Oculomotor pattern alteration in patients suffering from developmental dyslexia

Le alterazioni dell'oculomotricità nei pazienti affetti da dislessia evolutiva

 

Laura Sciandra, Carlo Aleci, Carla Bredariol, Mario Musso, R. Rigardetto, and Federico Maria Grignolo.

 

Presented at the XXX Meeting of the Northwestern Ophthalmological Society, September, 30- October 1, 2005.

 

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Introduction: the etiology of developmental dyslexia is still poorly understood, so that visual rehabilitation strategies advanced so far are questionable.  A wide strand of research found dyslexics to suffer from abnormal oculomotor pattern. Even if the cause and characteristics of such alteration are matter of debate,   It has been suggested that  the abnormal oculomotor pattern can account for part of the reading disability. However, despite the alleged causal role of the oculomotor alteration, the abnormal saccadic pattern in dyslexics could be just a consequence of their difficulty to visually process the sequence of syllables. Indeed, in previous studies we showed than many dyslexics suffer from abnormal spatial relationship perception, so that they tend to perceive visual space as contracted along the horizontal axis and “stretched” along the vertical (we have  referred to this condition as to “vertical anisotropy”). In order to better understand whether abnormal spatial relationship perception of dyslexics can account for their impaired ocular movements during the lexical task, in the present survey the saccadic pattern when reading has been evaluated in a group of disabled readers before and after widening the extent of the sentences . In case  the oculomotor alteration of dyslexics were due to illusory “shrinking” of the visual space, we expect  the widening of the text space to be able to normalize their saccadic pattern by compensating for such perceptual alteration. Methods: 15 dyslexic children (age 6-12) have been recruited from the Department of Neuropsychiatry, University of Turin. Patients were presented with a series of sentences obtained from the MNRead optotype. The assessment of the oculomotor pattern in the dyslexic sample  has been performed by means of video-oculography in ordinary conditions and after widening of the spatial extent of each sentence along the horizontal axis.  As reported, the rationale for this manipulation was to counterbalance the vertical anisotropy we have previously reported in a proportion of dyslexics. The saccadic pattern recorded in the disabled readers has been compared to the outcome from a group of normal age- and instruction-matched readers. Results: in dyslexics the saccadic pattern showed abnormally wide backward saccades in ordinary reading conditions. Such saccadic dysmetria tended to fade with  the horizontal “stretching” of the sentences. In turn,  backward saccades of normal readers were normal in ordinary conditions and turned dysmetric as the spatial relations of the sentence were thrown off balance along the horizontal direction. Conclusion: the obtained results lead to believe the abnormal saccadic pattern in dyslexics is the consequence of abnormal perception of the visual space, rather than being the causal factor for their reading impairment. 

 

Introduzione: si possiedono ancora poche certezze circa le cause della dislessia evolutiva, cosicchè le strategie riabilitative di tipo visivo proposte fino ad oggi appaiono discutibili. Una consolidata linea di ricerca ha riscontrato nel dislessico la presenza di un anomalo pattern oculomotorio. Sebbene le cause e le caratteristiche di questa alterazione non siano affatto chiare, è stato ipotizzato che l’anomalo assetto saccadico sia corresponsabile della disabilità lessicale. Eppure l’alterazione saccadica piuttosto che avere un ruolo causale nel determinare la difficoltà di lettura potrebbe dipendere dalla difficoltà nella processione visiva sequenziale delle sillabe. In precedenti indagini abbiamo documentato in molti dislessici un’anomala percezione dei rapporti spaziali, cosicchè lo spazio visivo tende ad essere percepito dai pazienti illusoriamente contratto lungo l’asse orizzontale e “stirato” lungo quello verticale ( abbiamo definito questa condizione “anisotropia verticale”). Allo scopo di chiarire se alla base dell’alterato assetto oculomotorio dei dislessici vi sia un’anomala percezione dei rapporti spaziali, in questo studio  è stato analizzato il pattern saccadico di un campione di pazienti durante la lettura  prima e dopo  dilatazione delle stringe di testo lungo l’asse orizzontale. Se l’alterazione saccadica dei pazienti è dovuta ad una contrazione illusoria dello spazio visivo è lecito ritenere che l’ampliamento della stringa di testo, compensando l’anisotropia, porti ad una normalizzazione del pattern oculomotorio. Metodi: sono stati reclutati dalla Clinica Neurospichiatrica dell’Università di Torino 15 bambini dislessici (età: 6-12 anni). Ai pazienti è stata somministrata una serie di frasi desunte dall’ottotipo NMRead. L’assetto saccadico nel campione dislessico è  stato valutato mediante videooculografia in condizioni ordinarie e dopo dilatazione delle stringhe di testo.  Come già accennato, il razionale di questa manipolazione del materiale di lettura è controbilanciare l’anisotropia verticale anomala del paziente.  I risultati ottenuti nel campione in esame sono stati confrontati con quelli ottenuti in un gruppo di controllo, di pari età e livello di istruzione. Risultati:  il pattern saccadico dei dislessici durante la lettura in condizioni ordinarie ha evidenziato la presenza di saccadi di regressione abnormemente ampie. Tale dismetria saccadica tendeva a scemare con la dilatazione orizzontale della stringa. Al contrario, nei normolettori le saccadi backward si sono rivelate normali in condizioni ordinarie, tendendo a divenire dismetriche con lo squilibrio dei rapporti spaziali lungo l’asse orizzontale. Conclusioni: I risultati ottenuti inducono a ritenere che l’anomalo assetto saccadico nei dislessici sia la conseguenza di un’alterata percezione dello spazio visivo pittosto che il fattore primitivo responsabile della  loro difficoltà di lettura.

 

Keywords: Dyslexia, Saccades, Spatial Relationship Perception, Visual Space, Anisotropy, Oculomotor Pattern.

Keywords: Dislessia, Sacacdi, Percezione dei Rapporti Spaziali, Spazio Visivo, Anisotropia, Pattern Oculomotorio. 

 

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