Les neurones de la lecture

C'est certes un livre dense, très complet, certes pas tout à fait récent (publié en 2007), et donc il est plausible que certaines découvertes aient été faites depuis, qui viendraient compléter, pas contredire je crois, ce qui exposé ici.

Mais c'est un ouvrage formidable de clarté, de pédagogie. Il contient de nombreuses et utiles illustrations qui facilitent la compréhension du propos de l'auteur. Il est étayé par de nombreuses références bibliographiques. Mais surtout, Stanislas Dehaene est un merveilleux guide qui sait vous accompagner dans la compréhension de ce qu'il vous expose, y compris en s'amusant avec la typographie du texte.

L'ouvrage s'appuie à la fois sur les découvertes faites il y a de nombreuses années sur des patients ayant, suite à des atteintes de leur cerveau, une incapacité à lire, et surtout sur les progrès extraordinaires et récents de la médecine telle l'IRM fonctionnelle qui permet de voir « en direct » les zones du cerveau qui s'activent lorsque l'on lit.

L'auteur va ainsi aborder de façon progressive de nombreux thèmes des mécanismes de la lecture.
Sans entrer dans les détails ce seront d'abord les données de psychologie cognitive qui montrent comment, à partir d'une capture visuelle d'un nombre limité de lettres, deux voies de lecture sont employées l'une qui assemble les lettres en petites sous unités qui correspondent aux phonèmes, cette voie utilisée pour les mots peu fréquents (c'est celle nous le verrons qui est d'abord et exclusivement utilisée chez l'enfant qui apprend à lire) et l'autre beaucoup plus rapide qui fait appel à notre lexique orthographique qui comporte entre 50000 et 100000 entrées, et nous permet de reconnaître immédiatement le mot stocké dans notre « dictionnaire ».

Les second et troisième chapitres sont les plus passionnants. Dans ceux-ci, Stanislas Dehaene s'attache à décrire par le détail les mécanismes cérébraux qui font passer de la lecture des lettres à la compréhension des mots et des phrases. Après une vision des lettres par les lobes occipitaux de nos deux hémisphères cérébraux (droit pour l'oeil gauche, droit pour l'oeil gauche), le signal est transmis, et ceci quelle que soit la langue écrite, à une région spécialisée du cerveau , la région du sillon occipito-temporal gauche, dans laquelle va se faire la reconnaissance visuelle des mots, par une cascade d'interactions entre neurones. Cette dernière interagit avec de nombreuses aires cérébrales, parmi lesquelles celle de l'analyse des phonèmes, composantes auditives des mots, celle du langage, celles du sens, etc…Ce circuit est totalement différent de celui de la reconnaissance des visages qui se termine dans l'hémisphère droit du cerveau. Il existe de façon identique dans touts les langues, avec quelques nuances cependant.
Chose extraordinaire, un circuit similaire et localisé au même endroit existe chez les primates non-humains chez lesquels on a pu déterminer, presque neurone par neurone, qu'il sert à reconnaître les formes non accidentelles dans la nature, et progressivement à en simplifier les traits, et à rendre la vision invariante selon la position et la taille de l'objet vu, ce qui représente un grand avantage. Ainsi, dans les neurones du sillon occipito-temporal, les neurones stimulés par la vision d'un chat seront progressivement relayés le long de ce sillon par d'autres neurones qui seront capables d'être stimulés par une reconnaissance de deux cercles, un petit et un grand, superposés, indépendante de leur orientation dans l'espace.
Le mécanisme de la lecture représente l'un des exemples de ce que l'auteur appelle un « recyclage neuronal » d'un module existant déjà depuis des millions d'années. Les neurones du sillon occipito-temporal humain seraient ainsi, (en 2007, l'analyse fine n'avait pas pu aller au bout), une sorte de pyramide inversée chaque neurone en stimulant environ 3 autres et où l'on passe d'une reconnaissance des lettres à une reconnaissance du mot.

Dans le chapitre suivant, c'est l'invention de l'écriture qui nous est décrite, jusqu'à la géniale découverte de l'alphabet. Là encore, l'auteur insiste sur le fait que les lettres n'ont pas été inventées au hasard, mais reprennent des formes non accidentelles existant dans la nature telles le O, le A, le T, etc…..

Un chapitre de volume important est consacré à l'apprentissage de la lecture chez l'enfant. C'est passionnant aussi. L'auteur insiste sur les fenêtres de plasticité cérébrale qui, dès la naissance, créent les conditions de l'apprentissage, sur la nécessité pour le cerveau d'assembler les lettres en phonèmes pour accéder au mots et à leur sens. Et de ce fait, à l'erreur de la méthode globale qui s'est attachée à la forme globale des mots, alors que le cerveau a besoin de recomposer le mot par la combinaison phonèmes et graphèmes.

