Introduction

Pendant les quatre dernières décennies, l’un d’entre nous (GFM) a étudié les facteurs affectant le développement des préférences d’utilisation des mains des nourrissons comme moyen de comprendre comment les expériences sensorimotrices des nourrissons contribuent au développement des différences hémisphériques dans le traitement du langage (cf., Michel, 1988, 1991). Le fondement théorique de ce travail est dérivé, en partie, des théories de Piaget (1952) et de Bruner (1973), qui ont proposé que les expériences sensorimotrices du nourrisson constituent le fondement de la formation des symboles, des compétences linguistiques, de la formation des concepts et du raisonnement. De plus, les preuves psychobiologiques du développement sur la façon dont le fonctionnement du système nerveux peut être façonné par les expériences précoces ont été utilisées pour soutenir l’idée que les préférences des mains du nourrisson peuvent façonner la latéralisation fonctionnelle des hémisphères (Michel, 1998, 2002). Étant donné que la plupart des recherches neuropsychologiques ont été, et sont toujours, menées dans le cadre de la spécialisation fonctionnelle des hémisphères, qui découle de différences contrôlées par les gènes dans l’organisation structurelle des deux hémisphères, la préférence pour la main et les fonctions cognitives connexes sont souvent considérées comme dérivées de la spécialisation hémisphérique plutôt que comme y contribuant. Cependant, au cours de la dernière décennie, certaines formes de théorie de l’incarnation (par exemple, Barsalou, 2008 ; Casasanto, 2009) ont rouvert la considération théorique selon laquelle les expériences sensorimotrices peuvent contribuer à l’organisation fonctionnelle du cerveau.

Certaines formes de théorie de l’incarnation (par exemple, Barsalou, 2008 ; Casasanto, 2009, 2011) proposent que le développement des connaissances cognitives et sociales symboliques dépende de l’engagement sensorimoteur de l’individu avec ses compagnons sociaux et ses objets physiques pendant la petite enfance. Les vocalisations, les expressions faciales et les postures corporelles du nourrisson (en tant qu’actions sensorimotrices) suscitent des actions de la part des compagnons sociaux, qui fournissent au nourrisson en développement des informations sur les règles de l’engagement social et relationnel. Cela ressemble à la façon dont la manipulation d’objets révèle les propriétés des objets, leurs relations et les règles de combinaison. La façon dont les nourrissons s’engagent dans ces aspects de leur environnement sculpte le fonctionnement et la structure de leur cerveau (Boulenger et al., 2009), ce qui, à son tour, affecte leur développement cognitif et social. Ainsi, s’il existe des différences de groupe dans ces modes d’engagement, il devrait y avoir des différences de groupe dans les capacités cognitives et sociales. Une façon de vérifier si de tels engagements avec les objets façonnent le développement cognitif serait de comparer le développement cognitif de groupes d’individus qui s’engagent différemment dans le monde pendant la petite enfance.

Nous proposons que le développement des préférences des mains des nourrissons crée des groupes de nourrissons qui s’engagent différemment dans le monde et donc, ils devraient développer des différences dans le fonctionnement cognitif. Cette thèse est en accord avec l’hypothèse de la spécificité corporelle de Casasanto (2011) et la thèse de ce numéro spécial de Frontiers (contributions de l’expérience sensorimotrice au développement cognitif). Nous passons brièvement en revue certaines de nos études qui démontrent que des préférences constantes des mains des nourrissons prédisent des avancées développementales dans le développement du langage, l’utilisation d’outils et la compétence de construction d’objets. Nous proposons que ces progrès contribuent non seulement au développement du langage, de la formation de concepts et du raisonnement de l’individu, mais aussi à l’organisation fonctionnelle du cerveau de l’individu.

Le phénomène de la préférence des mains

Les préférences des mains chez les adultes sont liées aux différences de spécialisation hémisphérique pour les compétences linguistiques (par ex, Corballis, 2009 ; Häberling et al., 2015), aux différences de traitement de texte entre les hémisphères (par exemple, Willems et al., 2010), et à un éventail remarquablement large de différences de performance sur des tâches de fonctionnement cognitif, social et émotionnel (Annett, 2002). De plus, le développement apparemment atypique de la préférence des mains semble être lié à presque tous les problèmes de santé mentale et médicale (p. ex., Michel et al., 2013b, p. 207-208). Par conséquent, certains chercheurs ont fait valoir que l’examen des capacités cognitives et sociales de différents groupes de préférence des mains est le test parfait pour évaluer la théorie de l’incarnation (par exemple, Casasanto, 2009). La préférence des mains représente différents modèles de spécialisation hémisphérique et cette spécialisation peut être pertinente pour la manifestation d’aspects spécifiques du fonctionnement cognitif, social et émotionnel. Par conséquent, le développement de la préférence des mains devrait être lié au développement typique et atypique de nombreuses fonctions psychologiques.

