Université Lumière Lyon II
Thèse de Doctorat
Spécialité : Sciences Cognitives. Mention : Neurosciences
Effets "Top-down" lexicaux et attentionnels sur la reconnaissance de mots isolés en modalité visuelle.
Etude en Potentiels Evoqués chez des adultes normo-lecteurs et dyslexiques.
soutenue publiquement le 5 Décembre 2005
Membres du jury :
- Mireille Besson, CNRS Marseille Rapporteur
- Sylviane Valdois, CNRS Grenoble Rapporteur
- Olivier Koenig, Université Lumière Lyon II
- Guillaume Thierry, University of Wales, Bangor
- Tatjana Nazir, CNRS Bron Directrice
- Jean-François Démonet, INSERM Toulouse Directeur

à Hugo,

Remerciements

Je tiens à remercier tout d’abord Tatjana Nazir pour son aide et son soutien depuis bientôt cinq ans. Merci à Jean-François Démonet pour sa confiance, ses réflexions intarissables, et son soutien scientifique et humain en toutes circonstances.

Je remercie Marc Jeannerod, Yves Burnod et François Chollet de m’avoir accueillie au sein de leurs laboratoires au cours de mes nombreux voyages toulouso-lyonnais.

Merci à Mireille Besson et Sylviane Valdois pour le temps passé à lire ce manuscrit. Merci à elles ainsi qu’à Olivier Koenig et Guillaume Thierry d’avoir acccepté de faire partie de mon jury de soutenance.

Mes remerciements vont tout particulièrement à Guillaume Thierry, pour m’avoir accueillie dans son laboratoire, pour avoir le courage de prolonger cette collaboration l’an prochain, et pour toutes les raisons trop longues à énumérer qui font que je lui dois d’avoir achevé ce travail avec passion et acharnement.

Merci à Dominique Cardebat d’être toujours là qu’on ait besoin d’elle pour des problèmes scientifiques ou de tout ordre. Merci à Yves Paulignan pour son aide, principalement à avoir le sourire tout le long d’une journée de travail. Merci à Bernard Doyon pour son aide immense et nos discussions interminables et captivantes.

Un immense merci et toute ma reconnaissance à Irène, Denise, Emmanuelle et Sylvie pour leur aide et leur efficacité en toute circonstance, et surtout pour leur gentillesse et leur patience… Merci à Chantal, Nicolas, Eric, Sylvain pour leur aide très précieuse.

Merci à Gaëlle pour sa formidable amitié et pour tout ce qu’on a partagé, en espérant que la distance qui nous sépare (enfin !) après ces sept années de parcours "jumelé" n’y changera rien. Merci à Annabelle, la liste des raisons étant bien trop longue à énumérer… J’ajouterais même : "Je t’adore !" ;-) Merci à Antoine et Jérôme d’avoir fait de ma rédaction de thèse un de mes plus beaux souvenirs de vacances d’été ! Merci à "Nö-et-lui", seul hôtel au monde où on vous offre un cadeau à votre arrivée ! Mille mercis ne suffiraient pas…

Merci à Manu, Nadia et Flavie de m’avoir si vite et si bien intégrée à l’équipe de recherche la plus efficace dans son domaine. Merci à Yannick, Le Dav, Anthony, Antoine, Flavie, David et Nelly d’avoir fait de moi, contre toute attente, une championne de basket et de surf.

Merci à Méla, Chloé, Eveûlyneû, Nath, et tous les étudiants de l’U455 pour les apéros Garonne, les discussions philosophiques (ou moins)…

Merci à Nadia, Nath, Sonia et Véro de m’avoir accompagnée au sein de l’équipe de recherche la plus "féminine".

Merci à Seb, Chacha et Patrice pour les dizaines d’heures ‘Super Pour Magouiller’, et à Cyril pour les centaines d’heures ‘Statistical Parametric Mapping’.

Merci à toute ma famille pour leur soutien, les inoubliables instants ardéchois, les cousineries mémorables…Merci particulièrement à mes parents et mes frère et sœurs pour ces trois années de bonheur et de soutien (et pour les 24 précédentes). Merci à Dominique et Bernard pour nos innombrables heures à refaire le monde.

Merci à Hugo, mon petit rayon de soleil durant les deux dernières années de cette thèse. Merci à tous mes amis lyonnais, toulousains, parisiens, montpelliérains et autres, de m’avoir accompagnée durant ces trois ans, et d’être présents depuis si longtemps, en espérant que mon départ n’y change rien. Merci à Papinette, ça me ferait plaisir de parler pédagogie et didactique avec toi, même si j’ai peur de m’empierger dans une bloutte.

Merci à mon ange d’avoir fait de ma fin de thèse les plus beaux jours de ma vie…

Abstract

Orthographic processes that take place during visual recognition of letter sequences can be dissociated into three different stages activated in an interactive and parallel manner: visual feature analysis, letter processing and letter sequence processing. In order to define which processing stages are influenced by respectively lexical knowledge (lexical “Top-down” effects) and the load of attention required by a task (attentional “Top-down” effects), we performed two ERP studies comparing fluent readers and dyslexic adults.

