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Docteur Dorine VAN DYCK

Qualifications:
Diplôme de Master en Sciences psychologiques, finalité Neuropsychologie et développement cognitif (grande distinction) ; Université Libre de Bruxelles, 2011 – 2016

Années bourse(s):
2017-2018, 2018-2019



Le projet

For a better detection and understanding of the Development Coordination Disorder: refining the diagnosis, investigation of pathophysiology and implementation of a new intervention

Superviseurs du projet

Dr. De Tiège Xavier & Dr Deconinck Nicolas

Laboratoire ou Hôpital la majeure partie du projet se déroule

Laboratoire de cartographie fonctionelle du cerveau, ULB Neuroscience Institue, Faculté de Médecine, Université libre de Bruxelles.


Objectif du projet

Development Coordination Disorder (DCD), although considered frequent in the general population, is still not well recognized by healthcare practitioners (Missiuna et al., 2006) and has historically been less investigated in research than other neurodevelopmental disorders (Bishop, 2010). As the disorder is heterogeneous in its presentation and severity, and frequently associated with other development comorbidities (e.g., Attention Deficit/Hyperactivity Disorder – ADHD), it is now considered as an “umbrella” diagnosis covering several subtypes. A better understanding of the disorder’s multiple clinical profiles and underlying pathophysiological mechanisms should improve diagnosis, management and prognosis (Debrabant et al., 2013). As a first goal of this project, we aim at prospectively refining the diagnosis in a properly followed cohort of DCD patients by systematically assessing cognitive functions and testing new hypotheses regarding the underlying cognitive mechanisms at play, as well as systematically recording comorbidities, impact on everyday life and the quality of life of DCD children. Given the limited data available on brain dysfunctions leading to DCD (for reviews, Gomez & Sirigu, 2015; Peters et al., 2013), the second objective of this work aims at investigating the brain networks at play in DCD compared to age matched typically developing (TD) and ADHD children. The non-invasive magnetoencephalography (MEG) and high-density electroencephalography (hdEEG) techniques recording will be combined with brain MRI for source localization in three subgroups of patients: a group with a pure DCD, a group with ADHD and a third group TD children. To do so, we will take benefit of the first objective of this work to investigate the differences in brain activity during relevant sensorimotor and cognitive tasks as well as functional connectivity during the so-called resting state in the three groups (Khadmaoui et al., 2016). Finally, our last goal is to test the effectiveness of a new method of intervention based on new robot-assisted technologies (Snapp-Childs et al., 2013). We will indeed develop a robot-assisted training program based on force feedback haptic virtual reality device. We expect an improvement of motor performance of children with DCD that will allow them to catch up with age-matched TD children at the end of the intervention.