Cependant, avant de pouvoir comprendre comment les préférences des mains pourraient contribuer à la variabilité des expériences cognitives incarnées, nous devons d’abord comprendre comment les préférences des mains se développent. La préférence des mains est le produit de processus développementaux à multiples facettes qui commencent avant la naissance et s’étendent pendant la petite enfance (Michel et al., 2013b). Nous avons constaté que les préférences pour les mains se développent en cascade, les préférences pour les habiletés manuelles se développant plus tôt (par exemple, atteindre, saisir/acquérir) s’enchaînant avec les préférences pour les habiletés se développant plus tard (par exemple, la manipulation unimanuelle et bimanuelle, la construction d’artefacts et l’utilisation d’outils). Nous avons observé qu’une préférence de la main pour l’acquisition d’objets commence à se manifester avant l’âge de 6 mois, devient proéminente au cours de la période de 6 à 12 mois, et décline par la suite (Michel, 2002 ; Ferre et al., 2010 ; Michel et al., 2014). De plus, bien que les aptitudes à la manipulation unimanuelle se développent vers 7-8 mois, ce n’est que vers 10-11 mois que les nourrissons montrent une préférence pour la manipulation unimanuelle et cette préférence correspond à la préférence pour l’acquisition (Campbell et al., 2015a). À l’âge de 13-14 mois, on observe une augmentation significative de la préférence des mains pour la manipulation bimanuelle différenciée selon les rôles (RDBM, Babik et Michel, 2016). La préférence pour la manipulation bimanuelle différenciée semble se stabiliser à l’âge de 18 mois (Nelson et al., 2013), 80 % des tout-petits conservant la même préférence jusqu’à 24 mois. Une préférence constante de la main pour le RDBM influence probablement le développement de la préférence de la main pour l’utilisation d’outils, puisque le RDBM est un pattern de manipulation d’objets caractéristique de la plupart des actions impliquées dans la construction et l’utilisation d’outils tout au long de la vie (Vauclair, 1984). Bien qu’une préférence pour la main droite prédomine dans toutes les aptitudes manuelles des nourrissons, les préférences de main semblent être distribuées de manière continue chez les nourrissons (de manière similaire aux préférences de main des adultes, Annett, 2002).

Bien qu’environ 12 % des nourrissons aient une préférence constante pour la main gauche (Michel et al., 2014), la préférence de la main gauche ne semble pas être aussi robuste que la préférence de la main droite. Cela peut être en partie la conséquence d’une influence maternelle sur le développement des préférences de main des nourrissons (Harkins et Michel, 1988 ; Michel, 1992, 1998 ; Mundale, 1992, non publié). Les mères droitières incitent involontairement leur enfant à utiliser sa main droite pendant les jeux d’objets (Michel, 1998). En revanche, bien que les mères gauchères utilisent davantage leur main gauche lorsqu’elles jouent avec leur enfant, la différence dans l’utilisation de leur main est faible par rapport à l’utilisation massive de la main droite par les mères droitières. Ainsi, les nourrissons gauchers de mères droitières (la majorité des nourrissons gauchers) sont susceptibles d’être encouragés (par les actions de leur mère pendant les jeux d’objets socialement interactifs) à utiliser leur main droite beaucoup plus que les nourrissons droitiers de mères gauchères (une minorité de nourrissons droitiers) ne sont encouragés à utiliser leur main gauche. En effet, les nourrissons manifestant initialement une préférence pour la main gauche pour l’acquisition d’objets qui avaient des mères préférant la main droite réduisaient significativement leur préférence pour la main gauche avant 11 mois ; tandis que les nourrissons manifestant initialement une préférence pour la main droite qui avaient des mères préférant la main droite renforçaient leur préférence pour la main droite avant 11 mois (Michel, 1992).

