Als er over dyslexie gesproken wordt, is het eerste waaraan we denken: lees- en spellingsmoeilijkheden. Maar wat veroorzaakt die moeilijkheden precies? Daarvoor moeten we kijken naar het waarnemen van klanken, of meer specifiek fonemen.
Fonemen zijn de klanken waaruit taal is opgebouwd bijvoorbeeld: /d/, /p/, /oe/, /ui/ enzovoort. Die klanken herkennen is cruciaal om ze correct neer te schrijven. Verschillende gedragsmatige taakjes tonen aan dat mensen met dyslexie moeilijker spelen met klanken [1], [2], [3]. Maar hoe komt dit? Liggen de hersenen aan de basis van dit probleem?
Hoe reageren onze hersenen op spraakklanken?
Wanneer geluid onze oren bereikt, wordt het geluid omgezet in een elektrisch signaal. Dit signaal wordt naar onze hersenen gestuurd om daar verder verwerkt te worden. Wanneer onze hersenen het geluid verwerken, vinden we in de hersensignalen bepaalde karakteristieken van dat geluid terug, bijvoorbeeld de 'spraak omhullende'. De spraak omhullende kan je omschrijven als het denkbeeldig jasje om het geluid heen en het vertelt ons hoe het geluid verandert in de tijd.
De spraak omhullende staat vaak centraal in het onderzoek naar hoe onze hersenen spraak verwerken want de spraak omhullende draagt belangrijke karakteristieken om de spraak te kunnen verstaan. Wanneer je bijvoorbeeld enkel de spraak omhullende behoudt, kan een getraind oor nog steeds begrijpen wat er werd gezegd. Een framentje hiervan hoor je ook in de podcast!
Omdat onze hersenen reageren op verschillende aspecten van de spraak omhullende, focust professor Jan Wouters op specifieke aspecten van deze omhullende: de modulatiefrequentie (de dominante frequenties in het spraaksignaal) en de stijgtijd (de tijd dat het signaal nodig heeft om een hoge waarde te bereiken). Door de hersensignalen te bestuderen op deze speciaal ontwikkelde geluidjes die variëren in modulatiefrequentie en stijgtijd, kunnen we meer inzicht krijgen in hoe de hersenen reageren op verschillende aspecten van spraakklanken.
Om de hersenreacties op spraak te meten, gebruiken ze in het onderzoek van professor Jan Wouters elektro-encefalografie (EEG). EEG meet de elektrische activiteit van onze hersenen en is een uitstekende manier om de hersenreacties op spraak te bestuderen, want EEG heeft een hoge temporele resolutie. Het kan dus heel snel veranderende signalen opmeten. Dit is nodig want spraak varieert snel, dus de hersenenreacties op spraak zullen vermoedelijk ook heel snel veranderen. Om EEG op te meten krijg je een speciaal kapje op met elektrodes die de kleine elektrische signaaltjes van onze hersenen opmeten.
Hoe verschillen de hersensignalen op geluidjes bij mensen mét en zonder dyslexie?
In het onderzoek van professor Jan Wouters, worden de hersensignalen bestudeerd op geluiden met verschillende modulatiefrequenties en geluidjes met een verschillende stijgtijd. Dit bij mensen mét en zonder dyslexie! Zo merken ze op dat de hersensignalen op deze geluidjes effectief anders zijn bij mensen met dyslexie [4], [5], [6], [7].
Hoezeer de hersensignalen anders zijn, is geen gemakkelijke vraag. Voor bepaalde geluidjes zien de onderzoekers dat de hersenen van mensen met dyslexie een overactivatie tonen terwijl andere geluidjes dan weer minder hersenactivatie uitlokken. Vermoedelijk is er ook nog een interactie met de stijgtijd van dat specifieke geluidje [5]. Allemaal zeer complex dus! Door deze complexe interacties tussen hoe het geluidje is gevormd en de gemeten hersenrespons, is het niet gemakkelijk te interpreteren hoe de hersenen van mensen met dyslexie precies anders zijn.
