Gnosie digitale

La capacité de reconnaissance tactile des doigts sans contrôle visuel est testée pour chacune des mains des participants par une adaptation du Test de Gnosie Digitale (Gerstman, 1924 ; Noël, 2005b). Le pouce et l’auriculaire ne sont pas pris en compte car ils ne sont pas discriminants (Gerstmann, 1940 ; Reeve & Humberstone, 2011). Le majeur est également peu discriminant dans une population ordinaire, mais dans le cas d’enfants avec hémiparésie, la reconnaissance des doigts de la main non-dominante est bien plus faible que dans la population ordinaire (Fontes et al., 2016 ; Thevenot et al., 2014). L’épreuve est donc réalisée sur les trois doigts centraux. Pour réaliser le test, l’enfant place ses mains, paumes vers le bas, dans une boîte au couvercle rabattable pour qu’elles soient cachées de son regard lors de la stimulation tactile. L’examinateur touche le bout des doigts par une ouverture réalisée à cet effet. Juste après la stimulation tactile, le couvercle est soulevé et il est demandé à l’enfant d’identifier quel doigt a été touché. Pour cela, dans la version adaptée de notre test, au lieu de le montrer classiquement par un geste, il suffit que l’enfant nomme la couleur correspondante.

En effet, pour différencier ses doigts lors de leur dénomination, l’enfant porte des mitaines avec une couleur différente à chacun des doigts centraux (Figure 10). Cette désignation orale a été mise en place pour éviter toute sollicitation motrice très souvent impliquée dans le test classique. En effet, sur un plan conceptuel, nous pensons qu’il est dommageable que la

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mesure de la reconnaissance tactile des doigts soit contaminée par une composante motrice s’il l’on souhaite une mesure uniquement de la perception sensitive. Par ailleurs, sur un plan instrumental, il est crucial que toutes les modalités de réponses aux épreuves de notre étude soient accessibles aux enfants avec hémiparésie. La modalité orale est la plus accessible pour eux. Trois conditions tactiles sont testées au cours de l’épreuve de gnosie digitale dont les résultats sont réunis pour les analyses. Dans un premier temps, les doigts sont touchés isolément. Dans une population ordinaire, cette condition étant réussie à 98% (Noël, 2005), l’épreuve est alors complétée par la stimulation de deux doigts en simultané puis en séquentiel, aboutissant ainsi au total à 9 stimulations par main. Les pourcentages de réussite pour la main dominante seront séparés de ceux de la main non-dominante lors de l’analyse des résultats.

Figure 10. Dispositif adapté du Test de Gnosie Digitale (vu du côté de l’examinateur).

2. ÉVALUATIONS COGNITIVES 2.1. Raisonnement verbal

L’épreuve de Similitudes de la Wisc IV (Wechsler, 2003) a été choisie pour évaluer la qualité du raisonnement verbal des participants. Deux mots sont proposés oralement à l’enfant et il doit justifier oralement leur ressemblance conceptuelle. L’exemple donné « En quoi le rouge et le bleu se ressemblent ? » permet à l’enfant de comprendre qu’on attend de lui le mot qui définit « rouge » et « bleu » de façon plus globale et plus abstraite par la notion de

« couleur ». Selon le niveau de précision de la réponse de l’enfant dans le vocabulaire utilisé, 0, 1 ou 2 points sont attribués par réponse. Un maximum de 44 points pourrait être obtenu mais, aux âges testés et dans une population ordinaire, le critère d’arrêt après deux échecs est très souvent atteint avant les dernières questions.

!

!

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! une couleur

différente à chacun des trois

doigts centraux

2.2. Mémoire à court terme

Une épreuve d’empan endroit de lettres est proposée à l’enfant pour évaluer sa mémoire à court terme. Sur le même modèle que l’épreuve appelée « Mémoire des chiffres » de la Wisc IV (Wechsler, 2003) chaque chiffre est remplacé par une lettre pour que le matériel numérique ne fasse en aucun cas interférence avec le fonctionnement cognitif de mémoire de l’enfant. L’enchaînement des lettres ne forme pas une suite prononçable qui pourrait directement être retenue en mémoire. L’examinateur énonce la liste de lettres lentement avec un défilement d’intonation neutre. L’enfant doit la répéter de mémoire dans le même ordre. Deux essais successifs comportant le même nombre de lettres sont à chaque fois proposés. Si les deux essais ne sont pas mémorisés, l’empan précédant est retenu comme score de réussite. La variable d’intérêt est donc l’empan maximum de lettres retenues.