Évaluer le développement de la préférence des mains à l’aide d’une analyse basée sur la trajectoire

L’expression des préférences des mains des nourrissons reflète les conséquences d’un système nerveux immature mais en développement rapide et l’expression peut varier en fonction de facteurs tels que le rythme circadien, l’éveil situationnel et le développement d’autres capacités neuromotrices, telles que le contrôle postural et la locomotion (Corbetta et Thelen, 2002 ; Babik et al, 2014). De plus, l’identification d’une préférence semble être sensible à diverses procédures et conditions d’évaluation (Campbell et al., 2015b). Par conséquent, l’évaluation des préférences manuelles des nourrissons nécessite des modèles longitudinaux utilisant des tâches relativement similaires, quel que soit l’âge, dans le défi manuel qu’elles présentent pour le nourrisson. Les habiletés d’acquisition d’objets peuvent être utilisées pour évaluer le développement des préférences de main pendant la période de 6 à 14 mois, car cette habileté manuelle est courante dans le répertoire du nourrisson, mais elle est suffisamment difficile pour susciter une préférence de main pendant cette période. De plus, elle est intégrée à toutes les autres aptitudes manuelles impliquant la manipulation d’objets (construction d’objets et utilisation d’outils). Une préférence de la main pour l’atteinte et le contact avec l’objet prédit la préférence de la main pour l’acquisition d’objets (Michel et Harkins, 1986) et la préférence de la main pour l’acquisition d’objets prédit la préférence de la main pour la manipulation unimanuelle d’objets (Hinojosa et al., 2003 ; Campbell et al., 2015a) et le RDBM (Nelson et al., 2013 ; Babik et Michel, 2016). Ainsi, le développement précoce de la préférence de la main pour l’acquisition d’objets est essentiel pour le développement de la préférence de la main pour d’autres compétences manuelles plus sophistiquées.

Nous avons émis l’hypothèse qu’il devrait y avoir des trajectoires de développement cohérentes pour la préférence de la main pour l’acquisition d’objets, malgré une certaine variation entre les âges d’évaluation. Neuf évaluations mensuelles au cours de la période de 6 à 14 mois ont permis d’identifier de manière fiable quatre groupes latents en fonction de leur modèle de trajectoires de développement en utilisant la modélisation de trajectoire basée sur le groupe (GBTM, Nagin, 2005 ; Michel et al., 2013a). Nous avons constaté que 32 % des 380 nourrissons ont une préférence constante pour la main droite entre 6 et 14 mois, 12 % ont une préférence constante pour la main gauche et 26 % ont une trajectoire de développement tendant vers une préférence pour la main droite qui se développe plus tard. Les 30 % de nourrissons restants ont une trajectoire cohérente d’utilisation des mains qui ne présente aucune différence d’utilisation des mains selon l’âge. La modélisation linéaire hiérarchique (HLM, Raudenbush et al., 2004) a confirmé que les nourrissons affectés à ces quatre classes latentes présentaient des trajectoires significativement différentes dans le développement de leur préférence pour les mains. Les nourrissons ayant une préférence pour la main droite ont établi cette préférence à l’âge de 6 mois et la maintiennent pendant les 9 mois suivants (avec une légère diminution de l’utilisation de la main droite à 13 et 14 mois). Les nourrissons ayant une préférence pour la main gauche n’avaient pas établi cette préférence avant l’âge de 8 mois, mais la conservent par la suite. Les nourrissons qui ont tendance à préférer la droite commencent à 6 mois sans préférence, mais ont établi une préférence pour la droite à 14 mois. Les nourrissons qui n’ont pas de préférence pour la main conservent cette préférence tout au long de la période de 6 à 14 mois. Ainsi, au début de la deuxième année, les préférences en matière de main présentent le caractère commun d’une préférence droite pour la plupart des nourrissons et d’une préférence gauche pour environ 12 % des nourrissons et environ 30 % des nourrissons dont les préférences ne sont pas claires. Bien sûr, le nombre de groupes identifiés est moins important que la reconnaissance du fait que ce n’est que par la collecte de telles données longitudinales que des cohérences entre les périodes d’évaluation peuvent être identifiées. Ce sont ces constances de préférence qui reflètent le fonctionnement des mécanismes neuronaux qui devraient contribuer au développement d’autres mécanismes associés au fonctionnement cognitif.

