ESPLORANDO LO SPAZIO: L'orientamento Automatico dell'Attenzione nella Dislessia Evolutiva, nella Discalculia Evolutiva e nel Disturbo Visuo-Spaziale

In order to investigate the possible role of spatial attention in reading acquisition, arithmetic and visuo-spatial abilities, we studied the time course of attentional orienting in three different clinical populations: children with Developmental Dyslexia (DD), children with Developmental Dyscalculia (DCD) and children with Visual-Spatial Disorder (VSD). Reading is a complex cognitive process, which requires adequate auditory-phonological and visual-perceptual skills, both possibly mediated by spatial attention. We hypothesized that a spatial attentional deficit might hinder the normal development of reading acquisition through the disruption of rapid serial parsing of visual-perceptual grapheme in the letters string (i.e., graphemic segregation), an essential prerequisite to phonological decoding. Moreover, an impairment in auditory spatial attention could disrupt the segmentation of speech sound, necessary for grapheme-to-phoneme mapping. Our results indicate that a delay in orienting of multisensory spatial attention (visual and auditory) was present only in poor nonword reading children (Experiment 1). The structure of mental number line (MNL) suggests the existence of link between numeric and spatial cognition, link confirmed by several empirical studies. Within MNL, numeric representations are organized on a line, spatially oriented from left to right. Our hypothesis is that children with DCD, characterized by a disorder in representation of numerical magnitude (numerical acuity, Experiment 2), have a concurrent visuo-spatial attention deficit. Spatial attention is directly involved in MNL exploration and manipulation, thus might play a key role in numerical abilities. Results point out that only children with an impaired performance in the MNL (i.e., numbers insertion task) shown a specific sluggish orienting of spatial attention. Driven from these results, we studied the time course of spatial attention in children with DD and/or DCD (double dissociation, Experiment 4). We divided the sample, using a 2x2 classification, between children proficient/impaired in nonwords reading task (i.e., phonological decoding ability) and children proficient/impaired in numbers insertion task (i.e., MNL exploration and manipulation). Results indicated that both the group with only nonwords reading difficulties and the group with only numbers insertion task difficulties as well as the group with double deficit have a sluggish automatic orienting of spatial attention. Thus, it is advisable to rely on a multi-factorial model of DD and DCD phenotype, taking into account both attentional and phonological impairments in DD phenotype, while considering both attentional and visuo-costruttive impairments in DCD phenotype. Finally, we investigated the relationship between visual-spatial and numerical cognition in children with VSD, to test our multi-factorial hypothesis in a different neurodevelopmental disorder. Thus, we measured the time course of spatial attention in children with VSD (Experiment 6). According to our multi-factorial hypothesis, orienting of spatial attention, involved in LNM exploration and manipulation, could be compromised in children with VSD. By using a preliminary Experimen (Experiment 5), we shown that children with DVS impaired in numbers insertion task have a deficit in immediate perception of small quantities. Furthermore, only children with VSD impaired in numbers insertion task show an abnormal cueing facilitation effect at long SOA (when the control groups show an inhibition of return effect), suggesting an attentional disengagement deficit in VSD. Thus we sustain the necessity to refer to a multi-factorial model for the DVS, taking into account attentional disengagement deficit - that could produce a fragmented global representation and over-attention to details – and visuo-costruttive difficulties. Keywords: Developmental dyslexia, Developmental dyscalculia, Developmental Visuo-spatial disorder, Spatial attention.

