DYSLEXIA AND THE PERKS OF BEING BILINGUAL: A STUDY ON THE NEUROBIOLOGY OF READING WITH fMRI

The objective of the present study was to investigate reading performance and brain activation associated with reading for bilingual and monolingual dyslexics (DDB-DDM), and typical bilinguals as Controls (C). The behavioral results showed that DDB outperformed DDM in all reading components in Portuguese. In the tasks applied in English, there was no significant difference in the performance of DDB compared to C. The results of the brain imaging for the task in Portuguese showed C presented significant activation of the left occipitotemporal and left inferior frontal gyrus while reading words. DDB and DDM, in turn, showed deactivation of left temporoparietal region and no significant activation in the left occipitotemporal region or left inferior frontal gyrus. For the FAST LOC task, DDB showed hypoactivity in the Visual Word Form Area (VWFA) during word reading, both in English and Portuguese. The findings provide evidence for a possible positive impact of bilingualism on the reading performance of dyslexics.

Keywords
bilingualism; dyslexia; VWFA; reading; fMRI

Authorship

Aline Fay de Azevedo

Pontífica Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, RS, BrasilPontífica Universidade Católica do Rio Grande do SulBrasilPorto Alegre, RS, BrasilPontífica Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, RS, Brasil

* Professora do Programa de Pós-graduação em Letras da PUCRS, Coordenadora do curso de graduação em Letras Inglês da PUCRS, Pesquisadora colaboradora no Instituto do Cérebro (INSCER), Coordenadora do curso de extensão em Educação Bilíngue e Professora coordenadora Letras (Inglês/Português) do Núcleo de Apoio à Aprendizagem. Doutora em Linguística pela PUCRS, com pesquisa realizada no INSCER (Bilinguismo, Dislexia e fMRI). Realizou estágio pós doutoral na Universidade Federal do RS (UFRGS) na área de Psicolinguística, com foco em Biliteracia e Avaliação. Integrou o projeto ACERTA e Neuroeducação (CNPq) no Instituto do Cérebro (INSCER) de 2013- 2022, onde pesquisou bilíngues e monolíngues disléxicos e as bases neurais da dislexia com o uso de fMRI. É responsável pelo projeto Literacia e EdTech: um estudo sobre o impacto do GraphoGame na Alfabetização. Coordena o grupo de pesquisa NeuroEdTech Lab. Suas áreas de interesse são as bases neurais da dislexia em bilíngues e monolíngues e fMRI, neurobiologia da leitura, neurociência e educação, ensino de inglês como língua adicional e Education 3.0/4.0.

https://orcid.org/0000-0002-7180-903X

Augusto Buchweitz

University of Connecticut, Storrs, CT, United States of AmericaUniversity of ConnecticutUnited States of AmericaStorrs, CT, United States of AmericaUniversity of Connecticut, Storrs, CT, United States of America

** Professor Associado de Psicologia, University of Connecticut, EUA. Pesquisador afiliado ao Haskins Laboratories/Yale Child Study Center e ao Haskins Global Literacy Hub (haskinsglobal.org/). Atuou como pesquisador do Instituto do Cérebro do Rio Grande do Sul (2012-2022) e como Conselheiro da Câmara de Educação Básica, Conselho Nacional de Educação (CNE; 2020-22). Interesses de pesquisa envolvem a investigação neurocientífica e cognitiva da aprendizagem da leitura e alfabetização, da dislexia do desenvolvimento e dos efeitos do ambiente no desenvolvimento cognitivo. Tem atuado também com o desenvolvimento de tecnologias para educação, tendo sido o cientista responsável pelo desenvolvimento do APP de alfabetização GraphoGame Brasil e um dos cientistas responsáveis pelo atual desenvolvimento de um APP para avaliação de fluência leitora, em conjunto com o Banco Interamericano de Desenvolvimento (BID). Para lista atualizada de pulblicações ver o Google acadêmico: https://bit.ly/3G0ICTT.

https://orcid.org/0000-0003-3791-7472

Nathalia Bianchini Esper

Child Mind Institute, New York, NY, United States of AmericaChild Mind InstituteUnited States of AmericaNew York, NY, United States of AmericaChild Mind Institute, New York, NY, United States of America

*** Engenheira de Computação, mestre em Engenharia Elétrica e doutora em Neurociência pela Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS). Atualmente é analista de dados de neuroimagem no Child Mind Institute, em New York, USA.

