Onze hersenen verenigen doorgaans moeiteloos wat we zien met wat we horen. Dit kunstje is belangrijk om goed te leren lezen: letters moeten dan namelijk gekoppeld worden aan spraakklanken. Recent neuroimaging-onderzoek bracht aan het licht waar en hoe onze hersenen letters en spraakklanken verenigen. Dit biedt basis voor vervolgonderzoek naar de ontwikkeling van letter-klankkoppelingen tijdens het leren lezen, en of deze anders verloopt bij kinderen met dyslexie.

Onze zintuigen lijken losse apparaten die onafhankelijk van elkaar hun werk doen. We zien met onze ogen, horen met onze oren en ruiken met onze neus. Ook in de hersenen lijkt de verschillende informatie in aparte gebieden verwerkt te worden. Maar uiteindelijk wordt alles wat we registreren toch weer aan elkaar gekoppeld: alleen dán nemen we alles in de omgeving als één kloppend geheel waar.

Stel je maar eens voor: je staat met iemand te praten in een disco. De muziek staat zo hard dat je elkaar nauwelijks kunt verstaan. Toch kan je de ander best goed volgen, zolang je maar naar zijn of haar pratende mond kijkt! Net zoals deze samenkomst van spraak en gezichtsinformatie, verenigen onze hersenen spraak met schrift tijdens het lezen. Maar hoe dit precies werkt is nog nauwelijks onderzocht.

Missing link

Mensen met dyslexie hebben moeite met lezen en spellen, terwijl dat niet ligt aan hun intelligentie. Er zijn vele biologische oorzaken geopperd om dyslexie te verklaren, maar op dit moment wordt een fonologisch tekort als kernprobleem gezien. Kort uitgelegd betekent dit dat dyslectici een neurale afwijking hebben in de verwerking van de klankstructuur van spraak. Direct bewijs voor hoe een fonologisch tekort tot een leesprobleem leidt ontbreekt echter nog. Letter-klankkoppelingen zouden de “missing link” kunnen zijn: door de verstoorde fonologische verwerking is het wellicht moeilijker om letter-klankkoppelingen te leren, en ze vervolgens te gebruiken tijdens lezen.

De vereniging van letters en klanken in de hersenen

Waar en hoe worden letter-klankkoppelingen eigenlijk gelegd in de hersenen? En gaat dit inderdaad mis in dyslexie? De eerste vraag hebben we recentelijk onderzocht met hersenscans (functional magnetic resonance imaging of fMRI, zie onderstaand kader) van goedlezende studenten. Vervolgens gaan we onderzoeken hoe de koppelingen ontwikkelen tijdens leesonderwijs, en of deze afwijkend verloopt in dyslexie.

We lieten onze proefpersonen in de fMRI-scanner zowel kloppende (b.v. letter “a” en klank /a/) als niet-kloppende (letter “e” en klank /a/) letter-klankcombinaties zien en horen, alsook letters en klanken afzonderlijk. Vervolgens konden we vaststellen welke hersengebieden verschillende activiteit vertoonden voor de kloppende en niet-kloppende paren. Daarnaast hebben we ook gezocht naar hersengebieden die actiever waren bij letter-klankparen dan bij de afzonderlijke letters en klanken. Dit wijst namelijk op vereniging: neuronen in zo’n hersengebied reageren sterker op de combinatie dan op de stimuli afzonderlijk. In de onderstaande afbeelding zie je een overzichtje van de betrokken hersengebieden.

We vonden dat een gedeelte van de hersenschors die betrokken is bij de verwerking van spraak en geluid (het planum temporale of PT, zie bovenstaande figuur) hogere activiteit vertoonde voor kloppende dan voor niet-kloppende letter-klankparen. Dit gebied was echter niét actief wanneer de proefpersonen alleen naar letters keken. Terwijl letters dus wél de verwerking van spraakklanken beïnvloedden in de letter-klankcombinaties: kloppende letters leidden tot een verhoogde activiteit, niet-kloppende letters tot een verzwakte activiteit.

Een ander interessant effect vonden we in de superieure temporale sulcus (STS, de hersengroef bovenin de temporaalkwab, zie bovenstaande figuur): deze reageerde sterker op de letter-klankparen dan op de afzonderlijke letters en klanken. In tegenstelling tot het PT was de STS wél actief zowel tijdens het kijken naar letters als tijdens het luisteren naar klanken.

Dit wijst erop dat de STS letters en klanken verenigt. De STS stelt vast of de letter en klank bij elkaar horen of niet, en stuurt deze informatie vervolgens terug naar het PT. Als de letter en de klank bij elkaar horen wordt de verwerking van spraakklanken in het PT versterkt, als ze niet bij elkaar horen wordt de activiteit in het PT juist afgezwakt. In de volgende figuur staan de resultaten samengevat.

Implicaties voor leren lezen en dyslexie

De fMRI patronen die gevonden zijn in de auditieve hersenschors (PT) en STS van goedlezende volwassenen dienen als sjabloon in ons vervolgonderzoek naar leren lezen en dyslexie: we kunnen nu namelijk uitzoeken wanneer de activatiepatronen in de hersenen van schoolgaande kinderen vergelijkbaar worden met die van volwassenen. Dit toont aan op welke leeftijd letter-klankkoppelingen volledig ontwikkeld zijn en welk netwerk van hersengebieden betrokken is in het leerproces.

Op dit moment is het onderzoek naar letter-klankkoppelingen als “missing link” in dyslexie in volle gang. Vertonen dyslectici afwijkende hersenprocessen tijdens letter-klankintegratie? Onze eerste hersenscans lichten vast een tipje van de sluier op: kinderen met dyslexie lijken veel kleinere gebieden in de auditieve hersenschors en de STS te activeren dan goede lezers. Dit wijst erop dat het letter-klankmechanisme inderdaad niet goed ontwikkeld is bij kinderen met dyslexie.