For both subject groups, visual feature analysis of letter sequences (P1 peak) was influenced by gaze position in the sequence, but was independent of other factors, namely display duration, lexical and attentional “Top-down” effects. The letter processing (N1 peak) as well as the letter sequence processing (left-lateralized negative peak) were influenced by both "Bottom-up" effects (display duration and gaze position), and lexical and attentional "Top-down" effects; moreover interactions between these factors were observed. Results from dyslexic subjects differed from controls at both letter and letter sequence stages. They also differ in the "Top-down" effects that influenced these stages. Finally, these results suggest that these reading processes were automated in fluent readers but not in dyslexic subjects.

Résumé

Les processus de traitement orthographique mis en place lors de la reconnaissance visuelle de séquences de lettres peuvent être décomposés en trois phases activées de manière interactive et parallèle : le traitement des traits visuels, des lettres et des séquences de lettres. Afin de définir quelles phases de traitement sont influencées par les connaissances lexicales (effets "Top-down" lexicaux) et les conditions d’attention des sujets (effets "Top-down" attentionnels), nous avons réalisé deux études utilisant la technique des Potentiels Evoqués, et comparant des sujets adultes normo-lecteurs et dyslexiques.

Pour les deux groupes de sujets, l’analyse des traits visuels d’une séquence de lettres (onde P1) est influencée par la position du regard dans la séquence, alors qu’elle est indépendante du temps de présentation ainsi que des effets "Top-down" lexicaux et attentionnels. Les phases de traitement des lettres d’une séquence (onde N1) et de la séquence elle-même (onde négative latéralisée à gauche) sont dépendantes des facteurs "Bottom-up" de temps de présentation et de position de regard, des facteurs "Top-down" lexicaux et attentionnels, ainsi que d’un certain nombre d’interactions entre ces facteurs. Les sujets dyslexiques testés diffèrent significativement des sujets contrôles au niveau des stades de traitement des lettres et des séquences de lettres ainsi que des effets "Top-down" influençant ces deux phases. Par ailleurs, les trois stades de traitement des séquences de lettres sont automatisés chez les sujets normo-lecteurs, cette automatisation faisant défaut aux sujets dyslexiques.

Le cerveau est certainement l’organe humain le plus complexe, demeurant actuellement un des plus grands mystères dans la connaissance que nous avons du corps humain. Le cerveau est à la base des différentes fonctions cognitives supérieures telles que le langage, la mémoire, les émotions… Parmi ces fonctions cognitives, la faculté de langage est à la base de la connaissance et du raisonnement, qui différencient radicalement l’homme des animaux. Le langage peut être subdivisé en quatre facultés très différentes que sont compréhension et production du langage oral, et compréhension et production du langage écrit. Bien qu’utilisées dans le même but de raisonner et communiquer, ces fonctions cérébrales sont très différentes par nature, et impliquent donc des méthodes d’étude et d’analyse différentes.

Dans ce cadre général d’étude, nous nous sommes intéressés plus particulièrement à la compréhension du langage écrit, soit la lecture. La lecture se distingue des autres fonctions cognitives non seulement par sa spécificité à l’être humain, mais aussi par son apparition tardive dans l’évolution, il y a environ 5000 ans. L’étude de la lecture prend donc une importance toute particulière, et il est intriguant de comprendre comment une fonction mise en place aussi "tardivement" peut être aussi efficace quelques milliers d’années après. Bien que de nombreuses études aient été réalisées depuis une centaine d’années, la lecture est aujourd’hui encore mal connue.

Ce travail de thèse de doctorat se place donc dans la thématique de l’étude du langage, et plus particulièrement de la lecture. Nous avons choisi de baser notre travail de recherche sur la reconnaissance de mots isolés – capacité élémentaire indispensable à l’acquisition de la lecture – et plus particulièrement aux facteurs lexicaux et attentionnels influençant ce processus. Cette étude présente un intérêt particulier de par sa multidisciplinarité : nous avons étudié différents facteurs influençant la reconnaissance de mots selon une approche de psychologie expérimentale, couplée à des enregistrements électrophysiologiques. Par ailleurs, ce travail basé sur l’étude de sujets adultes normo-lecteurs a été complété par une approche neuropsychologique en incluant des sujets adultes souffrant de dyslexie développementale.

Ce mémoire de thèse a pour but de rapporter les différents résultats obtenus au cours de nos trois années de recherche co-dirigées par Tatjana Nazir à l’Institut des Sciences Cognitives (CNRS, UMR 5015) de Bron et par Jean-François Démonet à l’unité INSERM U455 de Toulouse. Nous présenterons dans un premier temps l’état des connaissances actuelles sur le langage, selon les différentes approches de psychologie expérimentale et de modélisation, de neuropsychologie, de neuroimagerie et d’électrophysiologie. Nos différentes études portant sur la reconnaissance de mots isolés en modalité visuelle, la majorité des données de la littérature porteront sur ce sujet. Nous décrirons ensuite notre problématique ainsi que la technique électrophysiologique utilisée. Enfin, nous exposerons les différentes études réalisées pour ce travail de thèse de doctorat, détaillant pour chacune la revue de la littérature, la méthodologie, les résultats et discussions. Pour finir, nous présenterons une synthèse des différents travaux réalisés, et les perspectives de travail sur le sujet.