2.3. Mémoire de travail

L’enfant passe une épreuve d’empan envers de lettres pour évaluer sa mémoire de travail. Sur le même modèle que l’épreuve précédente, l’enfant doit cette fois restituer la liste énoncée dans l’ordre inverse en commençant par la dernière lettre entendue jusqu’à la première de la liste dite par l’examinateur. La variable d’intérêt est l’empan maximum de lettres restituées en ordre inverse parmi deux essais de même taille.

2.4. Habiletés visuo-spatiales

Une épreuve a été conçue sur DMDX (Forster & Forster, 2003) pour évaluer les habiletés visuo-spatiales. Les participants doivent retrouver le plus vite possible parmi 4 propositions l’image identique à une cible présentée. L’image modèle cible est étiquetée M et l’enfant donne sa réponse par le nom de l’image choisie A, B, C ou D. Parmi les quatre images, trois leurres sont ainsi présents. Ils diffèrent du modèle par un retournement spatial, une inversion ou le décalage spatial d’un élément constitutif du dessin (Figure 11). Les pourcentages de réussite et les temps de réponses enregistrés sur clé vocale sont retenus pour les analyses.

Figure 11. Exemple de cible à retrouver parmi quatre propositions semblables.

! ! 2.5. Délai de dénomination

La tâche de dénomination d’images a pour objectif de mesurer le délai de réponse orale entre un stimulus visuel et la réponse verbale donnée par l’enfant évalué. Chaque participant doit nommer une par une dix images présentées à l’écran. Pour éviter les erreurs d’identification d’images, celles-ci ont été sélectionnées parmi la base de données BD21 d’images dessinées au trait en noir et blanc (Cannard et al., 2006) dont la reconnaissance est acquise chez des enfants de 5 ans à 100 %. Les éventuels problèmes d’agnosie visuelle ont été écartés au sein de la population avec paralysie cérébrale. Un temps de reconnaissance visuelle de 1500 ms est accordé à l’enfant pour ne pas prendre en compte le temps de recherche du mot en mémoire, mais uniquement le temps de déclenchement de la parole. L’enfant doit en effet nommer l’image seulement à la vue d’un haut-parleur à l’écran qui succède le temps présentation préalable de l’image. En d’autres termes, nous mesurons la vitesse de dénomination et non pas le temps d’accès sémantique. Trois essais permettent de s’entraîner.

Dans cette épreuve, seuls les temps de réponse enregistrés par clé vocale seront analysés.

C. PROCÉDURES

Les participants ont été évalués à trois reprises à distance d’une année à chaque fois (T1, T2 et T3) où l’ordre des participants a globalement été respecté d’une année sur l’autre.

Chaque période d’évaluation s’étalait sur trois mois, la première période ayant eu lieu d’octobre à décembre 2014, la seconde d’octobre à décembre 2015 et la dernière d’octobre à décembre 2016. Une séance durait maximum une heure pour chacun des enfants, en situation individuelle et dans un lieu calme, sur le lieu de scolarisation de l’enfant ou à son domicile.

Afin de conserver le maximum d’attention de la part des participants, ils se voyaient proposer une pause de 10 mn en cours d’évaluation, agrémentée d’une très légère collation.

Les épreuves au sein des séances de passation ont été organisées selon deux ordres I et II. De même, pour chacune des tâches où différentes conditions étaient présentées, trois séries aléatoires d’items ont été construites, appelées listes A, B et C. Cette présentation variée au sein des participants de l’étude a permis d’obtenir 6 recueils de données différents, attribués aléatoirement selon les sujets, afin de répartir les éventuels phénomènes de fatigue. Cette précaution permet aussi de distribuer différemment les phénomènes d’apprentissage, qui pourraient sinon apparaître au cours d’une possible familiarisation avec l’épreuve pour tous

les sujets. Cette répartition permet une analyse groupale où les moyennes sont statistiquement recevables au niveau inter-individuel. Un participant avec hémiparésie et son pair du groupe contrôle étaient évalués avec la même liste et le même ordre d’épreuves afin de recueillir des données en situations d’évaluation comparables pour chaque paire de participants.

