La surdité génère une maladie du connectome (Kral et al., 2016), qui impacte la perception sonore et le développement du langage, l'attention et les fonctions exécutives telles que la mémoire de travail. Des études précédentes ont illustré l'impact de la surdité et de la réhabilitation cochléaire sur le fonctionnement exécutif (Kronenberger et al., 2013). Cette surdité engendre une réorganisation corticale (Lee et al., 2001, Strelnikov 2015). Cependant, l'activation corticale chez les enfants sourds avant et après l'implant cochléaire reste peu connue.
L'objectif de l’étude est de comparer les capacités de mémoire de travail des enfants sourds congénitaux (SC) avant et après implantation cochléaire (IC) à celles des enfants entendants (NE) sur 12 mois, et d’étudier les réactions comportementales et l'activité corticale en réponse aux stimuli visuels et auditifs avant et après IC. 16 enfants NE français âgés de 12 à 29 mois ont été inclus aux côtés de 14 enfants sourds congénitaux monolingues sans déficits visuels ou neurologiques ayant bénéficiés d'un IC entre 10 et 26 mois.
Il s'agit d'une étude longitudinale du développement comportemental, cognitif et cortical des enfants sourds avant et après l'activation de l'implant cochléaire à 3, 6 et 12 mois après l'IC. Tous les enfants (NE et SC) ont participé à chaque visite à deux ou trois tâches selon leur acceptation de la fNIRS. La première tâche visait à évaluer la mémoire de travail visuo-spatiale en utilisant la tâche AnotB (Diamond, 1985) avec un délai fixe de 10 secondes et 10 essais (Espy et al., 2000). La deuxième, était un paradigme comportemental, nommé pièce sensorielle, évaluant et codant la perception comportementale des sons environnementaux et des stimuli visuels (avec ou sans fNIRS selon l'acceptation de l'enfant). La tâche finale était une tâche de perception purement passive en fNIRS pour mesurer les réactions corticales aux stimuli visuels, auditifs et visuo-auditifs environnementaux.
Les SC avant l'IC présentent un maintien en mémoire significativement plus faible que les NE sans effet d'âge versus un effet d'âge significatif R2= 0,39 chez les NE. Nos résultats montrent un impact significatif de l'IC sur les scores de mémoire de travail puisque à 12 mois post-IC, les SC ont des performances similaires aux NE. Les SC n'ont aucune perception auditive avant l'IC avec des réactions comportementales divergentes par rapport aux NE sur les stimuli visuels (plus de pointage, de mouvement et peu de verbalisation). À 12 mois post-IC, les perceptions auditives sont similaires à celles des NE tandis que les réactions comportementales continuent de différer, les patients implantés utilisant davantage le pointage et moins de regard en réponse aux stimuli auditifs. De plus, une corrélation positive significative a été trouvée entre le gain auditif et le gain en mémoire de travail à 6 et 12 mois post-IC.
En fNIRS, des changements développementaux dans l'activité corticale des lobes temporaux et du cortex occipital sont observés chez les NE en réponse aux stimuli. Chez les SC, aucune activation auditive n'est observée pré-IC dans le lobe temporal avec une activation occipitale accrue pour les stimuli visuels.
En conclusion, la surdité induit une réorganisation corticale, comme le montrent nos données fNIRS avant l'IC, impactant la mémoire de travail. Après 12 mois d'implantation cochléaire, les enfants sourds ont des performances de mémoire de travail similaires à celles des témoins avec une forte corrélation significative entre la gain perceptif et le gain mnésique exemplifiant le lien entre perception et mémoire de travail. |
Deafness generates a connectome disease (Kral et al., 2016), impacting on sound perception and the development of language, attention, and executive functions such as working memory. Previous studies have illustrated the impact of deafness and cochlear rehabilitation on executive functioning (Kronenberger et al., 2013). This deafness leads to cortical reorganization (Lee et al., 2001, Strelnikov 2015). However, cortical activation in deaf children before and after cochlear implantation remains poorly understood.
The objective of the study is to compare the working memory abilities of congenitally deaf children (DC) before and after cochlear implantation (CI) with those of hearing children (HC) over 12 months, and to study behavioral reactions and cortical activity in response to visual and auditory stimuli before and after CI. Sixteen hearing French children aged 12 to 29 months were included alongside 14 monolingual congenitally deaf children without visual or neurological deficits who received a CI between 10 and 26 months.
This is a longitudinal study of the behavioral, cognitive, and cortical development of deaf children before and after cochlear implant activation at 3, 6, and 12 months post-CI. All children (HC and DC) participated in each visit in two or three tasks depending on their acceptance of fNIRS. The first task aimed to assess visuo-spatial working memory using the A not B task (Diamond, 1985) with a fixed delay of 10 seconds and 10 trials (Espy et al., 2000). The second was a behavioral paradigm, named sensory room, assessing and coding the behavioral perception of environmental sounds and visual stimuli (with or without fNIRS depending on the child's acceptance). The final task was a purely passive perception task in fNIRS to measure cortical reactions to visual, auditory, and audio-visual environmental stimuli.
DC before CI show significantly lower memory retention than HC with no age effect versus a significant age effect R2= 0.39 in HC. Our results show a significant impact of CI on working memory scores since at 12 months post-CI, DC have similar performance to HC. DC have no auditory perception before CI with divergent behavioral reactions compared to HC to visual stimuli (more pointing, movement, and little verbalization). At 12 months post-CI, auditory perceptions were similar to HC while behavioral reactions continue to differ, with implanted patients using more pointing and less looking in response to auditory stimuli. Additionally, a significant positive correlation was found between auditory gain and working memory gain at 6 and 12 months post-CI.
In fNIRS, developmental changes in cortical activity in the temporal lobes and occipital cortex are observed in HC in response to stimuli. In DC, no auditory activation is observed pre-CI in the temporal lobe with increased occipital activation for visual stimuli.
In conclusion, deafness induces cortical reorganization, as shown by our fNIRS data before CI, impacting working memory. After 12 months of cochlear implantation, deaf children have similar working memory performance to controls with a strong significant correlation between perceptual gain and memory gain exemplifying the link between perception and working memory. |