In questo lavoro sono state esaminate diverse popolazioni cliniche, Dislessia Evolutiva (DE), Discalculia Evolutiva (DCE) e Disturbo Visuo-spaziale (DVS) al fine di indagare il ruolo dell’orientamento dell’attenzione spaziale nello sviluppo delle competenze di lettura, calcolo e visuo-spaziali. La lettura è un processo cognitivo complesso che per svilupparsi in modo adeguato necessita sia di buone abilità uditive-fonologiche sia di adeguate abilità visuo-percettive, che sembrerebbero mediate dall’attenzione spaziale. La nostra ipotesi è che un disturbo dell’attenzione spaziale visiva possa ostacolare il normale sviluppo dell’apprendimento della lettura, disturbando selettivamente il rapido meccanismo di isolamento visuo-percettivo del grafema all’interno di una stringa di lettere (i.e., segregazione grafemica, SG), cruciale prerequisito per una efficiente decodifica fonologica. Inoltre un disturbo dell’attenzione spaziale uditiva potrebbe disturbare selettivamente la segmentazione dei suoni linguistici, necessaria per il mappaggio dei fonemi da associare ai grafemi. I risultati indicano un selettivo ritardo nell’orientamento dell’attenzione spaziale sia visiva che uditiva nei soli bambini con difficoltà nella lettura di nonparole, sia rispetto ai controlli pareggiati per età che per età di lettura (Esperimento 1). Diversi studi hanno confermato il collegamento fra cognizione spaziale e cognizione numerica, dimostrando l'esistenza della linea numerica mentale (LNM), intesa come rappresentazione mentale dei numeri, spazialmente orientata da sinistra a destra. La nostra ipotesi è che in bambini con DCE, che mostrano uno specifico disturbo nella rappresentazione delle grandezza numeriche (acuità numerica, Esperimento 2), l’attenzione spaziale visiva possa essere direttamente coinvolta nella esplorazione della LNM e che quindi abbia un ruolo cruciale nelle abilità numeriche mediate dall’uso della LNM. I risultati del nostro Esperimento 3 indicano un selettivo ritardo nell’orientamento dell’attenzione spaziale nei soli bambini con caduta in un compito di inserzione di numeri (che richiede l’accesso alla LNM), rispetto ai controlli ed ai bambini DCE senza caduta nelle Inserzioni. A partire da questi risultati ci siamo chiesti quale fosse il funzionamento dell’attenzione spaziale in bambini con DE e/o DCE (Esperimento 4). Abbiamo quindi diviso il campione a partire dalla caduta nella lettura di non parole e/o nel compito delle Inserzioni. I risultati confermano un ritardo nell’orientamento automatico dell’attenzione nel gruppo con difficoltà nella decodifica fonologica, nel gruppo con difficoltà nell’utilizzo della LNM e nel gruppo con doppio deficit. Abbiamo quindi introdotto la necessità di riferirsi a un modello multi-componenziale per l’espressione della DE e della DCE, che tenga conto sia del lento orientamento dell’attenzione che delle difficoltà nella consapevolezza fonologica nella DE (operazionalizzata come un deficit specifico della decodifica fonologica) e che tenga conto sia del lento orientamento dell’attenzione che delle difficoltà visuocostruttive nella DCE (operazionalizzata come un deficit dell’utilizzo della LNM). Infine, è stata indagata la stretta relazione esistente tra cognizione visuo-spaziale e cognizione numerica misurando l’attenzione spaziale nei bambini con DVS, che presentano difficoltà sia di natura visuo-spaziale che aritmetiche (Esperimento 5). Secondo la nostra ipotesi, l’orientamento dell’attenzione spaziale visiva, che è risultato essere coinvolto nei processi di esplorazione della LNM in una popolazione di bambini con DCE, potrebbe essere deficitario anche in questa popolazione. Un esperimento preliminare ha chiaramente dimostrato che solo i bambini con DVS con caduta nel compito delle inserzioni presentano un disturbo nella percezione immediata di piccole numerosità, infatti riconoscono numerosità di soli 3 item, mentre i controlli arrivano a 6 item, avvalorando le relazione tra elaborazione visuo-spaziale e rappresentazione di grandezze numeriche. Inoltre solo i bambini con DVS con un disturbo nell’uso della LNM mostrano un effetto di facilitazione dell’indizio anche per SOA lunghi, suggerendo un’iperfocalizzazione nell’emicampo visivo in cui è comparso l’indizio, ovvero un deficit di disancoraggio dell’attenzione visiva. Confermiamo quindi la necessità di riferirsi a un modello multi-componenziale anche per l’espressione del DVS, che tenga conto sia dell’iperfocalizzazione attentiva che delle difficoltà visuo-costruttive e di rappresentazione globale delle immagini (iperattenzione ai dettagli). Parole chiave: DE, DCE, DVS, attenzione spaziale