Aperçu: G.M.
OBJECTIF:
Une intégration multisensorielle altérée dans les "troubles du spectre de l'autisme" (TSA) peut résulter d'une dysconnectivité fonctionnelle entre les systèmes cérébraux. L'étude examine l'intégration de la connectivité fonctionnelle entre les régions sensorielles modales primaires et le cortex de traitement hétéromodal chez les TSA, et cherche à déterminer si les anomalies d'intégration du réseau sont liées à la gravité clinique.
MÉTHODE:
Un échantillon de 55 enfants avec un diagnostic de TSA très performants et de 64 enfants et adolescents contrôle (HC) de sexe masculin (n total: 119, entre 7 et 18 ans) a été étudié. L’analyse fonctionnelle de la connectivité par étapes (SFC) a été appliquée aux images de résonance magnétique fonctionnelle à l’état de repos (IRMr) pour caractériser les voies de connectivité reliant les cortex sensoriels primaires aux circuits fonctionnels cognitifs du cerveau d’ordre supérieur et pour relier les modifications de l’intégration de la connectivité fonctionnelle à trois échelles cliniques: Questionnaire sur la communication, échelle de réactivité sociale et échelles de comportement adaptatif de Vineland.
RÉSULTATS:
HC présentait des transitions de connectivité fonctionnelle typiques des systèmes sensoriels primaires aux zones d'association, mais le groupe TSA montrait des modèles altérés d'intégration sensorielle multimodale aux systèmes hétéromodaux. Plus précisément, comparé au groupe HC, le groupe TSA a montré
Une intégration multisensorielle altérée dans les "troubles du spectre de l'autisme" (TSA) peut résulter d'une dysconnectivité fonctionnelle entre les systèmes cérébraux. L'étude examine l'intégration de la connectivité fonctionnelle entre les régions sensorielles modales primaires et le cortex de traitement hétéromodal chez les TSA, et cherche à déterminer si les anomalies d'intégration du réseau sont liées à la gravité clinique.
MÉTHODE:
Un échantillon de 55 enfants avec un diagnostic de TSA très performants et de 64 enfants et adolescents contrôle (HC) de sexe masculin (n total: 119, entre 7 et 18 ans) a été étudié. L’analyse fonctionnelle de la connectivité par étapes (SFC) a été appliquée aux images de résonance magnétique fonctionnelle à l’état de repos (IRMr) pour caractériser les voies de connectivité reliant les cortex sensoriels primaires aux circuits fonctionnels cognitifs du cerveau d’ordre supérieur et pour relier les modifications de l’intégration de la connectivité fonctionnelle à trois échelles cliniques: Questionnaire sur la communication, échelle de réactivité sociale et échelles de comportement adaptatif de Vineland.
RÉSULTATS:
HC présentait des transitions de connectivité fonctionnelle typiques des systèmes sensoriels primaires aux zones d'association, mais le groupe TSA montrait des modèles altérés d'intégration sensorielle multimodale aux systèmes hétéromodaux. Plus précisément, comparé au groupe HC, le groupe TSA a montré
- une hyper-connectivité dans le cortex visuel aux distances initiales de liaison;
- une hyper-connectivité entre les régions unimodales sensorielles et les régions du réseau en mode par défaut; et
- une hypo-connectivité entre les régions unimodales sensorielles et les zones des réseaux fronto-pariétaux et de l'attention. Ces modèles d'hypo- et d'hypo-connectivité ont été associés à une sévérité clinique accrue du TSA.
CONCLUSION:
La réorganisation du réseau chez les personnes avec un diagnostic de TSA et un haut niveau de fonctionnement cognitif affecte les régions stratégiques de l’intégration corticale unimodal à hétéromodal prédisant la gravité clinique.
La réorganisation du réseau chez les personnes avec un diagnostic de TSA et un haut niveau de fonctionnement cognitif affecte les régions stratégiques de l’intégration corticale unimodal à hétéromodal prédisant la gravité clinique.
En outre, l'analyse SFC semble être une approche prometteuse pour étudier la physiopathologie neuronale des déficits d'intégration multisensorielle dans les TSA.
J Am Acad Child Adolesc Psychiatry. 2019 Jun 28. pii: S0890-8567(19)30445-9. doi: 10.1016/j.jaac.2019.05.033.
Sensory-to-Cognitive Systems Integration Is Associated With Clinical Severity in Autism Spectrum Disorder
Martínez K1, Martínez-García M2, Marcos-Vidal L3, Janssen J4, Castellanos FX5, Pretus C6, Villarroya Ó6, Pina-Camacho L7, Díaz-Caneja CM8, Parellada M8, Arango C8, Desco M9, Sepulcre J10, Carmona S11.