Préférence des mains et langage

Le développement des habiletés manuelles modifie de façon dynamique la façon dont les nourrissons font l’expérience de leur monde, et divers changements dans les habiletés motrices ont été liés à des changements dans la capacité de langage (par exemple, Iverson, 2010). Ici, nous mettons en évidence nos études longitudinales qui ont utilisé une approche basée sur les trajectoires pour caractériser la préférence des mains et aborder la façon dont les trajectoires de préférence des mains peuvent être différentiellement liées à l’acquisition du langage.

Nelson et al. (2014) ont émis l’hypothèse qu’une préférence constante des mains du nourrisson était un marqueur d’une compétence avancée de manipulation d’objets, tandis qu’une préférence incohérente serait un indicateur d’un niveau de compétence inférieur et peut-être d’un modèle différent de spécialisation hémisphérique. Nelson et al. (2014) ont décrit des trajectoires dans le timing et la direction de la préférence des mains chez des enfants évalués mensuellement en tant que nourrissons (6-14 mois) puis en tant que tout-petits (18-24 mois) : des enfants avec une préférence constante pour la main droite en tant que nourrissons qui sont restés droitiers en tant que tout-petits, et des enfants sans préférence constante pour la main en tant que nourrissons qui sont devenus soit droitiers, soit gauchers en tant que tout-petits. La cohérence ou l’incohérence de la préférence pour la main entre la petite enfance et l’enfance explique 25 % de la variance des capacités linguistiques à l’âge de 2 ans. De plus, une préférence constante pour la main droite depuis la petite enfance était associée à des compétences linguistiques avancées. Gonzalez et al. (2015) ont étendu ce travail pour inclure les résultats du langage à 3 ans dans le même échantillon et ont constaté que les enfants ayant une trajectoire de préférence de main cohérente en tant que tout-petits avaient des scores de langage expressif plus élevés. Ainsi, des préférences de mains précoces et constantes peuvent faciliter le développement du langage (Nelson et al., 2014 ; Gonzalez et al., 2015). Bien que d’autres travaux doivent être réalisés, Michel et al. (2013a) ont utilisé la théorie des schémas d’Arbib (Arbib, 2006) pour délimiter certains des mécanismes par lesquels l’expérience sensorimotrice associée à une préférence de main pourrait contribuer au contrôle neuronal des compétences de langage expressif.

Préférence de main et contrôle manuel des objets

Il est raisonnable de supposer que les nourrissons ayant une préférence de main pour s’engager avec des objets développeraient une plus grande habileté manuelle et une plus grande compétence avec la main préférée et que cette préférence affecterait le développement de leur contrôle manuel des objets. La construction d’objets nécessite la fusion manuelle de plusieurs objets en une structure unique et unifiée, comme l’empilement de blocs pour former une tour ou l’assemblage d’un puzzle (Marcinowski, 2015). La construction d’objets a récemment été liée à une variété d’aptitudes cognitives à des âges plus avancés, y compris la capacité mathématique (Wolfgang et al., 2003 ; Nath et Szucs, 2014), le langage (Marcinowski et Campbell, 2015) et l’aptitude visuospatiale (Caldera et al., 1999 ; Levine et al., 2011 ; Verdine et al., 2014).

Marcinowski (2015) a constaté que les nourrissons ayant une préférence constante pour la main développent l’empilage plus rapidement pendant la période de 10 à 14 mois que les nourrissons sans préférence pour la main. À 14 mois, les nourrissons ayant une préférence constante pour la gauche et la droite présentaient une meilleure aptitude à l’empilage que les nourrissons n’ayant pas de préférence constante pour la main. De plus, le développement de l’aptitude à l’empilage ne différait pas entre les nourrissons ayant une préférence pour la main droite et les nourrissons sans préférence. Étant donné que le groupe avec une tendance vers la droite n’a pas manifesté de préférence pour l’acquisition de la main au cours de la période de 6 à 9 mois précédant le début de l’évaluation de l’empilage, il est probable qu’il n’avait pas développé l’habileté manuelle nécessaire pour empiler des objets (Chen et al., 2010). Ainsi, la constance d’une préférence pour la main modifie la relation entre une préférence pour la main et l’habileté cognitive de la construction d’objets.

