Brain State Differentiation and Behavioral Inflexibility in Autism†

Traduction: G.M.

Cereb Cortex. 2014 Jul 29. pii: bhu161. 

Différenciation des états cérébraux et inflexibilité comportementale dans l'autisme

Uddin LQ1, Supekar K2, Lynch CJ2, Cheng KM2, Odriozola P2, Barth ME2, Phillips J2, Feinstein C2, Abrams DA2, Menon V3.

Author information

• 1Department of Psychology, University of Miami, Coral Gables, FL 33124, USA.
• 2Department of Psychiatry and Behavioral Sciences.
• 3Department of Psychiatry and Behavioral Sciences Program in Neuroscience Department of Neurology and Neurological Sciences, Stanford University School of Medicine, Stanford, CA 94305, USA.

Abstract

Autism spectrum disorders (ASDs) are characterized by social impairments alongside cognitive and behavioral inflexibility. While social deficits in ASDs have extensively been characterized, the neurobiological basis of inflexibility and its relation to core clinical symptoms of the disorder are unknown. We acquired functional neuroimaging data from 2 cohorts, each consisting of 17 children with ASDs and 17 age- and IQ-matched typically developing (TD) children, during stimulus-evoked brain states involving performance of social attention and numerical problem solving tasks, as well as during intrinsic, resting brain states. Effective connectivity between key nodes of the salience network, default mode network, and central executive network was used to obtain indices of functional organization across evoked and intrinsic brain states. In both cohorts examined, a machine learning algorithm was able to discriminate intrinsic (resting) and evoked (task) functional brain network configurations more accurately in TD children than in children with ASD. Brain state discriminability was related to severity of restricted and repetitive behaviors, indicating that weak modulation of brain states may contribute to behavioral inflexibility in ASD. These findings provide novel evidence for a potential link between neurophysiological inflexibility and core symptoms of this complex neurodevelopmental disorder.

© The Author 2014. Published by Oxford University Press. All rights reserved. For Permissions, please e-mail: journals.permissions@oup.com

Résumé

Les troubles du spectre autistique (TSA) sont caractérisés par des déficiences sociales aux côtés d'une rigidité cognitive et comportementale. 

Alors que les déficits sociaux en TSA ont largement été caractérisés, la base neurobiologique de l'inflexibilité et sa relation avec les symptômes cliniques de base du trouble sont inconnues. 

Nous avons acquis des données de neuro-imagerie fonctionnelle de deux cohortes, composées chacune de 17 enfants avec  TSA et 17 enfants au développement typique apparié en âge et QI, pendant les états cérébraux évoqués par des stimuli impliqués dans des situations d'attention sociale et la résolution de tâches de problème numérique, ainsi que pendant des états intrinsèques du cerveau au repos. 

La connectivité efficace entre les nœuds clés du réseau de saillance, réseau en mode par défaut, et le réseau exécutif central a été utilisée pour obtenir des indices d'organisation fonctionnelle dans les états du cerveau évoqués et intrinsèques. 

Dans les deux cohortes étudiées, un algorithme d'apprentissage était capable de distinguer les configurations de réseau cérébral intrinsèque (repos) et évoqué (tâche) plus précisément chez les enfants TDque chez les enfants avec TSA. 

La discriminabilité de l'état du cerveau était liée à la gravité des comportements restreints et répétitifs, indiquant que la faible modulation des états du cerveau peut contribuer à la rigidité comportementale dans les TSA. 

Ces résultats fournissent une preuve nouvelle d'un lien potentiel entre rigidité et  principaux symptômes neurophysiologiques de ce trouble neurodéveloppemental complexe. 

PMID: 

25073720

 

Identification of neural connectivity signatures of autism using machine learning

Traduction partielle: G.M.

Front Hum Neurosci. 2013 Oct 17;7:670. doi: 10.3389/fnhum.2013.00670.

Identification des signatures de connectivité neuronale de l'autisme grâce à l'apprentissage par la machine

Deshpande G, Libero LE, Sreenivasan KR, Deshpande HD, Kana RK.

Source

AU MRI Research Center, Department of Electrical and Computer Engineering, Auburn University Auburn, AL, USA ; Department of Psychology, Auburn University Auburn, AL, USA.