De hersensignalen op speciaal ontwikkelde geluidjes zijn dus anders bij mensen met dyslexie in vergelijking met mensen zonder dyslexie. Omdat de hersenen al anders reageren op deze speciaal ontwikkelde geluidjes, kunnen we stellen dat de verwerkingsprocessen van geluid anders verlopen bij mensen met dyslexie. Dit kan een mogelijke verklaring zijn waarom we, bij gedragsmatige taakjes, zien dat mensen met dyslexie moeilijker kunnen spelen met klanken zoals bijvoorbeeld rijmen of het herhalen van nepwoorden.
Kunnen we hier iets aan doen?
Wanneer we testen hoe goed iemand spraak verstaat met achtergrondruis, zien we dat mensen met dyslexie de spraak minder goed verstaan dan mensen zonder dyslexie. Dit verschil is klein maar consistent. Door bepaalde aspecten van de spraak omhullende te manipuleren, merkten professor Jan Wouter en collega’s op dat zo’n manipulatie mensen met dyslexie helpt om beter spraak te kunnen waarnemen. Door de natuurlijke cadans in spraak te accentueren, konden mensen met dyslexie onmiddellijk even goed scoren dan mensen zonder dyslexie [8].
Dit is breinbrekend! Door de spraakklanken lichtjes te manipuleren, kunnen mensen met dyslexie beter spraak verstaan. Praktisch zou je dit kunnen doen door een gehoorapparaatje te dragen, niet om de spraak te versterken maar de spraak lichtjes te manipuleren. Idealiter, als een tijdelijke interventie op zeer jonge leeftijd, wanneer de hersenen nog zeer gevoelig zijn aan klanken zodat de hersenen getraind worden in het beter herkennen van de natuurlijke spraak-cadans. Zou zou op latere leeftijd het gehoorapparaatje achterwege kunnen blijven. Natuurlijk is dit niet dé oplossing voor dyslexie, maar misschien is het wel een stap in de richting zijn om ernst van dyslexie te verminderen.
Deze blogpost wordt samen gepubliceerd met een aflevering van de podcast 'Dyslexie vanuit breinbrekend onderzoek'.
[1] J. C. Ziegler, C. Pech-Georgel, F. George, and C. Lorenzi, “PAPER Speech-perception-in-noise deficits in dyslexia,” Dev Sci, vol. 12, pp. 732–745, 2009, doi: 10.1111/j.1467-7687.2009.00817.x.
[2] S. Vanvooren, H. Poelmans, A. De Vos, P. Ghesquière, and J. Wouters, “Do prereaders’ auditory processing and speech perception predict later literacy?,” 2017, doi: 10.1016/j.ridd.2017.09.005.
[3] B. Boets, M. Vandermosten, H. Poelmans, H. Luts, J. Wouters, and P. Ghesquière, “Preschool impairments in auditory processing and speech perception uniquely predict future reading problems,” Res Dev Disabil, vol. 32, no. 2, pp. 560–570, Mar. 2011, doi: 10.1016/j.ridd.2010.12.020.
[4] R. Granados Barbero, P. Ghesquière, and J. Wouters, “Development of Atypical Reading at Ages 5 to 9 Years and Processing of Speech Envelope Modulations in the Brain,” Front Comput Neurosci, vol. 16, Jun. 2022, doi: 10.3389/FNCOM.2022.894578/FULL.
[5] T. Van Hirtum, P. Ghesqui, and J. Wouters, “Atypical neural processing of rise time by adults with dyslexia,” 2018, doi: 10.1016/j.cortex.2018.12.006.
[6] A. De Vos, S. Vanvooren, J. Vanderauwera, P. Ghesquière, and J. Wouters, “Atypical neural synchronization to speech envelope modulations in dyslexia,” 2016, doi: 10.1016/j.bandl.2016.10.002.
[7] H. Poelmans, H. Luts, M. Vandermosten, B. Boets, P. Ghesquière, and J. Wouters, “Auditory steady state cortical responses indicate deviant phonemic-rate processing in adults with dyslexia,” Ear Hear, vol. 33, no. 1, pp. 134–143, Jan. 2012, doi: 10.1097/AUD.0B013E31822C26B9.
[8] T. Van Hirtum, A. Moncada-Torres, P. Ghesquière, and J. Wouters, “Speech envelope enhancement instantaneously effaces atypical speech perception in dyslexia,” Ear Hear, vol. 40, no. 5, pp. 1242–1252, 2019, doi: 10.1097/AUD.0000000000000706.
