La Dyscalculie Développementale Un trouble de la perception des nombres (?)

Dyscalculie développementale à partir de dys grec (mal) et du verbe latin calculere (compter). La DD est un TA du calcul. DD se rapproche de Dyslexie - Enfants avec QI normal ou supérieur - Environnements social et familial sans problèmes - Peut être associée à d’autres déficits cognitifs (attention, repérage spatial) Prévalence de 1,5 - 10% France: environ 600.000 enfants; 2M adultes Demande une prise en charge dès l’enfance

Introduction DD: Trouble de développement, trouble d'apprentissage d’origine génétique qui affecte la capacité d'une personne à comprendre, se souvenir, ou manipuler des chiffres. Egalement définie par professionnels de l'éducation et des psychologues cognitifs (Dehaene, Butterworth): incapacité de conceptualiser nombres en concepts abstraits de quantités (déficit du sens des nombres), sur laquelle d'autres aptitudes mathématiques vont se construire.

Contexte Longtemps pensé être déterminée par plusieurs composants - Récemment une évolution vers recherche d'un facteur unique. Tendance liée à nouvelles découvertes en neuroscience cognitive de traitement des nombres: neurones sélectifs de nombre dans le cerveau du singe. Etudes neuroimagerie suggèrent le même type de codage neuronal dans le sillon intraparietal (IPS) de l'homme. Les propriétés de ces neurones peuvent expliquer la performance humaine, des jeunes enfants aux adultes. Une atteinte de la représentation de la quantité est considérée comme le déficit de base de DD.

Contexte Un déficit fondamental/unique serait surprenant: manifestations DD plutôt hétérogènes. Taux de prévalence diffèrent selon les études: comorbidité avec d'autres TA et TD (dyslexie, TDAH, dyspraxie). Questions sur conciliation entre hétérogénéité DD et déficit unique fondamental. Nature hétérogène de DD: conséquence des atteintes cognitves — domaines plus généraux comme la mémoire de travail.

Contexte Les processus de traitement de l’information numérique / numérosité: Etude des représentations de nombre le principal facteur explicatif de DD … - ignorant largement autres fonctions et processus cognitifs. Portée limitée d'un tel accent unilatéral sur ces représentations; - comporte aussi des risques inhérents: ces représentations ne sont pas indépendantes des processus attentionnels et de décision impliqués dans des tâches arithmétiques.

Contexte Travaux IRMf: identification réseaux neuronaux multifonctionnels dans traitement des nombres et de l’arithmétique. Littérature neuro-imagerie principalement axée sur cortex pariétal. (évidence d’activités dans d'autres régions du cerveau, mais activations peu discutées). Méta-analyse récente (Arsalidou & Taylor): Autres régions clés - gyrus frontal inférieur, gyrus cingulaire antérieur, insula, cervelet - systématiquement liées à la résolution des problèmes de tâches numériques. Régions impliquées dans l’attention, contrôle cognitif et mémoire de travail; - activations reflètent les processus cognitifs qui fournissent un appui spécialisé. - activations reflètent les processus cognitifs qui fournissent un appui spécialisé en fonction de la nature de la tâche, du niveau d’expérience et de développement.

DD: Système complexe de réseaux de neurones Sens du nombre Quantités Episodique/Sémantique Contrôle attentionnel MT / Contrôle cognitif

Réseaux neuronaux Une région du cerveau pariétal (SIP horizontal), qui joue un rôle central dans la représentation des nombres et le calcul sous-tend la division et la soustraction, opérations qui nécessitent la manipulation de quantités, intuition numérique des symboles …

Un réseau composé du cortex préfrontal - représentation linguistique des symboles numériques, des concepts et des règles Activé dans le calcul exact Récupération par cœur des faits arithmétiques (simple addition et multiplication) Gestion des opérations arithmétiques successives (mémoire de travail)

Une désorganisation des neurones du calcul au niveau de la région intra-pariétale du cortex pourrait donc être à l'origine de la dyscalculie de l'enfant. Ce sillon intra-pariétal est aussi impliqué dans d'autres fonctions (langage, attention), ce qui pourrait expliquer les autres perturbations associées à la dyscalculie.

(A) Zones activées chez Ss dyscalculiques et contrôles – Frontal inférieur droit et SIP bilatéral. (B) Anomalies structurales: Réduction volume MG chez 11 Ss dyscalculiques vs. 29 contrôles (filles). (C) Anomalies fonctionnelles: suractivation régions frontales inférieur chez Ss dyscalculiques vs. contrôles.

Système complexe de réseaux de neurones Travaux appuient la notion de systèmes neurocognitifs multifonctionnels Développement des compétences en mathématiques ne reposerait pas sur réglage d'un mécanisme central. Chez les 7-9 ans, plusieurs zones du cerveau + cortex pariétal: - transition des stratégies procédurales à la récupération en mémoire  réorganisation et maturation du cerveau.

Connaissances et procédures Connaissance factuelle: information apprise par le biais de la mémorisation et la répétition (2 + 2 = 4); Connaissance conceptuelle: connaissances générales relatives à un sujet et sa compréhension; information acquise sur longue période de temps réflexion. Connaissance procédurale: mémoire implicite pour les séquences et les habiletés cognitives, motrices (savoir comment résoudre le problème 2 + 3 en continuant de compter 3, 4, 5). Ces types de connaissances se soutiennent mutuellement; substrats neuronaux distincts.