Abstract

Des altérations de la connectivité neuronale interrégionale ont été suggérées comme une signature de la pathobiologie de l'autisme.  
Il y a eu de nombreux rapports de la connectivité fonctionnelle et anatomique modifiée alors que les personnes avec autisme sont engagées dans des tâches cognitives et sociales complexes . 
Bien que la corrélation instantanée perturbée entre régions corticales observées à partir de l'IRM fonctionnelle est considérée comme un modèle explicatif de l'autisme , l'influence causale d'une région du cerveau à l'autre ( connectivité efficace ) est un lien vital qui manque dans ces études. 
La présente étude vise à répondre à cela dans une étude IRMf de la théorie de l' esprit ( ToM ) chez 15 adolescents et adultes avec autisme à haut fonctionnement cognitif et 15 participants contrôle qui se développent sans autisme.  
Les participants ont visionné une série de vignettes de bandes dessinées dans le scanner IRM et ont été invitées à choisir la fin la plus logique à l'histoire selon trois alternatives , séparément pour les essais portant sur la causalité physique et intentionnelle . 

The mean time series, extracted from 18 activated regions of interest, were processed using a multivariate autoregressive model (MVAR) to obtain the causality matrices for each of the 30 participants. These causal connectivity weights, along with assessment scores, functional connectivity values, and fractional anisotropy obtained from DTI data for each participant, were submitted to a recursive cluster elimination based support vector machine classifier to determine the accuracy with which the classifier can predict a novel participant's group membership (autism or control). 


Nous avons trouvé une précision de la classification maximale de 95,9% avec 19 caractéristiques qui avaient la plus forte capacité discriminative entre les groupes.  
Les 19 caractéristiques étaient les voies de connectivité efficace , ce qui indique que les informations de causalité peuvent être critiques dans la discrimination entre l'autisme et le groupe témoin .  
Ces voies de connectivité efficaces ont également été significativement plus importantes dans les contrôles par rapport aux participants TSA et se composait principalement de sorties de la zone du visage fusiforme et le gyrus temporal moyen indiquant la connectivité avec facultés affaiblies chez les participants atteints de TSA , en particulier dans les zones du cerveau sociaux. Ces résultats soulignent collectivement vers le fait que des modifications dans la connectivité de causalité dans le cerveau TSA pourraient servir de signature neuro-imagerie non -invasive potentielle de l'autisme.

These effective connectivity paths were also found to be significantly greater in controls as compared to ASD participants and consisted predominantly of outputs from the fusiform face area and middle temporal gyrus indicating impaired connectivity in ASD participants, particularly in the social brain areas. These findings collectively point toward the fact that alterations in causal connectivity in the brain in ASD could serve as a potential non-invasive neuroimaging signature for autism.

PMID: 24151458

Atypical Effective Connectivity of Social Brain Networks in Individuals with Autism

Traduction partielle: G.M.

Brain Connect. 2013 Oct 4.

Connectivité efficace atypique des réseaux du cerveau social chez les personnes avec autisme

Hanson C, Hanson S, Ramsey J, Glymour C.

Source

Rutgers University, RUBIC, 197 University Ave, 110 N. Park, Newark, New Jersey, United States, 07102, 973-353-3306, 973-353-1272 ; cat@psychology.rutgers.edu

Abstract

L'incapacité à s'engager dans une attention conjointe est un marqueur fort de la cognition sociale limitée associée à un trouble du spectre autistique (TSA).  
L'objectif de cette étude était de localiser la source de l'affaiblissement de l'attention conjointe chez les personnes avec TSA en examinant les données à la fois comportementales et de l'IRMf recueillies au cours de diverses tâches impliquant le regard, le signal directionnel, et le traitement des visages.

The tasks were designed to engage three brain networks associated with social cognition (face processing, Theory of Mind, and action understanding). The behavioral results indicate that even high functioning individuals with ASD perform less accurately and more slowly than neurotypical (NT) controls when processing eyes, but not when processing a directional cue (an arrow) that did not involve eyes. Behavioral differences between the neurotypical and ASD groups were consistent with differences in the effective connectivity of FACE, TOM, and ACTION networks. 

