DOOR HANS OP DE BEECK. Een nieuwe Leuvense studie in Science levert evidentie tegen de meest gangbare hypothese in het hersenonderzoek naar dyslexie. De resultaten suggereren dat volwassen personen met dyslexie in staat zijn om een goede voorstelling op te bouwen van klanken, maar dat deze voorstellingen niet voldoende toegankelijk zijn voor andere processen.

Kunnen lezen is van groot belang in onze maatschappij. En niet zomaar lezen. Je moet het snel kunnen, en met gemak. Zo niet, dan verlies je te veel tijd en moeite bij het lezen van teksten. Dat is een grote handicap. Je dreigt achterstand op te lopen in allerhande schoolse activiteiten, niet alleen in de lessen Nederlands. Probeer maar eens geschiedenis te leren als je grote inspanningen moet doen om gewoon de tekst te lezen. En hoe kun je een ingewikkelde logische redenering volgen als je al een deel van de bij iedereen beperkte concentratie nodig hebt om gewoonweg de woorden te lezen? Met dit soort van problemen word je geconfronteerd als je last hebt van dyslexie. Het meest gekend zijn de problemen in de schooltijd, maar een groot deel van deze kinderen hebben ook als volwassene nog veel meer moeite met lezen dan anderen.

Dyslexie in de hersenen: Theorie

Wat is het verschil tussen het brein van iemand met en iemand zonder dyslexie? Een belangrijke hypothese die al decennia als leidraad dient voor onderzoekers, legt de schuld bij de kwaliteit van wat men noemt “fonetische representaties”. Deze hypothese veronderstelt dat de hersenen bij personen met dyslexie niet in staat zijn om een goede voorstelling op te bouwen van verschillende klanken, waardoor er verwarring optreedt tussen gelijkaardige klanken zoals, pakweg, ba en da. Door dit probleem hebben ze ook grote moeite om symbolen te verbinden met deze klanken, en dit leidt dan tot problemen met lezen. In het dyslexie-onderzoek is deze hypothese toonaangevend, maar er zijn alternatieven. Het zou bijvoorbeeld kunnen dat er niets mis is met de voorstelling van klanken in de daarvoor verantwoordelijke hersengebieden, maar dat er daarentegen een slechte verbinding is tussen deze gebieden en andere hersengebieden. Dus ofwel zijn de klankvoorstellingen slecht (hypothese 1), ofwel worden de op zich goede klankvoorstellingen slecht gecommuniceerd naar andere delen van de hersenen (hypothese 2).

Om deze hypotheses van elkaar te onderscheiden, hebben we twee metingen nodig. Ten eerste, een meting van de kwaliteit van klankvoorstellingen in de relevante hersengebieden, en ten tweede, een meting van de verbindingen tussen deze hersengebieden en andere gebieden. Vooral de eerste meting is moeilijk. Hersenscans bij mensen hebben een relatief slechte spatiale resolutie, wat betekent dat we enkel de activiteit van grote groepen van hersencellen kunnen meten. Daardoor kunnen we wel achterhalen welke (grote) hersengebieden actief zijn met welke stimuli en welke taken, maar niet de mate waarin de hersencellen in deze gebieden in staat zijn om een onderscheid te maken tussen klanken als ba en da.

Laat ik even de toevlucht nemen tot een analogie om dit te verduidelijken. Stel dat mijn dochter me ’s avonds opbelt met de huistelefoon om te melden dat ze thuis is van school. Hoe leuk het ook is te weten waar mijn dochter is, daarmee weet ik nog niet of ze thuis haar huiswerk aan het maken is, of eerder een spelletje speelt op een tablet. Als we willen weten of de hersencellen in het brein hun huiswerk doen en goede klankvoorstellingen opbouwen, moeten we dus meer te weten komen dan enkel waar deze hersencellen zijn.

Dyslexie in de hersenen: Nieuwe metingen 

Dat was dan ook het doel van een grote studie die nu verschijnt in het tijdschrift Science. De desbetreffende studie werd getrokken door dr. Bart Boets van KU Leuven, en omvat een grote groep onderzoekers van Leuven, waaronder naast mezelf ook verschillende leden van het dyslexie-consortium van Leuven (Pol Ghesquière, Jan Wouters, Maaike Vandermosten), de dienst radiologie (Stefan Sunaert), en enkele brain-drain-illustrerende ex-Leuvenaars die nu in Oxford werken. Vijvenveertig jonge volwassenen, waarvan de helft met dyslexie, werden gescand in een MRI scanner terwijl ze luisterden naar klanken zoals ba en da.