De plus, Kotwica et al. (2008) ont rapporté que les nourrissons ayant des préférences constantes pour la main au cours de quatre périodes d’évaluation (à 7, 9, 11 et 13 mois) sont plus efficaces avec l’habileté de gestion des objets, soit le rangement des objets, que les nourrissons n’ayant pas de préférence constante au cours de cette période. Lorsque les nourrissons reçoivent plusieurs jouets (un à la fois), ils doivent développer la capacité de manipuler et de gérer ces objets afin que ces derniers soient disponibles pour une interaction future. Les nourrissons ayant une préférence constante pour la main ont démontré une plus grande habileté pour le stockage des objets, comme le placement des objets à des endroits accessibles et le transfert intermanuel, que les nourrissons sans préférence pour la main (Kotwica et al., 2008). En stockant les objets plus efficacement, les nourrissons ayant une préférence pour la main peuvent explorer les propriétés des objets, comprendre les relations entre les objets et  » planifier  » des actions plus efficacement que les nourrissons sans préférence (cf. Bruner, 1973). En effet, Bruner (1973) considère que les compétences de stockage d’objets sont importantes pour le développement de la représentation symbolique (et donc le développement du langage), puisqu’un objet inutilisé, mais stocké, doit être représenté mentalement par le nourrisson pour être récupéré plus tard.

L’utilisation d’outils est une autre compétence cognitive importante qui implique souvent l’imitation d’actions complexes, la planification, la prise de décision et la capacité à rendre compte des caractéristiques spatiales et temporelles des objets, de leurs propriétés et de la situation. Nombreux sont ceux qui soutiennent que l’utilisation d’outils requiert une pensée symbolique avancée et une analyse représentationnelle des moyens et des fins (Bates et al., 1980), une compréhension causale avancée (Carpenter et al., 1998 ; Buttelmann et al., 2008) et un raisonnement spatial permettant de coordonner plusieurs cadres de référence mobiles (Lockman, 2000). Fraz et al. (2014) ont testé le développement de la compétence d’utilisation d’outils de manière longitudinale de 10 à 14 mois chez 60 nourrissons ayant une préférence pour la main droite, la main gauche ou aucune préférence pour l’acquisition d’objets. Ils ont constaté que les nourrissons ayant une préférence constante pour la main droite ou gauche étaient plus performants que ceux qui n’avaient pas de préférence pour la main en ce qui concerne le nombre d’actions d’utilisation d’outils réalisées avec succès à l’âge de 10, 11 et 12 mois. Cependant, après 12 mois, les différences entre les groupes de préférence de main ont cessé d’être statistiquement significatives. Fraz et al. (2014) ont conclu que le développement précoce de préférences cohérentes d’utilisation de la main pour l’acquisition d’objets facilite l’apparition de l’habileté cognitive de l’utilisation d’outils. Ainsi, nous avons montré comment les évaluations longitudinales de la cohérence des préférences de main sont liées au développement de la manipulation d’objets qui sont considérés comme contribuant au développement des capacités cognitives symboliques.

Conclusion

Nous avons démontré que les préférences de main établies précocement (révélées par leur cohérence à travers les évaluations longitudinales) pour l’acquisition et la manipulation d’objets prédisent significativement l’avancement développemental d’éléments aussi importants du développement cognitif que le langage expressif, la construction d’objets, les compétences de gestion d’objets et l’utilisation d’outils. Il est donc important de tenir compte de la cohérence longitudinale des préférences manuelles des nourrissons lors de l’exploration des modèles de fonctionnement neurocomportemental et de développement cognitif. Nos résultats sont cohérents avec les prédictions de l’hypothèse de Casasanto (2009, 2011) sur la spécificité du corps. Le fait d’avoir une main préférée, plus pratiquée, pourrait aider les nourrissons à étayer leur compétence manuelle et, par conséquent, leur compréhension des propriétés des objets. Cette compréhension, à son tour, pourrait contribuer au développement d’autres capacités cognitives, comme le montrent la construction d’objets, l’utilisation d’outils et le développement du langage. Ce qui reste à démontrer, c’est comment ces différences dans le développement de la préférence des mains ont influencé l’organisation fonctionnelle du cerveau du nourrisson.

Contributions des auteurs

JC, EM, EN, IB et GM ont conceptualisé et rédigé l’article.

Financement

La préparation de ce manuscrit a été soutenue par la subvention NSF DLS0716045 accordée à GM et la bourse NIH T32HD007376 accordée à JC et EN.

Déclaration de conflit d’intérêts

Les auteurs déclarent que la recherche a été menée en l’absence de toute relation commerciale ou financière qui pourrait être interprétée comme un conflit d’intérêts potentiel.