Un chapitre entier est consacré à la dyslexie, et à la mise en évidence chez la plupart des enfants qui en sont atteints d'anomalies neuronales à type de désorganisation des neurones, au niveau du sillon occipito-temporal, et l'existence de gènes de prédisposition. Il montre aussi qu'un entraînement intensif dès le repérage de la maladie, fondé sur la répétition des associations visuelles et sonores entre syllabes d'un mot permet de solliciter des aires cérébrales voisines et de pallier le défaut.

Dans le chapitre suivant, l'auteur nous fait toucher du doigt une notion bien curieuse, qui est que notre cerveau, comme celui de nombreuses espèces animales, est capable de reconnaître les objets indépendamment de leur orientation droite ou gauche, mais que cette vision de la symétrie doit être « oubliée » dans la lecture, le b et le d étant par exemple deux lettres différentes. Il nous explique durant quelle « fenêtre » de développement l'enfant va pouvoir acquérir cette capacité, et les mécanismes neuronaux qui en sont responsables.

Enfin, le livre se termine par un chapitre de réflexion plus générale très intéressant et stimulant. Il insiste d'abord sur le fait que la lecture et l'écriture ne sont qu'un des éléments d'une caractéristique unique de notre espèce qui est la transmission culturelle. Mais il suggère aussi, comme l'avaient évoqué des anthropologues tel Levi-Strauss, qu'il existe des invariants culturels, comme la classification des espèces animales et végétales, les mathématiques, la création artistique, le phénomène religieux., etc.. Et donc que chez l'humain, les possibilités de diversité culturelle ne sont pas infinies et sont limitées par les possibilités d'un recyclage de modules neuronaux antérieurs à notre espèce.
Mais aussi, que le développement important de notre cortex frontal a permis à l'être humain des avancées majeures. D'une part, comprendre l'esprit d'autrui, ce qui est un avantage majeur par exemple pour l'éducation des enfants, ou pour la diffusion des inventions. D'autre part, l'auteur émet l'hypothèse que notre cerveau frontal est aussi la zone qui intègre et régule les données de nos différents modules cérébraux, et que notre conscience pourrait être cet espace de travail neuronal qui assemble les données de différentes régions cérébrales et peut leur impulser de nouvelles voies, telle la lecture et l'écriture.

En épilogue, Stanislas Dehaene, fait le voeu que les données des neurosciences puissent se mettre au service des méthodes d'enseignement. Voeu réaliste? Je sais qu'il a été nommé Président du Conseil Scientifique de l'Education Nationale en 2018, qu'il est partisan de l'évaluation, de la bienveillance et de la positivité en matière d'éducation, mais je ne sais pas si, à ce jour, il a su faire bouger le « Mammouth ».

Voici un livre que j'avais déjà lu, il y a 10 ans lors de mes études. Alors je ne sais pas si c'est le faite que je ne sois plus dans l'objectif étude, mais ce livre m'a paru très dense. On trouve des informations très intéressantes, mais parfois trop détaillées. En voici quelques-unes :

"C'est le centre de notre rétine, La fovéa, qui nous permet de reconnaître les détails des lettres, puis nous devons déplacer notre regard sur la page, afin d' identifier à chaque pause de l'oeil, un mot ou deux. La chaîne de lettre doit être constitué avant d'être reconnue.

Tout se passe après dans la région occipito-temporale gauche qui reconnaît la forme visuelle des mots. Elle distribue des informations visuelles à de nombreuses régions réparties dans tout l'hémisphère gauche, qui sont impliquées à des degrés divers dans la représentation du sens, de la sonorité et de l'articulation des mots. Cette région est la seule à s'activer uniquement pour les mots écrits, pas pour les mots parlés, sans toutefois appartenir aux régions visuelles de bas niveau. Elle analyse donc les images et signale si il y a des lettres et de quelles lettres il s'agit. Puis ces informations vont dans d'autres régions du cerveau qui elles, se chargeront de décoder en sons et en sens.

On apprend également que quelque soit le sens de la lecture c'est toujours cette même région dont on a besoin nous lisons donc tous avec le même circuit cérébral.

La lecture active une aire occipito-temporale reproductible, toujours située entre les réponses aux visage et les réponses aux objets.

En Turquie, on apprend un «taksi », l'exemple de ce pays qui, en l'espace d'un an, a adopté l'alphabet latin, simplifié son orthographe, et appris à lire à 3 millions de personnes, nous montre qu'il est possible de réformer avec succès.
Une forte simplification s'impose. Nous la devons à nos enfants qui perdent des centaines d'heures à ce jeu cruel, et dont certains ne sortiront pas indemnes , stigmatisés à vie par la dyslexie ou simplement parce qu'ils sont issus de familles défavorisées ou multilingues, qui sont les premières victimes de notre orthographe archaïque.