Het meest innovatieve aspect van deze studie is dat we een methode gebruikten die ons toelaat om te meten in welke mate de hersenactiviteit verschillend is tussen gelijkaardige klanken. Hiervoor analyseerden we de hersenactiviteit tijdens zulke klanken met wat we noemen “multivariate brein-decodering” (een eenvoudige variant van wat ik in mijn vorige blogpost besprak). We vonden dat elke klank geassocieerd is met een uniek patroon van activatie, een beetje zoals een neurale vingerafdruk. ‘ba’ heeft een andere neurale vingerafdruk dan ‘da’. Deze klank-specifieke vingerafdrukken waren aanwezig in beide groepen van deelnemers, met zowel als zonder dyslexie. Enigszins tot onze verrassing waren de neurale vingerafdrukken van gelijkaardige klanken even verschillend van elkaar bij personen met dyslexie als bij personen zonder dyslexie. We vonden dus geen aanwijzing dat de klankvoorstellingen van personen met dyslexie minder goed zouden zijn op het niveau van de hersenen. Van de twee voorgestelde hypotheses wordt de eerste en meest gezaghebbende hypothese tegengesproken door dit resultaat. De hersengebieden die de klankvoorstellingen bevatten doen hun huiswerk.

3D-beeld van de hersenen van een dyslectische volwassenen uit de studie. Afbeelding: KU Leuven

Zouden deze op zich goede klankvoorstellingen dan slecht gecommuniceerd worden naar andere delen van de hersenen (hypothese 2)? Als dit zo is, dan zouden we dit moeten kunnen detecteren door de sterkte van de verbindingen tussen hersengebieden te meten. En inderdaad, in dezelfde dataset vonden we in de dyslexie-group een zwakkere connectie tussen de gebieden met de klankvoorstellingen en andere gebieden. Dit is een bevestiging van eerder en lopend onderzoek in Leuven in het ‘dysco’ dyslexie-consortium rond de professoren Ghesquière en Wouters. Samengevat, deze nieuwe studie levert duidelijke evidentie voor de hypothese dat volwassen personen met dyslexie in staat zijn om een goede voorstelling op te bouwen van klanken, maar dat deze voorstellingen niet voldoende toegankelijk zijn voor andere processen.

Dyslexie in de hersenen: Implicaties 

Natuurlijk zijn er nog vele vragen die onbeantwoord blijven. Bijvoorbeeld, het onderzoek werd uitgevoerd bij volwassenen met dyslexie, en het is niet zeker dat deze resultaten ook opgaan voor kinderen. Dit wordt momenteel onderzocht, al is het niet evident. Een zesjarige steek je niet zomaar in een MRI-scanner met de vraag eventjes een half uur doodstil te liggen. Laat staan een uur, wat eigenlijk de tijd is die we minimaal denken nodig te hebben om de genoemde neurale vingerafdrukken van klanken te kunnen meten.

Bovendien is het nog onduidelijk in welke mate deze wetenschappelijke stap voorwaarts op termijn ook zal leiden tot verbeteringen bij de begeleiding, coaching, en training van personen met dyslexie. Het is zeker niet nodig om alle bestaande programma’s overboord te gooien. Integendeel. De meeste benaderingen werken namelijk zowel op het verbeteren van klankvoorstellingen als op het bevorderen van het verbinden van klanken met visuele lettervormen. We kunnen dus verwachten dat deze programma’s effectief zijn los van welke theoretische hypothese de juiste is. Maar hopelijk is het wel mogelijk om de efficiëntie van de interventies nog te verhogen. De eerste auteur van onze studie, Bart Boets, is zelfs een believer in de mogelijkheid dat we dit nog extra zouden kunnen helpen door middel van methodes om de hersenen en hun verbindingen rechtstreeks te stimuleren met technieken zoals transcraniale magnetische stimulatie. We zullen zien.

Ondertussen heeft de PR-machine van Science zich volledig op gang getrokken, inclusief een persconferentie aan de KU Leuven. En dat werkt, te meten aan de vele journalisten aan de lijn bij de eerste auteur, en bij mezelf en anderen als zijn telefoon bezet is. De korte-termijn impact van de studie is gegarandeerd. Maar de persaandacht zal snel weg zijn. Wat telt voor ons als wetenschappers, is de impact op langere termijn op ons begrip van wat dyslexie is en onze mogelijkheden om er iets aan te doen. Hiervoor zal verder onderzoek en wetenschappelijke discussie nodig zijn, en dat neemt zijn tijd, tot lang nadat de camera’s verdwenen zijn op zoek naar de volgende newsbite.  Het echte werk gebeurt ver weg van de schijnwerpers. Back to work!