Dans le cadre du suivi longitudinal, un enfant a toujours passé les épreuves dans le même ordre et de la même liste que sa passation initiale selon son profil fixé. Cette précaution permet de comparer, pour un sujet donné, ses performances d’une passation à l’autre dans les mêmes conditions et de mesurer ainsi ses progrès réels au sein d’une épreuve au cours des années. Cette analyse est située au niveau intra-individuel et permettra l’étude de cas cliniques particuliers. Et puisqu’il est parfois également important de considérer les différences individuelles dans le cadre de l’étude d’un groupe clinique, les représentations graphiques des résultats de chaque participant sont disponibles en Annexe II. Elles nous permettent par exemple d'observer si des progrès sont une tendance générale ou s’ils sont dus à l’évolution de quelques participants seulement.

! Dans les chapitres suivants II, III et IV seront analysées les mesures des compétences numériques des participants avec paralysie cérébrale en comparaison avec celles des participants du groupe contrôle grâce à des ANOVAs. Lorsque les pourcentages de réussite sont très similaires pour les deux groupes, seuls les temps de réponses seront pris en compte.

Nous préciserons le pourcentage de temps écartés situés en dehors de la norme obtenue à plus de 2 écart-types pour les items de la même condition au sein de la même population. Les effets dont les p sont compris entre .05 inclus et .09 seront considérés comme des différences négligeables. Tout comme nous l’avons fait dans les chapitres de la partie théorique, nous distinguerons les compétences non-symboliques, semi-symboliques et symboliques. Seules les moyennes des groupes seront indiquées dans la description des résultats statistiques. Pour information, les écarts-types sont donnés en complément des moyennes en annexe III. Ils sont également visibles sur les graphiques qui accompagnent le texte principal.

D. CARACTÉRISTIQUES DES PARTICIPANTS

Les participants ont été appariés en âge, en capacités cognitives de raisonnement verbal et de mémoire de travail. Les autres variables cognitives, mémoire à court terme,

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capacités visuo-spatiales et délai de dénomination, montrent une faiblesse significative du groupe clinique uniquement pour les temps de réponses obtenus à une épreuve évaluant leurs capacités visuo-spatiales (Tableau 1). Cette différence avec le groupe contrôle sera prise en compte lors des discussions pour expliquer certains résultats. En revanche, étant donné que la différence des temps de réponse à l’épreuve mesurant les délais de dénomination atteint tout juste un niveau de significativité entre les deux groupes, nous faisons le choix de ne pas rentrer en covariance cette donnée dans les analyses statistiques, d’autant plus que des analyses complémentaires montrent que cette différence n’est finalement plus significative lors des évaluations des deux années suivantes. Au final, les 15 enfants retenus pour les analyses de notre étude sont âgés de 9 à 15 ans au moment de la première évaluation, avec une moyenne de 12 ans et 4 mois et un écart-type d’un an et 7 mois.

Tableau 1. Comparaison des capacités cognitives entre le groupe clinique et le groupe contrôle (TR = Temps de Réponses). hémiparésie, dextérité et gnosie, sont bien impactées par rapport à celles recueillies auprès des participants du groupe contrôle puisque c’est la raison pour laquelle nous avons choisi cette population clinique dans notre étude (Tableau 2).

Tableau 2. Comparaison des habiletés digitales entre le groupe clinique et le groupe contrôle en fonction de la main évaluée.

Habileté Digitale Main Groupe ANOVA

(unités de mesure) Clinique Contrôle F p η²_p

Dextérité Fine Dominante -0,29 1,10 6.27 .02 .18

(Z-scores) Non Dominante -0,53 1,01 26.15 < .001 .48

Gnosie Digitale Dominante 84 90 1.72 .20 /

(% réussites) Non Dominante 73 91 7.26 .01 .21

Étant donné la grande étendue des âges pour les groupes clinique et contrôle, nous avons également vérifié si l’âge n’avait effectivement pas d’impact sur les données contrôlées, ce qui est toutefois possible étant donné l’avancée de la maturation des 30 participants ayant tous entre 9 et 15 ans. Les corrélations montrent que l’âge des enfants et adolescents qui participent à notre étude n’a pas d’influence sur les données contrôles recueillies (Tableau 3). !