Même si les deux hémisphères hébergent des compétences pour la reconnaissance des mots et des visages, l'hémisphère gauche présente un biais important pour la lecture et le droit pour les visages. Lire et reconnaître un visage sont des opérations tellement différentes que notre système visuel ne peut pas se contenter de mécanismes génériques de traitement d'images. Sitôt passées les toutes premières étapes, des mécanismes spécialisés se mettent en oeuvre.

L'épais réseau de connexions du corps calleux joue donc un rôle essentiel dans l'invariance spatiale de la lecture. Les lettres qui atterrissent à droite du point de fixation entrent dans l'hémisphère gauche et n'ont pas beaucoup de trajet à faire: elles contactent la région de la forme visuelle des mots très directement, par le biais de connexions courtes et internes à la région occipito-temporale gauche. Les lettres de gauche, par contre, contactent d'abord l'hémisphère droit et doivent ensuite être transférées via un laborieux parcours à travers le corps calleux. Sans doute cette trajectoire compliquée explique-t-elle, au moins en partie, le fait que la lecture, même chez un lecteur au cerveau intact est plus lente et entachée d'erreurs lorsque les mots sont présentés du côté gauche que lorsqu'ils apparaissent du côté droit.

Chaque personne, en apprenant à lire, acquiert des détecteurs neuronaux ajustés à la langue qu'elle maîtrise.
La lecture débute dans le pôle occipital, siège des représentations visuelles précoces. Puis l'activation bascule en faveur de l'hémisphère gauche, où elle demeure restreinte à la région occipito-temporale ventrale. Puis, c'est l'explosion : l'activité envahit une vaste portion des deux lobes temporaux, dans ces régions supérieure moyenne et inférieur. Puis elle étend son emprise au sein de l'hémisphère gauche.
Chez le bébé, le planum temporal est déjà activé par la parole dans l'hémisphère gauche dès les tout premiers mois de vie. Très cette région apprend à prêter attention aux sons pertinents, et à négliger ceux qui ne seront pas utiles dans la langue.
La région occipito-temporale ne s'intéresse qu'aux chaînes de lettres. Aussi diminue-t-elle d'activité dès que les mots se ressemblent sur le plan visuel (par exemple chasseur–chasse), même s'ils n'ont aucun rapport au niveau du sens (par exemple menteur–menthe), et elle ne change pas d'activité en réponse à des synonymes tels que sofa–canapé. Inversement, la région temporale moyenne ne s'intéresse qu'au sens des mots. Et diminue donc d'activité pour sofa–canapé, ainsi que pour chasseur–chasse, mais pas lorsqu'il n'y a qu'une relation superficielle, de type menteur–menthe, entre les mots présentés.
Le mascaret fournit une excellente métaphore de la manière dont un mot, écrit ou parlé, accède à son sens. Entre un mot significatif comme « fromage » et un mot inconnu comme «plicate", seule change la taille du raz-de-marée qu'ils sont capables de susciter, leur capacité de déferler plus ou moins loin dans nos circuits cérébraux. Un mot connu entre en résonance avec les réseaux du lobe du lobe temporal, et il fait vibrer, comme une puissante déferlante, les millions de neurones qui lui sont associés, jusque dans les régions les plus distante du cortex ; alors qu'un mot inconnu, même s'il franchit avec succès les toutes premières étapes de l'analyse visuelle, ne trouve pas d'écho cortical, et la vague de potentiels d'action qu'il suscite se brise en une écume neuronale incohérente.

Ce n'est pas notre cerveau qui a évolué pour l'écriture, mais bien l'écriture qui s'est adaptée à notre cerveau.

Selon le modèle du recyclage neuronal, l'écriture s'ancre progressivement dans le cerveau de l'apprenti lecteur. Elle doit y trouver sa place optimale au sein de circuits déjà fonctionnels, mais dont la fonction demande à être minimalement reconvertie. Un processus de « tâtonnement cérébral », qui reproduit en quelques années les essais et erreurs qui ont ponctué l'évolution culturelle millénaire de l'écriture, doit donc se produire dans les circuits visuels et linguistiques de l'enfant. La lecture devrait progressivement converger vers la région occipito-temporale gauche, dont on devrait pouvoir suivre, au fil des mois, la spécialisation progressive pour l'écrit et l'interconnexion avec les autres régions temporales, pariétales et frontales.
Apprendre à lire n'est possible que parce que le cerveau de l'enfant contient déjà, dans une large mesure, les structures neuronales appropriées. le développement linguistique et visuel de l'enfant, avant même qu'il n'apprenne à lire, joue donc un rôle essentiel dans la bonne préparation du cerveau à la lecture.
L'apprentissage de la lecture, en envahissant des circuits neuronaux dédiés à un autre usage, pourrait nous faire perdre certaines capacités cognitives héritées de notre évolution.

