Διερεύνηση αναπτυξιακών μηχανισμών λειτουργικής ασυμμετρίας με τη χρήση του λειτουργικού διακρανιακού υπερήχου Doppler σε πληθυσμό με ειδική διαταραχή της ανάγνωσης, δυσλεξία

Abstract

Developmental dyslexia is a specific learning disability that is neurobiological in origin and is characterized by difficulties in reading and spelling. In the majority of people, language production is lateralized to the left cerebral hemisphere while visuospatial skills are lateralized to the right. This functional lateralization of the human brain has been considered a prerequisite for the full realisation of one’s linguistic potential. A link has been postulated between developmental dyslexia and laterality, whereby a-typical laterality (symmetry or right hemisphere dominance), is the cause, at least in part, of developmental dyslexia. Evidence from functional neuroimaging studies has indeed shown dysfunctions in the left hemisphere of dyslexic individuals. The current study investigated the neurological substrate of developmental dyslexia further in a sample of 95 students (47 dyslexics, mean age 146.3 ± 19 months and 48 controls, mean age 144.8 ± 18,4 months), focusing on cerebral language lateralisation and handedness, the latter being a behavioural index of the former. Moreover, the developmental trajectory of cerebral laterality and handedness was examined. Differences in the laterality profiles between heterogeneous subtypes of dyslexia, namely individuals presenting either with phonological deficits or rapid automized naming deficits, were also examined. Laterality (language lateralization and handedness) was investigated using both meta-analytical and experimental methods, the latter ranging from questionnaire administration to behavioural, hormonal, and neuropsychological testing as well as brain imaging by means of the functional transcranial Doppler ultrasound (fTCD). FTCD, is a relatively new and non-invasive technique that assesses cerebrallateralisation through measurements of blood flow velocity in the middle cerebralarteries. The results of the meta-analysis showed a significantly increase in non-right-handedness among dyslexics compared to non-dyslexics (OR = 1.57, 95% confidence interval = 1.24 - 1.99). In addition, almost all behavioural laterality indices revealed a small but reliable increase in the proportion of nonright-handers among dyslexic students, as expected (p = 0.066). Although the two groups didn’t differ significantly in terms of hemispheric dominance as assessed by the fTCD, a reduced leftward asymmetry in dyslexic students (LI = 1.79 vs. 2.36) and the findings of the Visual Half-Field Lexical Decision test, provide support for the hypothesis of atypical cerebral laterality in individuals with dyslexia. Laterality differences were also observed in dyslexic students with rapid automized naming deficits, who showed an exaggerated leftward asymmetry and high incidence of right-handedness even when compared to controls. The youngest group of dyslexics (8-12 years) failed to show left hemispheric dominance in functional transcranial Doppler ultrasound assessment (LI= 0,74).