https://orcid.org/0000-0003-3218-9226

Mirna Wetters Portuguez

**** Possui graduação em Psicologia (1980) e Mestrado em Linguística pela Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (1990). Doutorado em Neurociência pela Universidade Federal de São Paulo (1998). Atualmente é professora adjunta da Faculdade de Medicina e do Curso de Pós-Graduação do Instituto de Geriatria e Gerontologia da PUCRS. Coordena a Unidade de Neuropsicologia do Serviço de Neurologia do Hospital São Lucas da PUCRS. Pesquisadora do Instituto do Cérebro da PUCRS. Áreas de Pesquisa: Ressonância Magnética funcional, Transplante de Células Tronco e Funções Cognitivas, Doenças Neurodegenerativas, Epilepsia, Linguagem e Memória.

https://orcid.org/0000-0003-4068-6249

Asafe Davi Cortina Silva

***** Professor na graduação de Letras/Inglês na Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS). Doutor em Letras (área de concentração: Linguística) pela PUCRS. Mestre em Letras (ênfase em Terminologia, Lexicografia e Tradução) pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Licenciado e Laureado em Letras/Inglês pela Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS). Membro do Núcleo de Inovação Pedagógica (NIP) da PUCRS. Trabalha desde 2011 com o ensino de língua inglesa e, atualmente, na graduação em Letras ministrando disciplinas relacionadas a línguas, ao ensino e metodologias de Inglês como Língua Adicional, a tecnologias digitais e a diversas áreas da Linguística. Atualmente, pesquisa e aplica metodologias didáticas nas perspectivas 3.0, 4.0 e 5.0 e desenvolve materiais didáticos fundamentados em personalização para múltiplas inteligências e necessidades, gamificação, inteligência artificial e CLIL.

https://orcid.org/0000-0001-5039-8465

*
Professora do Programa de Pós-graduação em Letras da PUCRS, Coordenadora do curso de graduação em Letras Inglês da PUCRS, Pesquisadora colaboradora no Instituto do Cérebro (INSCER), Coordenadora do curso de extensão em Educação Bilíngue e Professora coordenadora Letras (Inglês/Português) do Núcleo de Apoio à Aprendizagem. Doutora em Linguística pela PUCRS, com pesquisa realizada no INSCER (Bilinguismo, Dislexia e fMRI). Realizou estágio pós doutoral na Universidade Federal do RS (UFRGS) na área de Psicolinguística, com foco em Biliteracia e Avaliação. Integrou o projeto ACERTA e Neuroeducação (CNPq) no Instituto do Cérebro (INSCER) de 2013- 2022, onde pesquisou bilíngues e monolíngues disléxicos e as bases neurais da dislexia com o uso de fMRI. É responsável pelo projeto Literacia e EdTech: um estudo sobre o impacto do GraphoGame na Alfabetização. Coordena o grupo de pesquisa NeuroEdTech Lab. Suas áreas de interesse são as bases neurais da dislexia em bilíngues e monolíngues e fMRI, neurobiologia da leitura, neurociência e educação, ensino de inglês como língua adicional e Education 3.0/4.0.

**
Professor Associado de Psicologia, University of Connecticut, EUA. Pesquisador afiliado ao Haskins Laboratories/Yale Child Study Center e ao Haskins Global Literacy Hub (haskinsglobal.org/). Atuou como pesquisador do Instituto do Cérebro do Rio Grande do Sul (2012-2022) e como Conselheiro da Câmara de Educação Básica, Conselho Nacional de Educação (CNE; 2020-22). Interesses de pesquisa envolvem a investigação neurocientífica e cognitiva da aprendizagem da leitura e alfabetização, da dislexia do desenvolvimento e dos efeitos do ambiente no desenvolvimento cognitivo. Tem atuado também com o desenvolvimento de tecnologias para educação, tendo sido o cientista responsável pelo desenvolvimento do APP de alfabetização GraphoGame Brasil e um dos cientistas responsáveis pelo atual desenvolvimento de um APP para avaliação de fluência leitora, em conjunto com o Banco Interamericano de Desenvolvimento (BID). Para lista atualizada de pulblicações ver o Google acadêmico: https://bit.ly/3G0ICTT.

***
Engenheira de Computação, mestre em Engenharia Elétrica e doutora em Neurociência pela Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS). Atualmente é analista de dados de neuroimagem no Child Mind Institute, em New York, USA.

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Possui graduação em Psicologia (1980) e Mestrado em Linguística pela Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (1990). Doutorado em Neurociência pela Universidade Federal de São Paulo (1998). Atualmente é professora adjunta da Faculdade de Medicina e do Curso de Pós-Graduação do Instituto de Geriatria e Gerontologia da PUCRS. Coordena a Unidade de Neuropsicologia do Serviço de Neurologia do Hospital São Lucas da PUCRS. Pesquisadora do Instituto do Cérebro da PUCRS. Áreas de Pesquisa: Ressonância Magnética funcional, Transplante de Células Tronco e Funções Cognitivas, Doenças Neurodegenerativas, Epilepsia, Linguagem e Memória.

