Volume de la matière grise du putamen dans les troubles neuropsychiatriques et neurodégénératifs

Aperçu: G.M.
Le putamen est enrichi en dopamine et associé à des phénotypes liés à la dopamine, notamment de nombreux troubles neuropsychiatriques et neurodégénératifs qui se manifestent par une déficience motrice, un comportement impulsif et des déficits cognitifs. Le volume de matière grise du putamen dépend de l'âge et est contrôlé génétiquement. Dans la plupart des troubles neuropsychiatriques et neurodégénératifs, y compris les troubles du spectre de Parkinson, la maladie de Huntington, la démence à corps de Lewy, la maladie d'Alzheimer, la sclérose en plaques, le trouble d'hyperactivité avec déficit de l'attention, la dyslexie du développement et la dépression majeure, le volume du putamen est considérablement réduit. D'autre part, chez les personnes atteintes de trouble bipolaire, de troubles du spectre schizophrénique, en particulier de patients atteints de schizophrénie et traités par neuroleptiques, de "troubles du spectre de l'autisme" , de troubles obsessionnels compulsifs et de dépendance à la cocaïne / amphétamine, le volume du putamen est considérablement augmenté. 

Par conséquent, le volume de putamen peut servir de marqueur neural structurel pour de nombreuses maladies neuropsychiatriques et neurodégénératives et de prédicteur des résultats du traitement chez les personnes atteintes de ces affections. 

Nous avons fourni une vue d'ensemble des bases génétiques du volume de putamen et avons exploré les mécanismes potentiels par lesquels un volume de putamen altéré se manifeste dans ces conditions neuropsychiatriques et neurodégénératives, avec un accent particulier sur les processus dopaminergiques.

 
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World J Psychiatry Ment Health Res. 2019;3(1). pii: 1020. Epub 2019 May 30.

Putamen gray matter volumes in neuropsychiatric and neurodegenerative disorders

Luo X^1,2, Mao Q³, Shi J¹, Wang X⁴, Li CR^2,5.

Author information

1Biological Psychiatry Research Center, Beijing Huilongguan Hospital, Beijing 100096, China.2Department of Psychiatry, Yale University School of Medicine, New Haven, CT 06510, USA.3Department of Psychosomatic Medicine, People's Hospital of Deyang City, Deyang, Sichuan 618000, China.4Department of Neurology, Shanghai Tongren Hospital, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200080, China.5Department of Neuroscience, Yale University School of Medicine, New Haven, CT 06510, USA.

Abstract

Putamen is enriched with dopamine and associated with dopamine-related phenotypes including many neuropsychiatric and neurodegenerative disorders that manifest with motor impairment, impulsive behavior, and cognitive deficits. The gray matter volume of the putamen is age-dependent and genetically controlled. In most neuropsychiatric and neurodegenerative disorders, including Parkinson's spectrum disorders, Huntington's disease, dementia with Lewy bodies, Alzheimer's disease, multiple sclerosis, attention deficit hyperactivity disorder, developmental dyslexia, and major depression, the putamen volume is significantly reduced. On the other hand, in individuals with bipolar disorder, schizophrenia spectrum disorders, especially neuroleptics-medicated patients with schizophrenia, autism spectrum disorders, obsessive-compulsive spectrum disorders, and cocaine/amphetamine dependence, the putamen volume is significantly enlarged. Therefore, the putamen volume may serve as a structural neural marker for many neuropsychiatric and neurodegenerative disorders and a predictor of treatment outcomes in individuals afflicted with these conditions. We provided an overview of the genetic bases of putamen volume and explored potential mechanisms whereby altered putamen volume manifests in these neuropsychiatric and neurodegenerative conditions, with a specific focus on dopaminergic processes.

PMID: 31328186 

PMCID:PMC6641567

Les connecomes des hommes et des femmes avec un diagnostic d'un trouble du spectre de l'autisme ont des densités de connectivité de la matière blanche significativement différentes.

Aperçu: G.M.

Le trouble du spectre de l'autisme (TSA ) englobe un ensemble de conditions neurodéveloppementales dont la disparité importante du sexe (avec un rapport homme / femme estimé à 4: 1) reste inconnue. 

L'imagerie par résonance magnétique (IRM) et l'imagerie pondérée par diffusion (DWI) ont été utilisées pour identifier la structure du cerveau corrélée à la relation du diagnostic de TSA selon le sexe dans une cohorte soigneusement sélectionnée de 110 patients avec TSA (55 femmes) et 83 au  développement typique ( TD) sujets (40 femmes).

La relation était principalement fondée sur la densité de connectivité de la matière blanche qui innervait, bilatéralement, l'aspect latéral du lobe temporal, la jonction temporo-parieto-occipitale et le lobe pariétal médian. En revanche, l'épaisseur et le volume de la matière grise régionale (GM) n'apparait pas pertinente pour moduler cette interaction de manière significative.

Lorsqu'ils sont interprétés dans le cadre d'études antérieures, ces résultats ajoutent un poids considérable à trois hypothèses de longue date selon lesquelles la disparité sexuelle de l'incidence TSA est 

1. liée à la  connectivité WM plutôt qu'à des différences de GM, 
2. modulé à grande échelle par la connectivité temporopariétale, et 
3. acccompagnée de différences de fonctions cérébrales entraînées par ces effets.  