Η αναπτυξιακή/εξελικτική δυσλεξία, αποτελεί μια γλωσσικής φύσεως διαταραχή με νευροβιολογικό υπόβαθρο που εκφράζεται με δυσκολίες στο γραπτό λόγο (ανάγνωση και ορθογραφία). Διαφορές ως προς τις εγκεφαλικές δομές που υποστηρίζουν τη γλωσσική λειτουργία έχουν συνδεθεί με τη δυσλεξία. Συγκεκριμένα,στην πλειονότητα του γενικού πληθυσμού το αριστερό ημισφαίριο του εγκεφάλου είναι εξειδικευμένο για τη γλωσσική επεξεργασία και παραγωγή, ενώ το δεξιό ημισφαίριο είναι κυρίαρχο για τις ολιστικές λειτουργίες, όπως είναι οι οπτικοχωρικές. Αυτή η λειτουργική εξειδίκευση των ημισφαιρίων θεωρείται προϋπόθεση για την πλήρη ανάπτυξη των γνωστικών ικανοτήτων του ατόμου και είναι γνωστή ως λειτουργική ασυμμετρία ή πλευρίωση. Σύμφωνα με την υπόθεση της «ελλιπούς εγκεφαλικής πλευρίωσης», τα άτομα που παρουσιάζουν δυσλεξία δεν έχουν αναπτύξει την τυπική, αριστερή εγκεφαλική ασυμμετρία ως προς τις γλωσσικές λειτουργίες, αλλά αντίθετα παρουσιάζουν συμμετρία ή ημισφαιρική επικράτηση της γλώσσας στο δεξιό ημισφαίριο. Πράγματι, σύγχρονες μελέτες λειτουργικής απεικόνισης του εγκεφάλου παρουσιάζουν ευρήματα που συγκλίνουν προς τη κατεύθυνση ότι δυσλειτουργίες σε εγκεφαλικές περιοχές του αριστερού ημισφαιρίου που υποστηρίζουν τις γλωσσικές λειτουργίες αποτελoύν τη νευρολογική βάση της δυσλεξίας. Σκοπός της παρούσας έρευνας ήταν να διερευνήσει περαιτέρω το νευροβιολογικό υπόβαθρο της δυσλεξίας και συγκεκριμένα τις προβλέψεις της υπόθεσης της ελλιπούς εγκεφαλικής πλευρίωσης σε ένα δείγμα 95 μαθητών δημοτικού και γυμνασίου (47 με δυσλεξία, μ.ό. ηλικίας 146,3 ± 19 μήνες και 48 ομάδα ελέγχου, μ.ό. ηλικίας 144,8 ± 18,4 μήνες). Επιπρόσθετα, μελετήθηκαν τα αναπτυξιακά χαρακτηριστικά της λειτουργικής ασυμμετρίας, καθώς και της συμπεριφορικής πλευρίωσης. Η τελευταία, αφορά την προτίμηση χεριού, που αποτελεί έναν έμμεσο δείκτη της πλευρίωσης της γλώσσας στον εγκέφαλο, αφού το 96% των δεξιόχειρων ατόμων εμφανίζει την τυπική αριστερή ημισφαιρική επικράτηση για τις γλωσσικές λειτουργίες. Τέλος, ακολουθώντας πρόσφατες ερευνητικές τάσεις στο πεδίο μελέτης της πλευρίωσης στη δυσλεξία, διερευνήθηκαν τυχόν διαφοροποιήσεις στη εγκεφαλική οργάνωση σε συνάρτηση με τις ιδιαίτερες δυσκολίες των μαθητών με δυσλεξία, διακρίνοντας τους σε δύο υπο-ομάδες: α) με φωνολογικές δυσκολίες και β) με δυσκολίες ταχείας ονομασίας ερεθισμάτων.Για τη μέτρηση της πλευρίωση, χρησιμοποιήθηκε μία σειρά μεθόδων, που εκτείνονται από την τεχνική της μετα-ανάλυσης, μέχρι τη χρησιμοποίηση ερωτηματολογίων [Ερωτηματολόγιο Προτίμησης Χεριού του Εδιμβούργου, ΕΕ.(Oldfield, 1971)], συμπεριφορικών μεθόδων [Δοκιμασία Ποσοτικοποίησης της Προτίμησης Χεριού, ΠΠΧ. (Bishop, Ross, Daniels, & Bright, 1996) και Δοκιμασία Μετακίνησης Πασσάλων, ΔΜΠ. (Αnnett, 1985. 2002)], νευροψυχολογικών δοκιμασιών [Δοκιμασία Λεξιλογικής Απόφασης Οπτικού Ημιπεδίου, ΛΑΟΗ.(Stephan, Fink, & Marshall, 2007)] και έμμεσων ορμονικών μετρήσεων [λόγος του μήκους των δαχτύλων μέσου και παράμεσου, 2D:4D. (Μanning Scutt, Wilson, &Lewis-Jones, 1998)] καθώς και μία σύγχρονη μέθοδος απεικόνισης εγκεφάλου, ο λειτουργικός διακρανιακός υπέρηχος Doppler. Ο υπέρηχος Doppler βασίζεται στη μέτρηση της ταχύτητας της αιματικής ροής στη δεξιά και αριστερή μέση εγκεφαλική αρτηρία κατά τη εκτέλεση ενός γλωσσικού έργου και κατόπιν στη σύγκρισή τους. Το ημισφαίριο που αιματώνεται ταχύτερα θεωρείται και το κυρίαρχο για τη γλωσσική λειτουργία.