Spiegelfouten voorkomen tijdens de leesverwerving

Schrijven kan worden beschouwd als een van de grootste uitvindingen van de Homo Sapiens, waardoor mensen in staat zijn "hun gedachten te communiceren" via visuele ondersteuning (d.w.z. schrijven & lezen). Wanneer kinderen leren lezen en schrijven, ondervinden ze heel vaak specifieke visuele moeilijkheden met letters: spiegelbeeldverwarring (bv. b=d). In het verleden werd deze spiegelbeeldverwarring beschouwd als een teken van dyslexie (leesmoeilijkheid). Spiegelbeeldverwarring voor letters doet zich eigenlijk voor als een natuurlijk gevolg van een diepgeworteld visueel mechanisme in ons visuele systeem: het spiegelbeeldinvariantie-mechanisme. Dit mechanisme is nuttig voor de herkenning van gezichten, objecten en plaatsen, zowel vanuit het linker- als het rechter oogpunt. Dit is waarschijnlijk de reden waarom het ook werd geselecteerd door de evolutie bij andere primaten, katten, duiven, en zelfs in de visuele systemen van inktvissen. De letters hebben echter één enkele oriëntatie en mogen niet worden gespiegeld. Verder bevat het Latijnse alfabet zelfs letters die elkaars spiegelbeeld zijn (b vs. d, p vs. q). Spiegelbeelddiscriminatie voor letters moet bijgevolg aangeleerd worden om letters snel te herkennen en dus vlot te lezen. Een dergelijk specifiek leerproces wordt traditioneel niet op school aangeleerd en de juiste oriëntatie van letters wordt mettertijd slechts met mondjesmaat aangeleerd.

We hebben eerder al het verband aangetoond tussen spiegelbeelddiscriminatie voor letters en vlot lezen: spiegelbeelddiscriminatie voor letters treedt sneller op bij mensen die beter lezen. We hebben ook aangetoond dat een hersengebied gespecialiseerd in het visueel herkennen van letters bij vaardige lezers spontane spiegelbeelddiscriminatie voor letters vertoont maar spiegelbeeldinvariantie voor beelden bij diezelfde lezers over het algemeen in stand wordt gehouden. Dit effect van geletterdheid inzake spiegelbeelddiscriminatie piekt in een vroeg stadium van de hersenreacties (< 150 milliseconden), wat doet vermoeden dat spiegelbeelddiscriminatie wordt verworven door veel te lezen. Vervolgens vooronderstelden we hypothetische neurale en cognitieve mechanismen van hoe geletterdheidsverwerving spiegelbeeldinvariantie voor letters onderdrukt.

In ons nieuwe onderzoek* hebben we een 'reverse engineering' uitgevoerd van deze relatie tussen leesvaardigheid en spiegelbeelddiscriminatie. We gaven leerlingen uit de eerste graad die leren lezen specifieke doelgerichte training om spiegelbeeldverwarring voor letters aan te pakken. De training was gebaseerd op ons hypothetische mechanisme: 'multisystem mappings', d.w.z. mappings van de letterrepresentatie doorheen sensomotorische systemen. Om de training kort te houden (7,5 uur in totaal, verspreid over 3 weken), hebben we er een fysiologische leerversterker aan gekoppeld: post-training slaapconsolidatie. We stelden vast dat spiegelbeelddiscriminatie voor letters massaal werd aangeleerd en dat een kritische rol was weggelegd voor slaapconsolidatie in de omvang, het automatisme en de lange duur van dit specifieke leerproces. Belangrijker nog is dat het goed geconsolideerd aanleren van spiegelbeelddiscriminatie voor letters het leesvaardigheidspotentieel van kinderen een zodanige boost geeft dat ze nu twee keer zo snel kunnen lezen als hun leeftijdsgenoten.

Nu wil ik de exacte mechanismen, kritische factoren en de neurale basis van dergelijk specifiek leerproces beter begrijpen, onder meer via geavanceerde niet-invasieve neurobeeldvormingstechnieken en protocollen, waaronder die welke ik ontwikkelde met Prof. Hans Op de Beeck en Prof. Bart Boets tijdens mijn door het FWO gefinancierd postdoctoraal onderzoek aan de KU Leuven. Ik wil ook testen of dyslectici baat kunnen hebben bij een dergelijke training, omdat ze vaak langer dan normaal last hebben van spiegelbeeldverwarring. Gezien de coronacrises zijn we genoodzaakt ons onderzoeksprogramma op school tijdelijk te onderbreken. Maar we hebben ons aangepast en zijn nu aan het testen of we de training op een efficiënte manier online kunnen laten doorgaan met lessen rechtstreeks gericht tot kinderen bij hun ouders thuis.

*gebaseerd op volgende paper:

“Selective inhibition of mirror invariance for letters consolidated by sleep doubles reading fluency" accepted for publication in Current Biology.