Tableau 3. Coefficient r et significativité p des corrélations obtenues entre l’âge des participants et leurs mesures aux épreuves cognitives (sur les temps de réponse pour les deux dernières variables).

Coefficient de corrélation et Significativité

Épreuves cognitives r p

Raisonnement Verbal .37 .05

Mémoire à Court Terme .17 .37

Mémoire de Travail -.06 .76

Capacité Visuo-Spatiale -.16 .41

Délai de Dénomination -.06 .65

! !

De plus, nous vérifions dès ce chapitre si la progression entre la première et dernière évaluation pour les épreuves numériques, qui seront présentées en détail dans le chapitre III, est la même quel que soit l’âge des participants. Si une corrélation entre leur âge et la différence de performances entre T1 et T3 s’avère positive, nous prendrons en considération l’âge des participants en covariance au sein des analyses statistiques (Tableau 4). Étant donné qu’aucun p n’atteint un niveau de significativité inférieur à .05, aucune ANCOVA ne sera nécessaire dans les chapitres II, III et IV.

Tableau 4. Coefficient r et significativité p des corrélations obtenues entre l’âge des participants et leurs différences de temps de réponses entre T3 et T1 obtenus aux épreuves numériques (différence de pourcentages de réussites pour le comptage sur les doigts).

Coefficient de corrélation et Significativité

Épreuves numériques r p

Subitizing - .09 .62

Comparaison approximative - .06 .77

Dénombrement .20 .29

Configurations digitales -.16 .41

Comptage sur les doigts .02 .90

Comparaison de nombres -.06 .75

Additions .31 .09

PARTIE EMPIRIQUE

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Chapitre II

Le développement des compétences numériques non-symboliques

en cas de troubles sensori-moteurs

! ! ! !!

Avant de détailler les épreuves qui ont permis d’évaluer les compétences numériques, nous présentons quelles sont les prédictions en lien avec la problématique détaillée en fin de partie théorique. Elles s’inscrivent dans la perspective d’une implication des doigts fonctionnelle dans la construction du nombre. Nous dévoilons ensuite les résultats obtenus par comparaison statistique des données de groupe. Ils seront discutés en fin de chapitre.

A - HYPOTHÈSES

De façon très intéressante concernant les compétences non-symboliques, deux scénarios différents sont envisageables. Selon les observations que nous ferons, nous pourrons ainsi mieux comprendre sur le plan théorique la nature de l’implication des doigts dans la construction du nombre.

Situons nous dans un premier temps dans le cas où les compétences non-symboliques seraient préservées chez les participants avec paralysie cérébrale. Selon un tel scénario, les doigts seraient impliqués uniquement de façon fonctionnelle dans la cognition mathématique pour faire le lien entre les premiers apprentissages sur les quantités analogiques et les compétences numériques symboliques (Fayol & Seron, 2005). Ainsi, il n’y aurait, a priori, pas de raison pour que les compétences numériques non-symboliques, présentes dès la naissance sans mobilisation concrète des doigts, soient impactées par une déficience motrice dans ce scénario fonctionnel (Figure 12, partie droite). Dans un tel cas, le recouvrement des aires cérébrales des doigts et du « sens des nombres » ne peut toutefois pas être remis en cause, mais nous pourrions en conclure que cette réalité anatomique pourrait finalement ne pas influencer fortement la mise en place des compétences numériques.

De façon très contrastée, le deuxième scénario consisterait au contraire à observer un déficit conjoint des compétences non-symboliques et des habiletés digitales. Dans ce cas, deux causes peuvent expliquer un tel déficit. Premièrement, et toujours dans le cadre d’un développement fonctionnel, nous pouvons envisager que des difficultés en compétences symboliques puissent empêcher un raffinement progressif du non-symbolique, hypothèse récemment avancée dans la littérature scientifique ! (Lyons et al., 2018 ; Matejko & Ansari, 2016 ; Mussolin et al., 2014, Noël et al., 2013). Deuxièmement, si le lien entre doigts et nombres est uniquement neuro-anatomique, une sensori-motricité déficiente serait forcément associée à un déficit de tous les traitements numériques, y compris de nature non-symbolique, où est enraciné le « sens du nombre » (Figure 12, partie gauche). Ainsi, l’explication

neuro-anatomique présagerait donc également que les épreuves de subitizing et de comparaison approximative soient impactées dans la paralysie cérébrale. Ce dernier scénario s’inscrit dans le modèle classiquement avancé pendant des années où ce seraient les compétences non-symboliques qui puissent être responsables d’un bon niveau symbolique (Halberda &