Τα αποτελέσματα της παρούσας έρευνας συνοψίζονται ως εξής: Από την μετα-ανάλυση προέκυψε ότι τα άτομα με δυσλεξία εμφανίζουν 57% περισσότερες πιθανότητες μη τυπικής πλευρίωσης, με βάση την προτίμηση χεριού (αριστεροχειρία ή αμφιδεξιότητα) σε σύγκριση με την ομάδα ελέγχου. Τα πειραματικά δεδομένα που συλλέχθηκαν επιβεβαίωσαν το εύρημα αυτό για την πλειονότητα των συμπεριφορικών δεικτών πλευρίωσης (προτίμησης και δεξιότητας χεριού). Συγκεκριμένα, στο Ερωτηματολόγιο του Εδιμβούργου, οι δυσλεξικοί μαθητές εμφάνισαν αριστεροχειρία σε ποσοστό 36% σε σύγκριση με το 20,8% της ομάδας ελέγχου (p = 0,006). Για τη δοκιμασία Ποσοτικοποίησης της Προτίμησης Χεριού,μόλις το 17% των μαθητών με δυσλεξία χρησιμοποίησε αποκλειστικά το δεξιό του χέρι για την ολοκλήρωσή της, σε αντίθεση με την ομάδα ελέγχου που χρησιμοποίησε το δεξιό χέρι σε ποσοστό 33,3% (p = 0,067). Στη Δοκιμασία Μετακίνησης Πασσάλων, οι μαθητές με δυσλεξία ήταν πιο αργοί και με τα δύο χέρια (p < 0.001)επιδεικνύοντας μειωμένη δεξιότητα χεριού. Από τον συγκεντρωτικό δείκτη πλευρίωσης που προέκυψε από τις τρεις δοκιμασίες, το ποσοστό των μαθητών με δυσλεξία που εμφάνιζε ταυτόχρονα δεξιά προτίμηση και δεξιά δεξιότητα χεριού ήταν 27,7%, ενώ της ομάδας ελέγχου 45,8% (p = 0,066). Όσον αφορά την εγκεφαλική πλευρίωση, οι μαθητές με δυσλεξία εμφάνισαν μη τυπική πλευρίωση σε σχέση με τους μαθητές της ομάδας ελέγχου, όπως διαφάνηκε τόσο από τη νευροψυχολογική δοκιμασία Λεξιλογικής Απόφασης Οπτικού Ημιπεδίου, όσο και από τον διακρανιακό υπέρηχο Doppler, παρόλο που τα αποτελέσματα που προέκυψαν από τη μέτρηση αυτή δεν έφτασαν τη στατιστική σημαντικότητα. Όσον αφορά τη δοκιμασία Λεξιλογικής Απόφασης Οπτικού Ημιπεδίου, οι μαθητές με δυσλεξία δεν παρουσίασαν το τυπικό πλεονέκτημα στο δεξί οπτικό ημιπεδίο, που θεωρείται ενδεικτικό της τυπικής αριστερής πλευρίωσης (50%), σε αντίθεση με το 64,1% της ομάδα ελέγχου που εμφάνισε το τυπικό πλεονέκτημα στο δεξί οπτικό ημιπεδίο (p =0,044). Ο δείκτης πλευρίωσης του διακρανιακού υπερήχου Doppler, ήταν 1,79 για τους μαθητές με δυσλεξία έναντι 2,36 για την ομάδα ελέγχου (θετικές τιμές υποδεικνύουν κυριαρχία του αριστερού ημισφαιρίου). Διαφορές στην πλευρίωση εντοπίστηκαν και μεταξύ των υπο-ομάδων μαθητών με δυσλεξία, με τους μαθητές με δυσκολίες ταχείας ονομασίας ερεθισμάτων να εμφανίζουν αυξημένα ποσοστά δεξιάς προτίμησης και δεξιότητας χεριού (45%, p = 0,045) και ενισχυμένη λειτουργική ασυμμετρία ακόμη και από τους μαθητές χωρίς δυσλεξία (δείκτης πλευρίωσης Doppler = 3,59 έναντι 2,36 της ομάδας ελέγχου). Αναφορικά με τις αναπτυξιακές διαφορές στην πλευρίωση, οι μικρότεροι ηλικιακά μαθητές με δυσλεξία εμφάνισαν τον μικρότερο δείκτη λειτουργικής πλευρίωσης, (ΔΠ = 0,74) που υποδηλώνει συμμετρία, σε αντίθεση με τους μαθητές δημοτικού χωρίς δυσλεξία, (ΔΠ = 2,37), που υποδηλώνει τυπική αριστερή πλευρίωση για τη γλώσσα. Συμπερασματικά τα ευρήματα επιβεβαίωσαν την υπόθεση της ελλιπούς εγκεφαλικής πλευρίωσης στη δυσλεξία.