Author information
- 1
- Centro De Investigación Biomédica en Red de Salud Mental (CIBERSAM), Madrid, Spain; Hospital General Universitario Gregorio Marañón, Madrid, Spain; Instituto de Investigación Sanitaria Gregorio Marañón, Hospital General Universitario Gregorio Marañón, Madrid, Spain. Electronic address: kenia.martinez.r@gmail.com.
- 2
- Centro De Investigación Biomédica en Red de Salud Mental (CIBERSAM), Madrid, Spain; Unidad de Medicina y Cirugía Experimental, Instituto de Investigación Sanitaria Gregorio Marañón, Madrid, Spain.
- 3
- Unidad de Medicina y Cirugía Experimental, Instituto de Investigación Sanitaria Gregorio Marañón, Madrid, Spain.
- 4
- Centro De Investigación Biomédica en Red de Salud Mental (CIBERSAM), Madrid, Spain; Instituto de Investigación Sanitaria Gregorio Marañón, Hospital General Universitario Gregorio Marañón, Madrid, Spain; Brain Center Rudolf Magnus, University Medical Center Utrecht, The Netherlands.
- 5
- Hassenfeld Children's Hospital at NYU Langone, New York, NY and the Division of Clinical Research, Nathan Kline Institute for Psychiatric Research, Orangeburg, New York.
- 6
- Unitat de Recerca en Neurociència Cognitiva, Departament de Psiquiatria i Medicina Legal, Universitat Autònoma de Barcelona, Barcelona, Spain, and Fundació IMIM (Institut Mar d'Investigacions Mèdiques), Barcelona, Spain.
- 7
- Centro De Investigación Biomédica en Red de Salud Mental (CIBERSAM), Madrid, Spain; Hospital General Universitario Gregorio Marañón, Madrid, Spain; School of Medicine, Universidad Complutense, Madrid, Spain; Institute of Psychiatry, Psychology & Neuroscience, King's College London, UK.
- 8
- Centro De Investigación Biomédica en Red de Salud Mental (CIBERSAM), Madrid, Spain; Hospital General Universitario Gregorio Marañón, Madrid, Spain; School of Medicine, Universidad Complutense, Madrid, Spain.
- 9
- Centro De Investigación Biomédica en Red de Salud Mental (CIBERSAM), Madrid, Spain; Unidad de Medicina y Cirugía Experimental, Instituto de Investigación Sanitaria Gregorio Marañón, Madrid, Spain; Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC), Madrid, Spain.
- 10
- Athinoula A. Martinos Center for Biomedical Imaging, Massachusetts General Hospital and Harvard Medical School, Charlestown, MA.
- 11
- Centro De Investigación Biomédica en Red de Salud Mental (CIBERSAM), Madrid, Spain; Unidad de Medicina y Cirugía Experimental, Instituto de Investigación Sanitaria Gregorio Marañón, Madrid, Spain; Universidad Carlos III, Madrid, Spain.
Abstract
OBJECTIVE:
Impaired multisensory integration in autism spectrum disorder (ASD) may arise from functional dysconnectivity among brain systems. Our study examines the functional connectivity integration between primary modal sensory regions and heteromodal processing cortex in ASD, and whether abnormalities in network integration relate to clinical severity.METHOD:
We studied a sample of 55 high-functioning ASD and 64 healthy controls (HC) male children and adolescents (total n = 119, age range 7-18). Stepwise functional connectivity analysis (SFC) was applied to resting state functional magnetic resonance images (rsfMRI) to characterize the connectivity paths that link primary sensory cortices to higher-order brain cognitive functional circuits and relate alterations in functional connectivity integration with three clinical scales: Social Communication Questionnaire, Social Responsiveness Scale, and Vineland Adaptive Behavior Scales.RESULTS:
HC displayed typical functional connectivity transitions from primary sensory systems to association areas, but the ASD group showed altered patterns of multimodal sensory integration to heteromodal systems. Specifically, compared to the HC group, the ASD group showed (1) hyper-connectivity in visual cortex at initial link step distances; (2) hyper-connectivity between sensory unimodal regions and regions of the default mode network; and (3) hypo-connectivity between sensory unimodal regions and areas of the fronto-parietal and attentional networks. These patterns of hyper- and hypo-connectivity were associated with increased clinical severity in ASD.CONCLUSION:
Network-wise reorganization in high-functioning ASD individuals affects strategic regions of unimodal-to-heteromodal cortical integration predicting clinical severity. Additionally, SFC analysis appears to be a promising approach for studying the neural pathophysiology of multisensory integration deficits in ASD.
Copyright © 2019. Published by Elsevier Inc.
- PMID:31260788
- DOI:10.1016/j.jaac.2019.05.033
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