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Professor na graduação de Letras/Inglês na Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS). Doutor em Letras (área de concentração: Linguística) pela PUCRS. Mestre em Letras (ênfase em Terminologia, Lexicografia e Tradução) pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Licenciado e Laureado em Letras/Inglês pela Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS). Membro do Núcleo de Inovação Pedagógica (NIP) da PUCRS. Trabalha desde 2011 com o ensino de língua inglesa e, atualmente, na graduação em Letras ministrando disciplinas relacionadas a línguas, ao ensino e metodologias de Inglês como Língua Adicional, a tecnologias digitais e a diversas áreas da Linguística. Atualmente, pesquisa e aplica metodologias didáticas nas perspectivas 3.0, 4.0 e 5.0 e desenvolve materiais didáticos fundamentados em personalização para múltiplas inteligências e necessidades, gamificação, inteligência artificial e CLIL.

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Figures | Tables

Figures (8)
Tables (2)

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0Figure 1
Results of the Word Reading task in Portuguese

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Figure 2
Results of the Fluency task in Portuguese

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Figure 3
Results of the Letter Word Identification task

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Figure 4
Results of the Word Attack task

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Figure 5
Results of the Reading Fluency task in English

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Figure 6
Accuracy vs. Reaction Time (RT)

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Figure 7
Activation of left-hemisphere brain network in controls and developmental dyslexia

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Figure 8
Activation of the VWFA in Fast Loc tasks in English and Portuguese

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Table 1
Participants’ Matching

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Table 2
Participants Mean Age and Mean IQ

0Figure 1 Results of the Word Reading task in Portuguese

Figure 2 Results of the Fluency task in Portuguese

Figure 3 Results of the Letter Word Identification task

Figure 4 Results of the Word Attack task

Figure 5 Results of the Reading Fluency task in English

Figure 6 Accuracy vs. Reaction Time (RT)

Figure 7 Activation of left-hemisphere brain network in controls and developmental dyslexia

Figure 8 Activation of the VWFA in Fast Loc tasks in English and Portuguese

Fig.8. Activation for the VWFA in Fast Loc tasks in English and Portuguese: (a) activity in the task with fake font during the Portuguese task; (b) activity in the task with words in Portuguese; (c) activity in the task with fake font during the English task; (d) activity in the task with words in English. The beta values (y-axis; regression coefficient) are extracted for the previously marked and described regions of interest. Time (x-axis) represents the time in the experiment. Each graph represents the average betas for all participants and across all items (all words).

Table 1 Participants’ Matching

Participants	Age	IQ
DDB1, DDM1, C1	18,18,17	117,110,123
DDB2, DDM2, C2	15,15,15	109,103,116
DDB3, DDM3, C3	14,15,14	112,109,118
DDB4, DDM4, C4	13,13,13	106,102,115

Table 2 Participants Mean Age and Mean IQ

	Mean Age	SD	Mean IQ	SD
Participants	14,8	1,8	112	6,3

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E-mail: ilha@cce.ufsc.br

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[1] *
Professora do Programa de Pós-graduação em Letras da PUCRS, Coordenadora do curso de graduação em Letras Inglês da PUCRS, Pesquisadora colaboradora no Instituto do Cérebro (INSCER), Coordenadora do curso de extensão em Educação Bilíngue e Professora coordenadora Letras (Inglês/Português) do Núcleo de Apoio à Aprendizagem. Doutora em Linguística pela PUCRS, com pesquisa realizada no INSCER (Bilinguismo, Dislexia e fMRI). Realizou estágio pós doutoral na Universidade Federal do RS (UFRGS) na área de Psicolinguística, com foco em Biliteracia e Avaliação. Integrou o projeto ACERTA e Neuroeducação (CNPq) no Instituto do Cérebro (INSCER) de 2013- 2022, onde pesquisou bilíngues e monolíngues disléxicos e as bases neurais da dislexia com o uso de fMRI. É responsável pelo projeto Literacia e EdTech: um estudo sobre o impacto do GraphoGame na Alfabetização. Coordena o grupo de pesquisa NeuroEdTech Lab. Suas áreas de interesse são as bases neurais da dislexia em bilíngues e monolíngues e fMRI, neurobiologia da leitura, neurociência e educação, ensino de inglês como língua adicional e Education 3.0/4.0.