Une recherche Independent Multiple-sample Greedy Equivalence Search (IMaGES) a été utilisée pour examiner ces réseaux cérébraux sociaux et a constaté que tandis que personnes neurotypiques produisent des schémas stables de réponses à travers les tâches visant à engager un réseau donné du cerveau, les participants avec TSA ne le font pas . 
En outre, les participants avec TSA recrutent les trois réseaux d'une manière très différente de celle de participants neurotypiques .
Ces résultats confortent un nombre croissant d'ouvrages décrivant les perturbations en matière de connectivité cérébrale en général chez les personnes avec autisme en ciblant des réseaux spécifiques hypothétiques à la base de la déficience cognitive sociale  

PMID: 24093627

Multisite functional connectivity MRI classification of autism: ABIDE results

Traduction: G.M.

Front Hum Neurosci. 2013 Sep 25;7:599.

Classification IRM de la connectivité fonctionnelle multisite dans l'autisme: Résultats ABIDE

Nielsen JA, Zielinski BA, Fletcher PT, Alexander AL, Lange N, Bigler ED, Lainhart JE, Anderson JS.

Source

Interdepartmental Program in Neuroscience, University of Utah Salt Lake City, UT, USA ; Department of Psychiatry, University of Utah Salt Lake City, UT, USA.

Contexte

Des différences systématiques dans les mesures par IRM de la connectivité fonctionnelleont été observées de manière consistance dans l'autisme, avec principalement une diminution de la connectivité cortico-corticale.
Les précédentes tentatives de classification en un objet unique de l'autisme de haut niveau en utilisant une connectivité point par point de l'ensemble du cerveau ont rapporté environ 80% de classification exacte de l'autisme par rapport à des sujets contrôles dans un large éventail d'âge.
Nous avons tenté de reproduire la méthode et les résultats à l'aide du Autism Brain Imaging Data Exchange (ABIDE), y compris les données d'IRMf à l'état de repos obtenus à partir de 964 personnes et 16 sites internationaux distincts . 

Méthodes 

Pour chacun des 964 sujets, nous avons obtenu des mesures de connectivité fonctionnelles paires à partir d'un réseau de 7266 des régions d'intérêt couvrant la matière grise (26,4 millions de «connexions») après prétraitement qui comprenait la correction du temps par tranche et du mouvement, la coregistration d'une image anatomique, la normalisation de la norme l'espace, et enlèvement de voxelwise par régression des paramètres de mouvement, du tissu mou, du CSF, et des signaux de matière blanche.
Les raccordements ont été regroupés en plusieurs bacs, et un classificateur leave-one-out a été évaluée sur les connexions comprenant chacun ensemble de casiers. Âge, âge au carré, le sexe, impartialité, et le site ont été incluses comme covariables pour le classificateur.
coregistration à une image anatomique, normalisation à l'espace standard, et enlèvement de voxelwise par régression des paramètres de mouvement, du tissu mou, du CSF, et des signaux de matière blanche.
Les connexions étaient groupées dans de multiples boîtes et une classification leave-one-out (Note de traduction : on apprend sur n-1 observations puis on valide le modèle sur la énième observation et l'on répète cette opération n fois) a évalué les connexions comprenant chaque ensemble de bacs. 
L'âge, l'âge au carré, le genre, la compétence gestuelle, et le lieu était inclus comme covariants dans le classificateur. 

Résultats

L'exactitude de classification a surpassé de manière significative le hasard mais était bien inférieure pour la prévision multisite que pour des résultats des emplacements simples précédents. 
Une exactitude aussi haute que 60% a été obtenue pour la classification entière de cerveau, avec la meilleure exactitude pour les raccordements impliquant des régions du réseau en mode défaut, les  gyrus fusiformes parahypocampal, l'insula, la région de Wernicke, et le sillon interpariétal. 
Les scores classificateurs ont été liés à la sévérité des symptômes, à la fonction sociale, aux exercices de vie quotidiens, et au Q.I. verbal. 
L'exactitude de classification était sensiblement plus haute pour des emplacements avec des plus longs temps "BOLD" de formation image.

Conclusions 

La classification de connectivité fonctionnelle multisite dans l'autisme a surpassé le hasard en utilisant un classificateur leave-one out,  mais présentait une précision moindre que pour les résultats à un seul site. 
Les tentatives d'utilisation classificateurs multisites nécessiteront probablement des algorithmes améliorés de classification, des temps d'imagerie plus audacieux, et des paramètres d'acquisition standardisés pour une éventuelle future utilité clinique.

Underconnectivity of the Superior Temporal Sulcus predicts Emotion recognition deficits in Autism

Traduction: G.M.

Soc Cogn Affect Neurosci. 2013 Sep 26.