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Sci Rep. 2017 Apr 11;7:46401. doi: 10.1038/srep46401.

The connectomes of males and females with autism spectrum disorder have significantly different white matter connectivity densities$

Irimia A¹, Torgerson CM¹, Jacokes ZJ¹, Van Horn JD¹.

Author information

1

Laboratory of Neuro Imaging, USC Mark &Mary Stevens Neuroimaging and Informatics Institute, Keck School of Medicine, University of Southern California, 2025 Zonal Avenue, Los Angeles CA 90032 USA.

Abstract

Autism spectrum disorder (ASD) encompasses a set of neurodevelopmental conditions whose striking sex-related disparity (with an estimated male-to-female ratio of 4:1) remains unknown. Here we use magnetic resonance imaging (MRI) and diffusion weighted imaging (DWI) to identify the brain structure correlates of the sex-by-ASD diagnosis interaction in a carefully selected cohort of 110 ASD patients (55 females) and 83 typically-developing (TD) subjects (40 females). The interaction was found to be predicated primarily upon white matter connectivity density innervating, bilaterally, the lateral aspect of the temporal lobe, the temporo-parieto-occipital junction and the medial parietal lobe. By contrast, regional gray matter (GM) thickness and volume are not found to modulate this interaction significantly. When interpreted in the context of previous studies, our findings add considerable weight to three long-standing hypotheses according to which the sex disparity of ASD incidence is (A) due to WM connectivity rather than to GM differences, (B) modulated to a large extent by temporoparietal connectivity, and (C) accompanied by brain function differences driven by these effects. Our results contribute substantially to the task of unraveling the biological mechanisms giving rise to the sex disparity in ASD incidence, whose clinical implications are significant.

PMID: 28397802

DOI: 10.1038/srep46401

Déséquilibre anatomique entre les réseaux corticaux dans l'autisme

Traduction: G.M.

Sci Rep. 2016 Aug 3;6:31114. doi: 10.1038/srep31114.

Anatomical imbalance between cortical networks in autism

Watanabe T¹, Rees G^1,2.

Author information

• ¹Institute of Cognitive Neuroscience, University College London, 17 Queen Square, London, WC1N 3AR, United Kingdom.
• ²Wellcome Trust Centre for Neuroimaging, University College London, 12 Queen Square, London WC1N 3BG, United Kingdom.

Abstract

Influential psychological models of autism spectrum disorder (ASD) have proposed that this prevalent developmental disorder results from impairment of global (integrative) information processing and overload of local (sensory) information. However, little neuroanatomical evidence consistent with this account has been reported. Here, we examined relative grey matter volumes (rGMVs) between three cortical networks, how they changed with age, and their relationship with core symptomatology. Using public neuroimaging data of high-functioning ASD males and age-/sex-/IQ-matched controls, we first identified age-associated atypical increases in rGMVs of the regions of two sensory systems (auditory and visual networks), and an age-related aberrant decrease in rGMV of a task-control system (fronto-parietal network, FPN) in ASD children. While the enlarged rGMV of the auditory network in ASD adults was associated with the severity of autistic socio-communicational core symptom, that of the visual network was instead correlated with the severity of restricted and repetitive behaviours in ASD. Notably, the atypically decreased rGMV of FPN predicted both of the two core symptoms. These findings suggest that disproportionate undergrowth of a task-control system (FPN) may be a common anatomical basis for the two ASD core symptoms, and relative overgrowth of the two different sensory systems selectively compounds the distinct symptoms. 
Des modèles psychologiques marquants du trouble du spectre de l'autisme(TSA) ont proposé que ce trouble du développement courant est le résultat de déficits dans le traitement global de l'information (intégrative) et de la surcharge d'information locale (sensorielle). Cependant, peu de preuves neuroanatomiques compatibles avec cette supputation ont été rapportées. Ici, nous avons examiné les volumes relatifs de matière grise (VrMGs) dans trois réseaux corticaux, comment ils ont changé avec l'âge, et leur relation avec le noyau de symptomatologie. En utilisant les données de neuroimagerie publiques des hommes présentant TSA avec un haut fonctionnement cognitif et appariés selon l'âge / le sexe / le QI avec un groupe contrôle, nous avons d'abord identifié les augmentations atypiques associées à l'âge VrMGs ​​des régions de deux systèmes sensoriels (auditifs et réseaux visuels), et un âge diminution aberrante liée au VrMG d'un système de contrôle-tâche (réseau fronto-pariétal, FPN) chez les enfants TSA. Alors que le VrMG élargie du réseau auditif chez les adultes ASD a été associée à la gravité des autistes noyau socio-communicationnel symptôme, celui du réseau visuel a été plutôt en corrélation avec la gravité des comportements restreints et répétitifs dans ASD. En particulier, la diminution de atypiquement VrMGs de FPN prédit l'autre des deux principaux symptômes. Ces résultats suggèrent que sous-bois disproportionnée d'un système de contrôle-tâche (FPN) peut être une base anatomique commune pour les deux principaux symptômes de TSA, et la surcroissance relative des deux systèmes sensoriels différents composés sélectivement les symptômes distincts.

PMID: 27484308

DOI: 10.1038/srep31114