Le contour global des mots ne joue pratiquement aucun rôle dans la lecture. La reconnaissance visuelle des mots ne repose pas sur une appréhension globale de son contour, mais sur sa décomposition en éléments simples, les lettres et les graphèmes. La région corticale de la forme visuelle des mots traite toutes les lettres du mot en parallèle, ce qui historiquement, est responsable de l'impression de lecture globale. Mais l'immédiateté de la lecture n'est qu'une illusion, suscitée par l'extrême automatisation de ses étapes, qui se déroulent en dehors de notre conscience.
La méthode globale est plus facile pour l'enfant, dûment au départ. Mais cela n'est vrai que pour les 20 ou 30 premiers mots. L'identification des lettres et des graphèmes demande initialement plus d'efforts, mais les bénéfices en sont vite évidents.

Le cerveau des enfants dyslexiques présente plusieurs anomalies caractéristiques : l'anatomie du lobe temporal est désorganisée, sa connectivité est altérée, son activation au cours de la lecture est insuffisante. Une forte composante génétique est impliquée et quatre gènes de susceptibilité ont été identifiés. On soupçonne qu'ils affectent la mise en place des neurones du cortex temporal au cours de la grossesse.
Pratiquement toutes les études d'imagerie cérébrale de la dyslexie retrouvent une sous activation de la région temporale postérieure gauche chez les dyslexiques. Une autre anomalie est également fréquente : chez les dyslexiques, le cortex frontal inférieur gauche est fréquemment sur activé pendant la lecture ou d'autres tâches phonologiques. Tout se passe comme si, en compensation de l'activité trop faible des régions postérieures de décodage, le cerveau s'engageait dans une tentative de lecture volontaire, contrôlée et consciente, quoique souvent infructueuse.
L'une des fonctions associées à la région temporale latérale est le traitement des informations phonologiques du langage parlé. Une anomalie très précoce dans la mise en place de ces réseaux neuronaux expliquerait les troubles phonologiques observés chez les dyslexiques et les enfants à risque dès la première année de vie. Elle entraînerait des difficultés disproportionnées de la conscience phonémique, et donc d'apprentissage du code alphabétique. Ces difficultés phonologiques, à leur tour, empêcheraient la région occipito-temporale ventrale, siège de la forme visuelle des mots, d'acquérir son expertise, d'où la seconde sous activation observée à ce niveau.
La division et la migration des neurones sont des étapes critiques pour la bonne formation du cerveau, c'est à cet instant que le cerveau du foetus est le plus sensible aux agents pathogènes tels que l'alcool, par exemple. Or, chez les dyslexiques, la migration neuronale semble altérée. Les neurones ne seraient jamais parvenus jusqu'à leur cible.
Dans le cas de la lecture, la clé de voûte semble être la migration harmonieuse des neurones corticaux vers la région temporale gauche et leur mise en connexion avec les régions visuelles et linguistiques.

Seule la fluidité de la lecture continue de gêner ces enfants : après rééducation, ils savent lire, mais avec lenteur. Cet écart résiduel pourrait être simplement dû à leur moindre expérience : par rapport aux autres enfants, il leur manque plusieurs années d'expérience de la lecture. Passées les premières années, on apprend à lire… En lisant ! Il faut donc que ces enfants continuent à lire encore et encore, afin d' enrichir le vocabulaire visuel de graphèmes, de morphèmes et de mots.
Pour parvenir à lire, l'enfant devra apprendre à inhiber la généralisation par symétrie : il faudra cesser de voir les B et d'comme un seul et même objet, vu sous des angles différents. Ce désapprentissage constitue une étape difficile pour l'enfant, et il se peut qu'il pose des problèmes insurmontables à certains enfants dyslexiques."

Une mine d'informations mais difficile à engloutir et à digérer.

Les principaux domaines de recherche de Stanislas Dehaene concernent les bases cérébrales de l'arithmétique et de la numération, la lecture et la conscience, thématiques qu'il explore au moyen d'expériences de psychologie cognitive et par l'imagerie cérébrale (imagerie par résonance magnétique fonctionnelle, magnétoencéphalographie et électroencéphalographie).
Pour les parents et professionnels que cette thématique intéresse,
écoutez l'émission de François Bunel, "Le grand entretien" du 22 février 2012:

http://www.franceinter.fr/emission-le-grand-entretien-stanislas-dehaene