La sous-connectivité dans le Sillon temporal supérieur prédit le déficit de reconnaissance des émotions dans l'autisme

Alaerts K, Woolley DG, Steyaert J, Di Martino A, Swinnen SP, Wenderoth N.

Source

Child Study Center, New York University, One Park Avenue, 8th Floor, 10016 New York, NY, USA, Research Center for Movement Control and Neuroplasticity, KU Leuven, Tervuurse Vest 101, 3001 Leuven, Belgium, Kaat.Alaerts@faber.kuleuven.be

Résumé

Les déconnexions neurodéveloppementales sont présumées provoquer des altérations comportementales dans les troubles du spectre autistique (TSA). Ici, nous avons combiné des mesures de connectivité fonctionnelle intrinsèque (IFC) de l'IRMf à l'état de repos avec des mesures d'IRMf  basée sur des tâches afin d'examiner si l'activité altérée et /ou l'IFC du sillon temporal supérieur postérieur (pSTS) droit fait office de médiateur dans les déficits de la reconnaissance des émotions dans les TSA.  
 
Quinze adultes avec TSA et quinze adultes contrôles appariées  ont fait l'objet d’une IRMf basée sur au repos et lors de tâches, au cours desquelles les participants devaient discriminer des états émotionnels à partir de l'affichage de points lumineux (PLD :point light displays).
La connectivité fonctionnelle intrinsèque du sillon temporal supérieur postérieur droit  a été examinée en utilisant les données de 584 personnes (278 TSA/306 contrôles) au repos de l'Autism Brain Imaging Data Exchange (ABIDE).
Les participants avec TSA sont moins précis que les participants du groupe contrôle pour reconnaître des états émotionnels du PLD. Les analyses ont révélé des réductions prononcées liées au TSA à la fois dans l'activité basée sur les tâches et l'état de repos de la connectivité fonctionnelle intrinsèque du sillon temporal supérieur postérieur droit avec des zones fronto-pariétales qui englobent généralement le réseau d'observation de l'action.

 

Notamment, l'hypo-activité du pSTS était reliée à l'hypo-connectivité  du pSTS et les deux mesures ont été prédictives de la performance de la reconnaissance des émotions à chaque mesure en expliquant une partie unique de la variance. 

Les analyses avec le vaste et indépendant fichier de données ABIDE reproduit les réductions dans le pSTS-iFC des régions fronto-pariétales.

Ces recherches fournissent de nouvelles preuves que l'hypo-activité et l'hypo-connectivité du pSTS avec le réseau d'observation des mesures fronto-pariétales sont liées aux déficits sociaux caractéristiques du TSA.

Examining the characteristics of visuospatial information processing in individuals with high-functioning autism

Traduction : G.M.

Yale J Biol Med. 2013 Jun 13;86(2):147-56. Print 2013 Jun.

L'examen des caractéristiques de traitement de l'information visuo-spatiale chez les individus atteints d'autisme de haut fonctionnement

Kumar SL.

Source

University of Alabama School of Medicine, Birmingham, Alabama.

Résumé

Le traitement de l'information chez les personnes atteintes d'autisme se caractérise par une interaction unique de forces et les faiblesses qui en concert distingue la cognition sociale dans l'autisme des individus dont le cerveau fonctionnent de façon typique.
Dans l'autisme, les difficultés avec un haut niveau de fonctionnement cognitif et une amélioration des processus visuel de bas niveau comme dans les tâches de recherche visuelle peuvent conduire à une diminution de la cohérence centrale, qui a le potentiel de nuire sur la façon dont une personne fonctionne dans les interactions sociales où l'intégration de composants tels que l'intention, l'émotion et le contexte dresse le tableau de du portrait global nécessaire à la pour la transformation sociale. Une compréhension plus approfondie des processus cognitifs et neuronaux dans l'autisme est importante pour l'avancement des programmes d'intervention. 

Le but de cette revue est de discuter les implications des études de neuroimagerie et comportementales qui ont analysé les fonctions cognitives supérieures chez les personnes avec autisme à haut niveau de fonctionnement cognitif, avec un accent particulier mis sur les études qui ont examiné le traitement visuo-spatial.

A custom magnetoencephalography device reveals brain connectivity and high reading/decoding ability in children with autism

Traduction: G.M.

Sci Rep. 2013;3:1139. Epub 2013 Jan 25.