Résumé en français

Le Trouble d’Acquisition de la Coordination (TAC) ou dyspraxie développementale est un syndrome neurodéveloppemental touchant 5 à 6% des enfants d’âge scolaire (A.P.A., 2013). Ce trouble affecte l’acquisition et l’exécution des habiletés motrices coordonnées impactant directement les tâches de la vie quotidienne ainsi que les activités scolaires, professionnelles et de loisirs. Ces difficultés surviennent par définition en l’absence de trouble ou « lésion » neurologique connus (par exemple l’infirmité motrice cérébrale), de déficit intellectuel, ou de déficit visuel. De plus, ce trouble est fréquemment associé à une ou plusieurs comorbidités du développement neurologique (Blank et al., 2012; Kaplan et al., 1998; pour une revue, Visser, 2003), telles que le Trouble Déficitaire de l’Attention avec ou sans Hyperactivité (TDAH), trouble du spectre autistique, dyslexie développementale, ou encore psychosociales telle que de l’anxiété ou dépression (Campbell & Missiuna, 2012; Missiuna et al., 2014). Néanmoins, le TAC est rarement homogène dans sa présentation. En effet, diverses manifestations cliniques peuvent survenir, comme par exemple de la maladresse, de la lenteur ou un manque de précision, qui peuvent toucher la motricité fine ou globale (A.P.A., 2013 ; Miller et al., 2001). De manière similaire, différents profils de difficultés cognitives sont relevés au sein de cette population. Certains auteurs ont alors cherché à classifier le TAC en différents sous-types afin de mieux rendre compte de la diversité de ses présentations (Vaivre-Douret et al., 2011a,b ; pour une revue, Visser, 2003). Actuellement, il n’existe toutefois pas de consensus concernant les différents sous-groupes du TAC (Macnab et al., 2001). Plusieurs hypothèses ont émergé afin d’expliquer ce trouble. Trois ont particulièrement retenu notre attention : un déficit d’intégration sensorimotrice (Kagerer et al., 2006), un déficit d’apprentissage moteur procédural (Goodgold-Edwards & Cermak, 1990; Farmer et al., 2016) et un déficit de la représentation des mouvements (pour une revue, Gomez & Sirigu, 2015),. Ces dernières impliquent très probablement la maturation ou la connectivité de réseaux neuronaux très particuliers.
À notre connaissance, très peu d’études ont été publiées concernant les données d’imagerie cérébrale disponibles pour ce trouble, même si la réalisation d’une RMN cérébrale standard est généralement considérée comme normale chez ces enfants. Les études menées par IRM fonctionnelle suggèrent l’activation différente, entre les sujets avec TAC et les sujets à développement typique, de régions cérébrales en particulier dans le réseau fronto-pariétal lors de la réalisation de tâches (Kashiwagi et al., 2009; Zwicker et al.,2010, 2011; Debrabant et al., 2013) et dans les régions frontales et sous-corticales lors d’un état de repos (McLeod et al., 2014).
À l’heure actuelle, les interventions obtenant les meilleurs résultats sont celles « orientées vers une tâche spécifique » (Smits-Engelsman et al., 2013), où il s’agit d’apprendre à l’enfant comment réaliser les activités de la vie quotidienne en le mettant en situation. De nouveaux types d’intervention ont été récemment développés notamment une intervention utilisant les techniques « assistées par robotique » (Snapp-Childs et al., 2013). Ces méthodes permettent d’améliorer le contrôle du geste moteur de l’enfant par l’utilisation d’un feedback haptique (renforcement du contrôle sensori moteur) renvoyés à l’enfant et d’ainsi améliorer progressivement sa performance lors de tâches motrices en diminuant progressivement le support apporté par le robot. Les résultats de ces dernières semblent très prometteurs et font de celles-ci une piste pertinente à investiguer.
Cette étude sera divisée en trois « Work Packages » :
- WP1 : redéfinition du spectre clinique du TAC. Ce WP1 va nous permettre de déterminer quels outils sont pertinents dans le diagnostic du TAC et de ses sous-groupes et pouvant ainsi être utilisés dans le cadre de la pratique clinique. 11
La description des comorbidités et facteurs de risques peut permettre la mise en place précoce d’une intervention. De plus, les 3 hypothèses mentionnées précédemment seront évaluées afin de déterminer la plus pertinente.
- WP2 : investigation de la pathophysiologie du trouble par neuroimagerie fonctionnelle. Celui-ci sera étudié en combinant la réalisation de techniques d’IRM cérébrale structurelle et de magnétoencéphalographie et électroencéphalogramme haute-densité (permettant la localisation des activités cérébrales). Dans un premier temps l’enregistrement sera réalisé durant un état dit « de repos » et permettra de déterminer l’architecture cérébrale fonctionnelle des participants et d’identifier les dysfonctions intra ou inter réseaux neuronaux à la base du TAC, en comparaison à
des enfants à DT et avec TDAH. Ensuite, l’hypothèse la plus pertinente déterminée dans le WP1 sera testée lors de cette session afin d’enregistrer l’activité cérébrale et les interactions neuronales qui y sont associées.
- WP3 : intervention basée sur la réalité virtuelle et méthodes haptiques. Nous nous attendons à observer une amélioration de la performance des enfants avec TAC ainsi qu’un maintien dans le temps et une possible généralisation des progrès dans leur vie quotidienne. Concrètement, nous recruterons 50 enfants avec TAC ainsi que 50 enfants à développement typique appariés en âge. Les participants réaliseront une série de tâches neuropsychologiques afin de vérifier la pertinence des sous-groupes trouvés dans la littérature et tester les 3 hypothèses ayant retenu notre attention. Nous utiliserons tout d’abord le M-ABC 2 ainsi que le DCD-Q (version
parents), Nous allons compléter cette évaluation avec des tests évaluant le QI (WISC-IV ; Wechsler et al., 2004), les praxies gestuelles (NP-MOT ; Vaivre-Douret, 2006), l’attention (batterie TAP ; Zimmerman & Fimm, 2004) et inhibition cognitive (Counting Stroop ; Mary et al., 2015) ainsi que les gnosies visuelles (DTVP2 ; Hammill et al., 1993). Ensuite, les tâches utilisées pour évaluer les 3 hypothèses sont :
- Adaptation à une rotation (Urbain et al., 2014) – hypothèse de déficit d’intégration sensorimotrice (Kagerer et al., 2006). Le participant doit déplacer un point sur un écran grâce à la souris jusqu’à un des 8 cercles entourant le point de départ sans être mis au courant de la présence d’une rotation du mouvement.
- Apprentissage d’une séquence motrice (Mary et al., 2016) – hypothèse d’un déficit d’apprentissage moteur. Le participant réalise d’abord un simple mouvement de flexion extension de l’index durant 5 min. Dans la seconde partie, il réalise une séquence motrice de 5 mouvements avec 4 doigts.
- « Visually guided pointing task » (Williams et al., 2013) – hypothèse de déficit d’imagerie mentale. Le participant réalise un mouvement d’un point de départ vers une cible. Dans la deuxième partie, il imagine uniquement le mouvement sans le réaliser.
De plus, différents questionnaires seront à remplir par les parents afin d’obtenir des données concernant les comorbidités, l’impact sur la vie quotidienne de l’enfant et sa qualité de vie, le niveau socio-économique des parents et les facteurs de risques périnataux.
Une séance de 2 heures de magnétoencéphalographie + électroencéphalogramme hautedensité (EEGhd) et IRM structurelle aura ensuite lieu afin d’enregistrer l’activité cérébrale durant un état de repos et durant une tâche évaluant l’hypothèse la plus pertinente, suivant les résultats obtenus dans la partie diagnostique de l’étude. L’activité cérébrale de 20 enfants avec TAC, 20 avec TDAH et 20 à DT sera enregistrée pendant 5 min : les enfants ne devront rien faire à part rester calmes et éveillés ainsi que fixer une croix sur le mur face à eux. Ensuite, une des 3 tâches décrites précédemment sera réalisée dans la MEG / EEGhd. Finalement, 10 enfants avec TAC et 10 enfants à développement typique appariés en âge participeront à un programme d’intervention réparti sur 4 semaines (1 session/semaine ; 12 approximativement 30 min par session). L’intervention consiste en une tâche de motricité fine réalisée par le biais d’un appareil de réalité virtuelle et force haptique (Phantom Omni).
De plus, afin d’évaluer leur performance, les participants réaliseront une tâche de tracé 3D avant l’intervention, ainsi que juste après, 1 mois plus tard et 3 mois plus tard. Ceci permettra d’estimer le maintien de l’apprentissage dans le temps.


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