Système complexe de réseaux de neurones Maturation atypique ou altération d’un système: impact sur capacités numériques. Recrutement de processus neurocognitifs dépend de façon critique sur - maturation de ces systèmes neuronaux, - niveau d'expertise dans le domaine - complexité du problème à résoudre. On ne sait pas encore comment ces facteurs interagissent au cours de l'apprentissage scolaire.

Performance adaptative Dépasser les concepts généraux de fonction exécutive – Viser une analyse fonctionnelle fine de son rôle dans le traitement des nombres et du calcul. Aspect crucial de la fonction exécutive: Suivi de l'exécution des tâches et engagement des processus de contrôle (cortex cingulaire antérieur et cortex préfrontal dorsolatéral) Dysfonctionnement de ce mécanisme lié à l'apprentissage et à des troubles du développement ( TDAH). Un mécanisme similaire peut aussi être en jeu lors du calcul mental. Dépasser les concepts généraux de fonction exécutive et de fournir une analyse fonctionnelle fine de son rôle potentiel dans le traitement des nombres et du calcul. Aspect crucial de la fonction exécutive: Suivi de l'exécution des tâches et engagement des processus de contrôle pour améliorer la performance future et éviter les erreurs Ce type de contrôle repose sur le cortex cingulaire antérieur et cortex préfrontal dorsolatéral impliqués dans la surveillance du rendement et l'adaptation subséquente.

Combien de personnages?

Numérosité capacité à évaluer précisément le nombre d'éléments présents dans un ensemble en sautant l'étape du comptage. excellente pour les petits ensembles Présente chez les très jeunes enfants, - tribus avec peu de mots pour les nombres, - chez les singes. efficacité décroît si nombre d'items > 6-10. serait inscrite biologiquement en nous et constituerait un véritable sens du nombre.

Prévalence de la DD Pays Echantillon Prévalence Critères

Prévalence Mise à jour DSM: prévalence rare (?): 1% Filles et garçons en nombre égal. - inattendu: garçons > filles pour les TSA. En général, DD apparaît comme un cas isolé et TAS Comorbidité chez ~ ¼ : TDAH, Dyslexie chez les plus atteints

PRONOSTIC Peu d'informations sur le court terme; très peu à long terme Difficultés arithmétiques dans les 1ères années peuvent refléter une variabilité dans développement: Courant de voir enfants atteints s’améliorer rapidement sur les procédures de comptage. Pronostic peu favorable chez DD confirmés en 5è année: Garçons et Filles, 3 ans plus tard : 95 % scores obtenus dans le quartile inférieur et 47% dans le 5e centile. forme grave de DD persiste chez près de 50%. Persistance DD: sévérité au moment du diagnostic; troubles semblables dans la fratrie. Facteurs non associés: SSE , genre, co-occurrence d'un autre TSA, types d’intervention.

Caractéristiques cliniques Élèves 1ère: problèmes de récupération des faits arithmétiques - exercices arithmétiques de calcul reflet d’habiletés de comptage immatures. Enfants 9-10 ans: difficultés tables de calcul - compréhension algorithmes +, - , x , ÷. Au fil des ans, acquisition des nombres de base, écrivent, lisent les mots et chiffres [13 – 9; 7 x 6] = problèmes difficiles. Connaissance procédurale incomplète des algorithmes: autre source d'erreurs - abus du signe arithmétique, oubli du report, - entreprendre l'exercice dans la mauvaise direction. Etude de cas: dissociation entre connaissance des nombres et procédures arithmétiques - illustre paradoxe entre capacité à maîtriser faits numériques et incapacité à résoudre un calcul complexe.

Etiologie DD Probablement multifactorielle prédisposition génétique , environnement, enseignement, diversité dans la classe, programmes non validés ou testés, anxiété mathématique, déficits neurologiques. Etude jumeaux monozygotes et dizygotes: 12 et 8 fois plus susceptibles à DD que population normale Etude de 33 familles, environ la moitié de tous les frères et sœurs des DD le sont aussi (risque estimé 5 à 10 fois celui attendu). Rôle de l'hérédité dans DD déjà postulé par Kosc (?). Plupart des enfants, compétence arith. acquise par la scolarisation. - Evaluation des enseignements pertinents dans le diagnostic - de nombreux programmes de calcul sont empiriques, souvent choisis sans preuves suffisantes quant à l’efficacité. Autres facteurs: classes nombreuses, diversité des étudiants, tendances à l’homogénéisation.

Conclusion Anomalie biologique à l’origine de la dyscalculie ≠ péjorative Génétique ≠ immutabilité Plasticité cérébrale de l’enfant est considérable: DD n’est pas irrémédiable. Étudier les mécanismes neuronaux de la performance adaptative pendant le traitement numérique: indications sur déficits d'apprentissage et de performance en DD.

It is a lonely existence to be a child with a disability which no-one can see or understand, you exasperate your teachers, you disappoint your parents, and worst of all you know that you are not just stupid. -- Susan Hampshire