Un dispositif de mesure magnétoencéphalographie révèle la connectivité du cerveau et la grande capacité de codage/décodage des enfants avec autisme

Kikuchi M, Yoshimura Y, Shitamichi K, Ueno S, Hirosawa T, Munesue T, Ono Y, Tsubokawa T, Haruta Y, Oi M, Niida Y, Remijn GB, Takahashi T, Suzuki M,Higashida H, Minabe Y.

Source

Source

Research Centre for Child Mental Development, Kanazawa University , Kanazawa 920-8640, Japan ; Departments of Psychiatry and Neurobiology, Graduate School of Medical Science, Kanazawa University , Kanazawa 920-8640, Japan ; Higher Brain Functions & Autism Research, Department of Child Development, Osaka University United Graduate School of Child Development, Osaka University, Kanazawa University, Hamamatsu University School of Medicine, Chiba University, and Fukui University , Kanazawa 920-8640, Japan.

Accès au texte intégral en anglais

Résumé

Un sous-ensemble d'individus ayant des troubles du spectre autistique (TSA) effectue avec plus de compétences certaines tâches visuelles que peuvent être prédites par leurs performances cognitives générales. 

Cependant, chez les jeunes enfants atteints de TSA (âgés de 5 à 7), la capacité conservée dans ces tâches et les corrélats neurophysiologiques de leur capacité ne sont pas bien documentés. 

Dans la présente étude, nous avons utilisé un système de magnétoencéphalographie et démontré que la capacité conservée dans la tâche de raisonnement visuel a été associée à la latéralisation droite de la connectivité neurophysiologique entre les régions pariétale et temporale chez les enfants atteints de TSA. 

En outre, nous avons démontré que plus la capacité de lecture/décodage a également été associée à la même latéralisation chez les enfants avec TSA. 

Ces corrélats neurophysiologiques de tâches visuelles sont considérablement différents de ceux qui sont observés chez les enfants qui se développent sans autisme. 

Ces résultats indiquent que les enfants atteints de TSA ont des voies nerveuses fondamentalement différentes qui contribuent à leur capacité relativement préservée dans les tâches visuelles. 

White matter connectivity in children with autism spectrum disorders: a tract-based spatial statistics study

Traduction: G.M.

Lire l'intégralité de l'article en anglais

BMC Neurol. 2012 Nov 29;12(1):148.

Connectivité matière blanche chez les enfants atteints de troubles du spectre autistique: une étude fondée sur les statistiques spatiales

Billeci L, Calderoni S, Tosetti M, Catani M, Muratori F.

Contexte

Les troubles du spectre autistique (TSA) sont associés à des altérations répandues de l'intégrité de la substance blanche (WM) . Cependant, alors qu'un nombre croissant d'études est éclairant sur ​​les modifications microstructurales dans WM des adolescents et adultes avec  un TSA et un haut niveau de fonctionnement cognitif, la littérature fait encore défaut pour les informations sur la connectivité structurelle du cerveau entier chez les enfants et les patients avec un TSA à faible niveau de fonctionnement cognitif.
Cette recherche vise à étudier la connectivité dans WM des enfants autistes avec ou sans retard mental par rapport à un développement sans autisme d'un groupe contrôle (TD).

Méthodes

L'IRM de diffusion (DTI) a été réalisée chez 22 jeunes enfants atteints de TSA (âge moyen: 5.54 ans) et 10 témoins (âge moyen: 5,25 ans). 
Les données ont été analysées à la fois en utilisant les statistiques basées sur les voies spatiales (TBSS) et la tractographie. Des corrélations ont été étudiées entre la microstructure WM dans les régions identifiées comme altérées et le niveau de langue productif. 

Résultats

L'analyse TBSS a révélé une augmentation généralisée de l'anisotropie fractionnelle (FA) dans les principales voies WM. L'approche tractographique a montré une augmentation de la longueur des fibres et une FA dans le cingulum (en rouge sur l'image) et dans le corps calleux et une diffusivité moyenne augmentée dans les segments de la courbe indirects droit et le cingulum gauche. La diffusivité  moyenne est également corrélée avec le fonctionnement du langage expressif dans les segments gauches indirects du faisceau arqué. 