Feigenson, 2008 ; Hyde et al., 2014 ; Libertus et al., 2011; Mazzocco et al., 2011 ; Piazza, 2010) sans envisager d’influence bidirectionnelle. Cependant, si les enfants avec hémiparésie ne réussissent pas l’épreuve de comparaison approximative d’items discontinus aussi bien que les participants du groupe contrôle, il faudra alors vérifier si leur échec pourrait être relié à une difficulté de comparaison d’ordre plus général en s’exprimant alors conjointement avec un échec en comparaisons non-numériques de dimensions continues. Cette association corroborerait une autre théorie récente selon laquelle le « sens du nombre » ne serait pas forcément une fonction cérébrale autonome purement numérique, mais dépendrait des capacités de traitement des magnitudes continues (Leibovich, Katzin, Harel, & Henik, 2017).

Comme nous nous plaçons dans le cadre d’un développement fonctionnel des compétences numériques impliquant l’utilisation concrète des doigts dans les premiers apprentissages, nous faisons l’hypothèse que les compétences non-symboliques ne soient pas influencées par un trouble des habiletés sensori-motrices. Et par ailleurs, puisque des études similaires auprès d’enfants avec paralysie cérébrale scolarisés en classes ordinaires montrent que leurs compétences arithmétiques sont préservées (Jenks et al., 2012 ; Thevenot et al, 2014), il y a peu de raisons d’observer une influence négative des connaissances symboliques sur leur niveau initial non-symbolique. Concernant le traitement des toutes petites quantités analogiques, et pour les mêmes raisons théoriques, nous prédisons ainsi également observer des compétences préservées en subitizing chez les participants avec hémiparésie. Dans ce cas, les faiblesses en subitzing observées dans d’autres études auprès d’enfants plus jeunes (4 à 9 ans, Arp et al., 2006 ; Arp & Fagard, 2005 et 7 à 11 ans, Thevenot et al., 2014) seraient alors seulement le reflet d’un retard de maturation.

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Figure 12 : Deux hypothèses théoriques pour expliquer le lien entre nombres et doigts : explications neuro-anatomique (gauche) et fonctionnelle (droite). L’hypothèse du renforcement du non-symbolique par le symbolique, non représentée ici, impliquerait une flèche qui retourne des Compétences numériques symboliques vers le « Sens du nombre », qui conduirait également à la dépendance de tous les niveaux numériques vis à vis des doigts.

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B - DESCRIPTIF DES ÉPREUVES 1. SUBITIZING

Les capacités de subitizing sont évaluées lors de la même épreuve que celles de dénombrement. Il est demandé aux enfants de dire combien de points ils voient à l’écran, le plus vite possible. Chaque quantité est présentée deux fois, selon trois présentations différentes, canonique comme sur un dé, géométrique de façon alignée à l’horizontale, ou aléatoire où les points sont dispersés à la périphérie. Les pourcentages de réussite et les temps de réponses sont moyennés pour les différentes conditions de présentation et sont analysés séparément pour les quantités de 2 et 3 points (Chi & Klahr, 1975) pour déceler un éventuel effet de taille en subitizing. Les mêmes mesures seront éventuellement disponibles pour la quantification de 4 points grâce aux items destinés à évaluer le dénombrement.

2. COMPARAISON APPROXIMATIVE

Afin d’évaluer les capacités d’estimation des grandes quantités sur matériel numérique discontinu, les participants doivent déterminer quel enfant dessiné à l’écran, le garçon ou la

fille, a le plus de carrés devant lui. Il est explicitement demandé aux participants de ne pas compter, mais de donner leur réponse le plus rapidement possible en répondant par « fille » ou « garçon ». On précise aux participants que les personnages à l’écran ne sont pas toujours à la même place et peuvent être situés d’un côté ou de l’autre. Grâce à des collections de carrés de trois tailles différentes, les aires totales des deux quantités à traiter sont systématiquement identiques au niveau du nombre total de pixels et de leur aire cumulée.

Pour réussir la comparaison numérique, l’enfant est donc contraint de baser son jugement

Pour réussir la comparaison numérique, l’enfant est donc contraint de baser son jugement