L'activité cérébrale magnétoencéphalographique (MEG) au cours d'une tâche de flexibilité mentale suggère une neurobiologie partagée chez les enfants avec des troubles du neurodéveloppementaux

Aperçu: G.M.

CONTEXTE:

Les enfants avec des troubles neurodéveloppementaux (TND) présentent un phénotype commun impliquant des dysfonctionnements excécutifs, notamment des altérations de la flexibilité mentale (FM). Il est intéressant de savoir si ce phénotype découle d’une neurobiologie partagée.

METHODES:

Pour étudier cette possibilité, nous avons utilisé la neuroimagerie magnétoencéphalographique (MEG) pour comparer l'activité cérébrale chez les enfants (n = 88; 8-15 ans) avec un diagnostic de "trouble du spectre de l'autisme" (TSA), de trouble de déficit d'attention avec hyperactivité (TDAH) et de trouble obsessionnel-compulsif (TOC). ), alors qu’ils accomplissaient une tâche de changement de tâches/ flexibilité mentale (Note de trad fonction exécutive qui implique la capacité de déplacer inconsciemment l'attention d'une tâche à l'autre. En revanche, le changement cognitif implique un changement conscient de l'attention).

RÉSULTATS:

Les résultats de la neuro-imagerie ont révélé un profil d'activation pariétal similaire à travers le TND, des groupes suggérant un lien avec leur phénotype partagé. Les différences d'activité frontale ont différencié les trois groupes cliniques. Les analyses du comportement cérébral ont montré un lien avec les comportements répétitifs suggérant un dysfonctionnement commun de la boucle associative du système corticostriatal.

CONCLUSION:

Notre étude soutient la notion selon laquelle les TND peuvent exister dans un continuum phénotypique / biologique complexe. Tous les groupes TND ont présenté un profil d'activité pariétal soutenu suggérant qu'ils partagent une forte dépendance des cortex pariétaux postérieurs pour mener à bien la tâche de flexibilité mentale; Les études futures pourraient expliquer si cela est dû à un retard de développement du cerveau ou à un fonctionnement compensatoire. Les différences d’activité frontale peuvent jouer un rôle dans la différenciation des TND . Le groupe TOC a montré une activité préfrontale soutenue pouvant refléter l'hyperfrontalité. Le groupe TSA a présenté une activation frontale réduite évoquant un dysfonctionnement frontal et le groupe TDAH a présenté une hypoactivité étendue incluant des régions frontales et pariétales. Les analyses comportementales cérébrales ont montré une corrélation significative avec les comportements répétitifs pouvant refléter un dysfonctionnement de la boucle associative du système corticostriatal, lié à des comportements inflexibles. 

J Neurodev Disord. 2019 Aug 19;11(1):19. doi: 10.1186/s11689-019-9280-2.

Magnetoencephalographic (MEG) brain activity during a mental flexibility task suggests some shared neurobiology in children with neurodevelopmental disorders

Mogadam A^1,2, Keller AE^2,3, Arnold PD^4,5, Schachar R^2,6, Lerch JP^2,7,8, Anagnostou E^1,2,9, Pang EW^10,11,12.

Author information

1

Institute of Medical Science, Faculty of Medicine, University of Toronto, Toronto, Canada.

2

Neurosciences and Mental Health, SickKids Research Institute, Toronto, Canada.

3

Division of Neurology, Hospital for Sick Children, 555 University Avenue, Toronto, M5G 1X8, Canada.

4

Mathison Centre for Mental Health Research and Education, University of Calgary, Calgary, Canada.

5

Genetics and Genome Biology, SickKids Research Institute, Toronto, Canada.

6

Department of Psychiatry, Faculty of Medicine, University of Toronto, Toronto, Canada.

7

Mouse Imaging Centre, Hospital for Sick Children, Toronto, Canada.

8

Department of Medical Biophysics, Faculty of Medicine, University of Toronto, Toronto, Canada.

9

Holland Bloorview Kids Rehabilitation Hospital, Toronto, Canada.

10

Institute of Medical Science, Faculty of Medicine, University of Toronto, Toronto, Canada. elizabeth.pang@sickkids.ca.

11

Neurosciences and Mental Health, SickKids Research Institute, Toronto, Canada. elizabeth.pang@sickkids.ca.

12

Division of Neurology, Hospital for Sick Children, 555 University Avenue, Toronto, M5G 1X8, Canada. elizabeth.pang@sickkids.ca.

Abstract

BACKGROUND:

Children with neurodevelopmental disorders (NDDs) exhibit a shared phenotype that involves executive dysfunctions including impairments in mental flexibility (MF). It is of interest to understand if this phenotype stems from some shared neurobiology.

METHODS:

To investigate this possibility, we used magnetoencephalography (MEG) neuroimaging to compare brain activity in children (n = 88; 8-15 years) with autism spectrum disorders (ASD), attention deficit hyperactivity disorder (ADHD) and obsessive-compulsive disorder (OCD), as they completed a set-shifting/mental flexibility task.

RESULTS:

Neuroimaging results revealed a similar parietal activation profile across the NDD, groups suggesting a link to their shared phenotype. Differences in frontal activity differentiated the three clinical groups. Brain-behaviour analyses showed a link with repetitive behaviours suggesting shared dysfunction in the associative loop of the corticostriatal system.

CONCLUSION:

Our study supports the notion that NDDs may exist along a complex phenotypic/biological continuum. All NDD groups showed a sustained parietal activity profile suggesting that they share a strong reliance on the posterior parietal cortices to complete the mental flexibility task; future studies could elucidate whether this is due to delayed brain development or compensatory functioning. The differences in frontal activity may play a role in differentiating the NDDs. The OCD group showed sustained prefrontal activity that may be reflective of hyperfrontality. The ASD group showed reduced frontal activation suggestive of frontal dysfunction and the ADHD group showed an extensive hypoactivity that included frontal and parietal regions. Brain-behaviour analyses showed a significant correlation with repetitive behaviours which may reflect dysfunction in the associative loop of the corticostriatal system, linked to inflexible behaviours.

PMID:31426750

DOI:10.1186/s11689-019-9280-2