Image Wikipédia 

CONCLUSIONS

Notre étude a confirmé la présence de plusieurs anomalies structurelles de connectivité chez les jeunes enfants atteints de TSA. 
En particulier, le profil TBSS de FA accrue qui caractérise les patients TSA s'étend aux enfants; une constatation détecté auparavant seulement chez les tout-petits avec TSA. 
Les anomalies détectées de l'intégrité de WM peuvent être pertinentes par rapport à la physiopathologie des TSA, puisque les structures concernées participent à certaines caractéristiques fondamentales atypiques de la maladie. 

Social Perception in Autism Spectrum Disorders: Impaired Category Selectivity for Dynamic but not Static Images in Ventral Temporal Cortex

Traduction: G.M.

Cereb Cortex. 2012 Sep 26

Perception sociale dans les troubles du spectre autistique: facultés de sélectivité des catégories diminuées pour les images dynamiques, mais pas statiques dans le cortex temporal ventral

J Weisberg , Milleville SC , L Kenworthy , Wallace GL , Gotts SJ , MS Beauchamp , Martin A . 

Source

NIMH, Laboratoire du cerveau et de la cognition, Bethesda, MD 20850

Résumé

Les études sur les troubles du spectre autistique (TSA) révèlent un dysfonctionnement dans les systèmes neuronaux de médiation du traitement de l'objet (en particulier les visages) et de la cognition sociale, mais peu d'enquêtes ont systématiquement évalué la spécificité de la dysfonction. 

Nous avons comparé les réponses corticales chez des adolescents avec un développement typique et chez des personnes atteintes de TSA face à des stimuli distincts dans des domaines conceptuels connus pour provoquer des activités de catégorisation liées à différents systèmes neuronaux. 

Dans l'expérience 1, les sujets ont pris des décisions de catégorisation de photographies, de vidéos et des points lumineux affichant des personnes et des outils. 

Dans l'expérience 2, les sujets interprétaient des affichages de formes simples et géométriques en mouvement décrivant les interactions sociales ou mécaniques. 

Dans les deux expériences, nous avons constaté un déficit sélectif chez les sujets TSA pour des stimuli sociaux dynamiques (vidéos et point lumineux affichage de personnes, déplacement des formes géométriques), mais pas pour les images statiques, dans la région fonctionnellement latérale localisée dans le gyrus fusiforme droit, y compris les aires fusiformes liées aux visages. 

En revanche, aucune différence entre les groupes n'a été trouvée en réponse soit à des images statiques ou des stimuli dynamiques dans d'autres régions cérébrales associées avec le visage et la transformation sociale (par exemple le sillon postérieur temporal supérieur, l'amygdale), suggérant une connectivité désordonnée entre ces régions et le gyrus fusiforme dans les TSA. 

Cette possibilité a été confirmée par analyse de la connectivité fonctionnelle.

Atypical Visuospatial Processing in Autism: Insights from Functional Connectivity Analysis

Traduction : G.M.

Traitement visuospatial atypique dans l'autisme: le point sur l'analyse de la connectivité fonctionnelle

McGrath J , K Johnson , Ecker C , E O'Hanlon , Gill M , L Gallagher , Garavan H

Source

Département de psychiatrie, Trinity Centre des sciences de la santé, l'Hôpital Saint-James, Dublin, Irlande.

Résumé

Le traitement visuo-spatial atypique est couramment décrit dans les troubles du spectre autistique (TSA), mais les fondements neurobiologiques spécifiques de ce phénomène sont encore mal compris.

Compte tenu de nombreux éléments de preuve suggérant que les TSA sont caractérisés par une connectivité neuronale anormale, cette étude visait à étudier le réseau de connectivité au cours du traitement visuo-spatial dans les TSA. 

Vingt-deux hommes atteints de TSA sans déficience intellectuelle et 22 personnes dans le groupe contrôle appariés individuellement ont réalisé une tâche de rotation mentale au cours d'une imagerie fonctionnelle par résonance magnétique (IRM) dans laquelle des stimuli en rotation étaient jugés comme étant identiques (Essai idem) ou en miroir (" Essai miroir »). 

Les résultats comportementaux ont révélé un avantage relatif lors de la rotation mentale pour les personnes du groupe TSA - les personnes du groupe contrôle ont été plus lentes à répondre aux essais en miroir plus difficile que les essais identiques même lorsque le groupe TSA réalisait les essais miroir et les essais identiques à des vitesses similaires. 

