif et même cognitif (ex., MMN) dépend de la fixation visuelle contamination par les mouvements oculaires contamination par les contractions musculaires l’influence de l’épaisseur de crâne Cette méthode peut paraitre plus invasive pour les parent du jeune enfant. Une explication systématique de la procédure est nécessaire.

Magnétoencéphalographie MMN chez le nouveau-né (Haddad et al., (2006). Clinical Neurophysiology, 117(2):289-94)

Magnétoencéphalographie Potentiel visuel, auditif et MMN chez le fétus Eswaran et al., (2000). J Matern Fetal Med., 9(5):303-7. Eswaran et al., (2002). Lancet, 7(9335): 779-80. Draganova et al., (2005). Neuroimage, 1;28(2):354-61.

Résonance Magnétique (structure) Évaluer le développement du cerveau tout au long du développement et en relation avec le fonctionnement cognitif Ex., diminution de la matière grise sous-corticale en enfance vs diminution de la matière grise corticale en adolescence (Giedd et al., 1996, 1999). Ex., corrélation entre le volume du cortex préfrontal et certaines mesures des fonctions exécutives (Casey et al., 1997).

Résonance Magnétique (fonctionnelle) Ex., chez l’enfant, une tâche verbale de mémoire de travail active autant la région ventrale que dorsale du cortex préfrontal, alors que chez l’adulte, la même tâche active seulement la région dorsale (Casey et al., 1995) Mises en garde : Demeurer immobile pour de longues périodes de temps (jusqu’à une heure). Bruit intense. Un mouvement de 3 à 5 mm peut embrouiller les images de façon significative.

Études de Lésions Mise en garde : Une lésion dans une certaine région du cerveau de l’enfant n’aura pas les mêmes conséquences pour le cerveau de l’enfant Le cerveau de l’enfant est-il plus résiliant, plus plastique ou plus vulnérable ?

Évaluer sur une plus courte période de temps (plue petite attention et plus grande fatigabilité) Vérifier que l’enfant de joue pas Le côté humain, se rappeler que l’on travail avec un enfant Respecter ses limites, Patience