ANS, Calcul mental, Développement, IRM, Latéralisation, Inhibition, OME inverse, Proportion, Entraînement, Maturation cérébrale

Dès la naissance, les nourrissons sont dotés de capacités de base qui peuvent s'avérer utiles dans un domaine particulier, comme la pensée mathématique, et, d'autre part, de fonctions dites générales qui s'appliquent à de multiples domaines, comme l'inhibition. L'objectif de cette thèse est d'étudier ces fonctions domaines-spécifiques et domaines-générale (e.g. inhibition) pour identifier leurs contributions dans le développement de la cognition numérique. En tant que domaine-spécifique, le système approximatif du nombre (ANS) permet la représentation et la comparaison de quantités non symboliques (NS) approximatives permettant la résolution de calculs arithmétiques. L'ANS est un facteur prédictif de la réussite en maths tels que l'arithmétique et les proportions. Le traitement proportionnel représentant un défi, notre étude 1 s'intéresse au traitement des proportions au cours de la vie (9, 24 et 65 ans), étudiant le rôle de l'ANS, en fonction du format (tableau d'icône, groupes de points, chiffres arabes) et de la stratégie adoptée. Le tableau d'icône, présentant les meilleures performances, permettrai une meilleure communication d'informations proportionnelles. Les performances développementales tout format confondu sont corrélées à l'ANS et forment une courbe en U inversé avec un traitement indépendant des différentes composantes. La résolution des problèmes d'addition et de soustraction est caractérisée par un biais cognitif, l'Operational Momentum effect (OME), indiquant que pour le même résultat, les estimations des participants sont plus petites pour les soustractions que pour les additions. Pour comprendre l'origine de l'OME, nous étudions (étude 2) sa trajectoire développementale de la petite enfance à l'enfance (3, 5 et 7 ans). Les résultats révèlent que les enfants sous-estiment le résultat des addition et soustraction avec un OME inversé chez les 5 ans, occasionné par le début de l'éducation formelle. La cognition numérique est sous-tendue par des régions pariétales, telles que le sillon intrapariétal (IPS), impliquant la perception de la magnitude, et par des régions préfrontales, impliquant la mémoire de travail et l'attention. La littérature chez l'enfant s'est concentrée sur l'arithmétique symbolique ou NS avec des stimuli de petites quantités. Dans notre étude 3 en IRMf, nous examinons les réseaux cérébraux sous-tendant le calcul mental NS approximatif chez 30 enfants de 5 et 7 ans. Les données préliminaires démontrent des activations dans le thalamus et l'hippocampe droit pour les tâches arithmétiques NS ensemble et l'addition seule par rapport à la tâche contrôle. La soustraction seule présente des activations dans l'IPS gauche. Un effet de distance numérique typique, présente des activations dans le gyrus frontal et précentral droit, le caudé gauche et l'aire motrice pré-supplémentaire droite pour le contraste grande distance vs petite distance. L'inhibition, souvent divisée en deux facettes, serait liée au calcul mental. Notre étude 4 étudie la structure et le rôle de l'inhibition dans l'arithmétique à 5 et 7 ans. Nos résultats remettent en cause le construct inhibition vis-à-vis des faibles corrélations entre nos tâches d'inhibition et révèlent des modèles changeants au cours du développement selon le format avec une association plus forte entre l'inhibition et l'arithmétique pour les enfants plus âgés. Dans l'étude 5 je détermine l'impact d'un entrainement de l'inhibition sur la maturation cérébrale chez l'enfant de 9-10 ans. A partir d'IRM anatomique et de repos, l'analyse de la latéralisation du réseau cérébrales sous-tendant l'inhibition démontre une accélération du développement au niveau du putamen. Ces résultats mettent en évidence l'importance des compétences domaines-spécifiques et domaines-générale dans l'acquisition des compétences mathématiques, et illustrent la dynamique temporelle complexe de leurs contributions respectives, façonné par les caractéristiques des processus étudiés.