Dans le groupe TSA, l'activité du cerveau a été réduite dans les régions frontale, temporale, occipitale, striatale, et cérébelleuse et, en conformité avec la littérature précédente, la connectivité fonctionnelle entre un certain nombre de régions du cerveau a été réduite. 

Toutefois, certaines connexions semblait être conservées et ont été recrutées d'une manière qualitativement différente par les deux groupes. 

Face à l'augmentation de la difficulté de la tâche (sur les essais de miroir), les personnes du groupe contrôle ont tendance à augmenter les connexions entre certaines régions du cerveau, tandis que les personnes du groupe TSA suppriment des connexions entre ces régions.

Il y avait une exception intéressante à cette tendance dans le cortex visuel, une constatation qui peut constituer un avantage au début de traitement perceptif visuel dans les TSA.  

De façon générale, cette étude a identifié un avantage relatif dans la rotation mentale dans le TSA qui est associé à une connectivité neurale anormale et qui peut provenir du traitement perceptuel visuel augmenté.

Fractionation of social brain circuits in autism spectrum disorders

Traduction: G.M.

Fractionnement des circuits sociaux du cerveau dans les troubles du spectre autistique

Source

Section 1 sur la neuropsychologie cognitive, Laboratoire de Brain and Cognition, Institut national de la santé mentale (NIMH), National Institutes of Health, Bethesda, MD 20892, USA

Résumé

Les troubles du spectre autistique sont des troubles du développement caractérisés par des déficiences dans les capacités sociales et de la communication et des comportements répétitifs.Des preuves convergentes neuroscientifiques ont suggéré que la neuropathologie des troubles du spectre autistique est largement distribué, impliquant la connectivité avec des facultés affaiblies dans tout le cerveau.

Ici, nous évaluons l'hypothèse que la diminution de connectivité chez des adolescents souffrant d'un trouble du spectre autistique à haut niveau de fonctionnement cognitif par rapport d'autres adolescents se développant de façon typique est concentrée dans les domaines spécifiques des circuits qui sont spécialisés dans le traitement social.

En utilisant une nouvelle approche de connectivité du cerveau entier en imagerie par résonance magnétique fonctionnelle, nous avons constaté que non seulement les diminutions en matière de connectivité sont les plus prononcées entre les régions du cerveau social, mais aussi qu'elles sont spécifiques à des connexions entre les régions du cerveau liées au système limbique impliquées depuis les aspects affectifs du traitement de la vie sociale jusqu'à d'autres parties du cerveau social qui soutiennent les processus linguistiques et sensori-moteur.
Ce modèle sélectif a été obtenu indépendamment des corrélations avec les mesures de la sévérité des symptômes sociaux ce qui implique un fractionnement du cerveau social dans les troubles du spectre autistique au niveau de lensemble des circuits.

Callosal fiber length and interhemispheric connectivity in adults with autism: Brain overgrowth and underconnectivity

Traduction: G.M. 

La longueur des fibres du corps calleux et la connectivité interhémisphérique chez les adultes atteints d'autisme: prolifération cérébrale et sous connectivité

Lewis JD, Theilmann RJ, Fonov V, P Bellec, Lincoln A, Evans AC, Townsend J. 

Source
Institut neurologique de Montréal, l'Université McGill, Montréal, Québec, Canada. jlewis@bic.mni.mcgill.ca. a

Résumé

Les adultes typiques montrent une relation inverse entre la longueur des fibres du corps calleux et le degré de connectivité inter-hémisphérique. L'hypothèse a été émise que cela pourrait être une conséquence de l'influence des retards de conduction et des coûts cellulaires au cours du développement sur ​​la taille des axones, qui tous deux augmentent avec la longueur des fibres.
Le trouble du spectre autistique (TSA) fournit un test de cette hypothèse: les enfants atteints de TSA sont connus pour avoir des cerveaux plus denses; donc, les adultes atteints de TSA devrait montrer des réductions en matière de connectivité interhémisphérique proportionnelles à leur degré de prolifération cérébrale pendant le développement.
Cette prédiction a été testée en évaluant la relation entre la taille et la structure du corps calleux et la longueur des fibres du corps calleux, en ajustant le volume intracrânien, dont on pense qu'il  refléte la taille maximale du cerveau atteint au cours du développement.
En utilisant la tractographie pour estimer la longueur des fibres calleuses émanant de toutes les aires du cortex, ainsi que les régions du corps calleux à travers lesquelles elles passent , nous montrons que les adultes atteints de TSA montrent une relation inverse entre la longueur des fibres du corps calleux, ajusté pour le volume intracrânien, et la taille du corps calleux , et une relation positive entre la longueur des fibres du corps calleux et la diffusion radiale.
Les résultats fournissent un support pour l'impact hypothétique de la longueur des fibres au cours du développement.

