Autism: the micro-movement perspective

Traduction: G.M.

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Front Integr Neurosci. 2013 Jul 24;7:32. doi: 10.3389/fnint.2013.00032. eCollection 2013.

Autisme: la perspective du micro-mouvement

Torres EB1, Brincker M, Isenhower RW, Yanovich P, Stigler KA, Nurnberger JI, Metaxas DN, José JV.

Author information

• 1Psychology Department, Rutgers Center for Cognitive Science, Center for Computational Biomedicine Imaging and Modeling (Computer Science), Movement Disorders, Neurology, Rutgers University School of Medicine, Rutgers University New Brunswick, NJ, USA ; Movement Disorders, Neurology Department, Indiana University School of Medicine Indianapolis, IN, USA.

Abstract

The current assessment of behaviors in the inventories to diagnose autism spectrum disorders (ASD) focus on observation and discrete categorizations. Behaviors require movements, yet measurements of physical movements are seldom included. Their inclusion however, could provide an objective characterization of behavior to help unveil interactions between the peripheral and the central nervous systems (CNSs). Such interactions are critical for the development and maintenance of spontaneous autonomy, self-regulation, and voluntary control. At present, current approaches cannot deal with the heterogeneous, dynamic and stochastic nature of development. Accordingly, they leave no avenues for real time or longitudinal assessments of change in a coping system continuously adapting and developing compensatory mechanisms. We offer a new unifying statistical framework to reveal re-afferent kinesthetic features of the individual with ASD. The new methodology is based on the non-stationary stochastic patterns of minute fluctuations (micro-movements) inherent to our natural actions. Such patterns of behavioral variability provide re-entrant sensory feedback contributing to the autonomous regulation and coordination of the motor output. From an early age, this feedback supports centrally driven volitional control and fluid, flexible transitions between intentional and spontaneous behaviors. We show that in ASD there is a disruption in the maturation of this form of proprioception. Despite this disturbance, each individual has unique adaptive compensatory capabilities that we can unveil and exploit to evoke faster and more accurate decisions. Measuring the kinesthetic re-afference in tandem with stimuli variations we can detect changes in their micro-movements indicative of a more predictive and reliable kinesthetic percept. Our methods address the heterogeneity of ASD with a personalized approach grounded in the inherent sensory-motor abilities that the individual has already developed.

Résumé

L'évaluation actuelle des comportements dans les inventaires pour diagnostiquer les troubles du spectre autistique (TSA) mettent l'accent sur ​​l'observation et catégorisations distincts. Les comportements nécessitent des mouvements, mais des mesures de mouvements physiques sont rarement prises en compte. Leur inclusion pourrait toutefois fournir une caractérisation objective du comportement pour aider à dévoiler les interactions entre le système nerveux central et périphérique (CNSS). Ces interactions sont essentielles pour le développement et le maintien de l'autonomie spontanée, l'auto-régulation et le contrôle volontaire. 

À l'heure actuelle, les approches actuelles ne peuvent pas faire face à la nature hétérogène, dynamique et stochastique du développement. En conséquence, elles ne laissent pas de pistes pour les évaluations longitudinales ou en temps réel du changement dans un système continu d'adaptation pour faire face et dans le développement de mécanismes de compensation.

Nous offrons un nouveau cadre statistique unificateur afin de mettre en évidence les caractéristiques kinesthésiques re-afférentes de la personne avec TSA. La nouvelle méthodologie est basée sur les modèles aléatoires non stationnaires des fluctuations minute (micro-mouvements) inhérents à nos actions naturelles. Ces tendances de la variabilité comportementale fournissent rétroaction sensorielle re-entrante qui contribue à la régulation autonome et la coordination de la sortie motrice.

Dès son jeune âge, ce retour prend en charge le contrôle de la conduite central volontaire et fluide, des transitions souples entre les comportements intentionnels et spontanées. 

Nous montrons que dans les TSA il y a une perturbation dans la maturation de cette forme de proprioception. Malgré cette perturbation, chaque individu a des capacités d'adaptation compensatoires uniques que nous pouvons dévoiler et exploiter pour susciter des décisions plus rapides et plus précises.

En mesurant la ré-afférence kinesthésique en parallèle avec les variations de stimuli nous pouvons détecter des changements dans les micro-mouvements indiquant un percept kinesthésique plus prédictif et fiable. 

Nos méthodes concernent l'hétérogénéité des TSA avec une approche personnalisée fondée sur les capacités sensori-motrices inhérentes que l'individu a déjà développées. 

PMID: 

23898241