Nieuwe inzichten in de neuro-anatomische impact van vroege leesinterventies bij kleuters met een verhoogd risico op dyslexie

Leren lezen is één van de belangrijkste ontwikkelingsmijlpalen en een onmisbare vaardigheid in de huidige maatschappij. Ongeveer 7% van de bevolking krijgt een diagnose ontwikkelingsdyslexie toegewezen, een specifieke leerstoornis gekenmerkt door ernstige en hardnekkige lees- en/of spellingsmoeilijkheden. Leesinterventies kunnen nuttig zijn voor personen met dyslexie, zeker wanneer de interventie vroegtijdig geïmplementeerd kan worden, bijvoorbeeld in de kleuterklas of tijdens het eerste leerjaar. In de praktijk wordt gerichte ondersteuning echter meestal pas veel later aangeboden, hetgeen belangrijke gevolgen heeft voor de leesontwikkeling en maatschappelijk welzijn. Tegelijkertijd wijzen recente hersenonderzoek studies erop dat neuroanatomische verschillen al bestaan voor de start van de leesontwikkeling en dat deze mogelijks bijdragen aan zwakke leesvaardigheden. Samen met de evidentie voor interventie-gedreven neuroplasticiteit bij dyslexie en de vermoedelijk verhoogde hersenplasticiteit tijdens de vroege kindertijd, roepen deze bevindingen de vraag op of preventieve interventies (voorafgaand aan formele leesinstructie) tot betere leesvaardigheden kunnen leiden bij kinderen met een verhoogd risico op dyslexie. Tot op heden zijn de onderliggende neurale mechanismen van dergelijke interventies voor risicokinderen echter nog niet onderzocht. 

Gezien dit hiaat in de literatuur, had dit doctoraatsonderzoek als doel om de neuroanatomie en neuroplasticiteit te karakteriseren bij vijfjarige kinderen (“pre-readers”). Eerst werden de neuroanatomische profielen gerelateerd aan een verhoogd risico op dyslexie vergeleken met typische ontwikkelingsprofielen, en dit voor de start van het formele leesonderwijs. Hiervoor werden kinderen met en zonder een cognitief risico geïncludeerd dat werd vastgesteld op basis van een gedragsmatige screening in de kleuterklas. Vroege risicobepaling is namelijk cruciaal om ondersteuning te bieden tijdens de vroege leesontwikkeling, wanneer interventies het meest effectief zijn. Daaruit volgde de tweede doelstelling van dit project, namelijk het onderzoeken of een preventieve training in spelvorm met de focus op vroege leesvaardigheden effect had op de neuroanatomische ontwikkeling. Daarom werd multimodale MRI-data verzameld voor en na een periode van 12 weken bij (1) pre-readers met een risico die gedurende deze periode een specifieke leesinterventie hadden doorlopen op een tablet in spelvorm, (2) pre-readers met een risico die gedurende deze periode een tablet-spel speelden ongerelateerd aan lezen en (3) typisch ontwikkelende kinderen die geen tablet-interventie hadden ontvangen.

Bij aanvang van de studie observeerden we bilaterale verschillen gerelateerd aan het risico op dyslexie in de diffusiekenmerken van leesgerelateerde wittestofbanen, hetgeen wijst op een verminderde organisatie van witte materie bij kinderen met een risico. Bovendien vonden we evidentie dat rechter dorsale regio’s lokaal groter en meer gemyeliniseerd zijn bij kinderen met een risico in vergelijking met de typisch ontwikkelende controlegroep. Deze bevindingen tonen aan dat vroege leesvaardigheidsverschillen verschillen op vlak van vroege leesvaardigheden gereflecteerd worden in structurele hersenmaten, zelfs voor aanvang van het leesonderwijs. Kortom, onze resultaten bevestigen de hypothese dat vroege neurale systemen bijdragen aan de vatbaarheid voor het ontwikkelen van leesproblemen. Tegelijkertijd roepen de bevindingen ook nieuwe vragen op over potentiële beschermende mechanismen in de rechter hersenhelft.

Onze longitudinale analyses onthulden bij de risicokinderen die de leesinterventie doorliepen een training-specifieke toename in de corticale afmetingen van de linker gyrus supramarginalis, een perysilvische regio die vermoedelijk een rol speelt bij de grafeem-foneem koppeling. Daarnaast konden we uit de analyses van de wittestofbanen een globale bilaterale toename in myelinematen vaststellen, hoewel er geen evidentie was voor training-specifieke veranderingen in diffusiematen. Deze bevindingen wijzen erop dat vroege training van grafeem-foneem koppelingen geassocieerd is met zowel lokale plasticiteit van grijze materie die vermoedelijk direct gerelateerd is aan de getrainde vaardigheden, als wijdverspreide veranderingen op microniveau. Aangezien veranderingen in myelinematen en corticale afmetingen voornamelijk onafhankelijk zijn van elkaar, zijn de geobserveerde veranderingen na interventie waarschijnlijk afzonderlijk doch complementair. 

Tot slot stelden we binnen dit onderzoek het doel voorop om de mogelijkheden van myeline-specifieke beeldvorming te evalueren. Door een gedetailleerder zicht te bieden op de relatie tussen witte materie en lezen bij schoolgaande kinderen, wilden we de basis leggen om deze techniek te gebruiken om de plasticiteit van myeline te bestuderen in leesinterventiestudies. In deze studie vonden we een negatieve samenhang tussen lezen en myeline in linker hemisferische dorsale en ventrale wittestofbanen. Deze bevinding weerlegt voorgaande hypotheses die aannamen dat een zwakke myelinisatie aan de basis ligt van dyslexie. Aangezien myeline-specifieke beeldvorming steeds meer gebruikt wordt, kan het waardevol zijn om in toekomstig onderzoek na te gaan hoe myeline bijdraagt aan individuele verschillen in leesvaardigheid, idealiter over verschillende leesniveaus heen. 

Deze dissertatie heeft een bijdrage geleverd aan het begrip van de ontwikkeling van dyslexie en de impact die een preventieve interventie, aangeboden tijdens een cruciale periode voor de leesontwikkeling, kan hebben. Onze bevindingen wijzen erop dat kinderen met een verschillende profiel wat vroege leesvaardigheden betreft van elkaar kunnen onderscheiden worden op basis van vroege neuroanatomische kenmerken, zelfs voor de aanvang van het leesonderwijs. Dit benadrukt het belang van vroege risicobepaling. Onze multimodale MRI-aanpak heeft een genuanceerd beeld mogelijk gemaakt van de structurele veranderingen die plaatsvinden tijdens de vroege leesontwikkeling, zowel lokaal als globaal. Deze training-specifieke plasticiteit lijkt de positieve gedragsveranderingen in leesvaardigheden in de interventiegroep te weerspiegelen, hetgeen bijdraagt aan de bemoedigende evidentie dat digitale spel-gebaseerde tablet applicaties vroege leesvaardigheden kunnen ondersteunen. Toekomstig onderzoek dient zich verder te focussen op hoe vroege anatomie en plasticiteit vorm geven aan de latere leesontwikkeling in risicopopulaties om zo uiteindelijk een brug te vormen tussen de huidige wetenschappelijke evidentie en de praktijk.