Les aires cérébrales ne communiquent pas efficacement chez les adultes avec autisme

ATLANTA - Un regard nouveau sur le cerveau des adultes avec autisme a fourni de nouvelles preuves que les différentes aires cérébrales des personnes atteintes par ce trouble du développement pourraient ne pas communiquer entre elles aussi efficacement qu'elles le font chez les autres.

Les chercheurs du Centre de l'Autisme de l'université de Washington annonceront aujourd'hui, lors de la réunion annuelle de la Société de Neuroscience, la première étude qui a mesuré l'activité neurale en employant l'électroencéphalographie à haute résolution (EEG) pour examiner les connexions du cortex cérébral, la partie du cerveau qui gère les processus cognitifs supérieurs.

Par comparaison avec les individus au développement normal, les scientifiques ont trouvé des modèles de connectivité anormale entre les aires cérébrales des personnes avec autisme. Ces anomalies ont montré à la fois une sur-connectivité et une sous-connectivité entre les neurones de différentes parties du cortex, selon Michael Murias, un chercheur postdoctoral qui a dirigé cette étude.

"Nos découvertes indiquent des différences de l'activité neurale coordonnée chez les adultes avec autisme," a dit Murias, "ce qui implique une communication interne réduite entre les aires cérébrales."

Les chercheurs de l'UW ont analysé les EEG de 36 adultes entre 19 à 38 ans. La moitié des adultes était atteinte d'autisme et tous avaient un QI de 80 au moins. Les EEG, qui mesurent l'activité des centaines de millions de cellules de cerveau, ont été collectés avec une rangée de 124 électrodes alors que les gens étaient assis et se relaxaient, les yeux fermés pendant deux minutes.

Les chercheurs ont trouvé des modèles de connectivité neurale supérieure à la normale dans l'hémisphère gauche, en particulier dans le lobe temporal des personnes avec autisme pour deux fréquences différentes des ondes cérébrales, dans les bandes d'ondes delta et thêta. Cette région du cerveau est associée au langage, fonction qui est altérée chez beaucoup de personnes avec autisme.

Un modèle global de connectivité neurale réduite entre les lobes frontaux et le reste du cerveau des autistes est apparu dans la bande des ondes alpha. Ces découvertes confirment plusieurs autres études utilisant l'imagerie par résonance magnétique et la tomographie par émission de positron, qui mesurent toutes les deux l'activité du cerveau en mesurant l'afflux de sang. Des études post mortem suggèrent également des défauts de communication au niveau des cellules cérébrales individuelles.

Cette sur et sous-abondance de connexions neurales suggère une communication inefficace et erratique dans le cerveau des personnes avec autisme et peut expliquer certains déficits des personnes ayant ce trouble.

Cette recherche a des applications pratiques. Murias croit que les modèles anormaux d'activité cérébrale sont un marqueur biologique potentiel d'autisme et peuvent aider à définir le phénotype, les caractéristiques principales, de l'autisme. Ses collègues de l'UW pensent que des techniques d'EEG peuvent être employées sur les enfants en bas âge pour permettre la détection précoce de l'autisme, ce qui est critique pour intervenir sur ce trouble. Les autres membres de l'équipe de recherche font partie du Centre de l'Autisme de l'UW, dont Geraldine Dawson directrice du Centre et professeur de psychologie, Sara Webb, professeur auxiliaire de psychiatrie et de sciences comportementales, Jessica Greenson, chercheuse scientifique et Kristen Merkle, assistante d'études de recherches. L'Institut National de Recherche sur la Santé Mentale pour l'Avancement de la Recherche et le Traitement de l'Autisme ainsi que la Perry Research Fellowship Endowment ont subventionné ces recherches.

L'autisme, un ensemble de troubles du développement, est le plus commun de ce type de troubles aux Etats-Unis. On estime qu'il affecte un enfant sur 166. L'autisme est caractérisé par une incapacité à communiquer et à interagir avec d'autres personnes et ceux qui en sont atteints ont habituellement des activités et des intérêts restreints.