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04 janvier 2020

Différences entre les sexes dans la structure du cerveau: une étude sur les comportements restreints et répétitifs en paires de jumeaux autistes et non autistes

Aperçu : G.M.
Contexte:
Il a été rapporté que les femmes avec un diagnostic de "troubles du spectre de l'autisme" (dTSA) présentent des comportements et des intérêts restreints et répétitifs moins nombreux et moins graves que les hommes. Cette différence pourrait indiquer des altérations spécifiques au sexe des réseaux cérébraux impliqués dans les domaines des symptômes de l'autisme, en particulier au sein des réseaux d'intégration cortico-striatale et sensorielle. Cette étude a utilisé une conception avec jumeaux bien contrôlée pour examiner les différences sexuelles dans l'anatomie cérébrale en relation avec les comportements répétitifs.
Méthodes:
Chez 75 paires de jumeaux (n = 150, 62 femmes, 88 hommes) avec des dTSA (n = 32) et d'autres troubles neurodéveloppementaux (n = 32), nous avons exploré l'association des comportements restreints et répétitifs et des intérêts opérationnalisés par l'Autism Diagnostic Interview-Revised (domaine C) et l'échelle de réactivité sociale-2 (Intérêts restreints et comportement répétitif sous-échelle IRCR) -avec le volume cortical, la surface et l'épaisseur des réseaux néocorticaux, sous-corticaux et cérébelleux.
Résultats:
Les analyses de contrôle des co-jumeaux ont révélé des associations intra-paire entre les symptômes de IRCR et une augmentation de l'épaisseur du sillon intrapariétal droit et une réduction du volume du gyrus orbital droit chez les femmes uniquement, même si le nombre moyen de IRCR ne différait pas entre les sexes. Dans un sous-échantillon de paires discordantes de TSA, une augmentation de l'épaisseur en association avec les IRCR a été trouvée exclusivement chez les femmes dans les régions orbitofrontales, le gyrus frontal supérieur et le sulcus intrapariétal, tandis que chez les hommes, les IRCR étaient généralement associés à une augmentation du volume du pallidum bilatéral .
Limites:
Cependant, en raison de la petite taille de l'échantillon et de la petite différence dans les symptômes de IRCR au sein des paires, les résultats de cette étude exploratoire doivent être interprétés avec prudence.
Conclusions:
Nos résultats suggèrent que les altérations structurelles des réseaux fronto-pariétaux en association avec les IRCR se trouvent principalement chez les femmes, tandis que les réseaux striataux sont plus affectés chez les hommes. 
Ces résultats confirment l'importance d'étudier les différences entre les sexes dans la neurobiologie des symptômes de l'autisme et indiquent différentes voies étiologiques sous-jacentes aux comportements et intérêts restreints et répétitifs chez les femmes et les hommes.


2019 Dec 31;11:1. doi: 10.1186/s13229-019-0309-x. eCollection 2020.

Sex differences in brain structure: a twin study on restricted and repetitive behaviors in twin pairs with and without autism

Author information

1
1Division of Neuropsychiatry, Department of Women's and Children's Health, Center of Neurodevelopmental Disorders at Karolinska Institutet, Karolinska Institutet, Stockholm, Sweden.
2
2Center for Psychiatry Research, Stockholm Health Care Services, Region Stockholm, Stockholm, Sweden.
3
3Human Genetics and Cognitive Functions, Institut Pasteur, Paris, France.
4
CNRS UMR3571, Paris, France.
5
5Université Paris Diderot, Sorbonne Paris Cité, Paris, France.
6
6Department of Medical Epidemiology and Biostatistics, Karolinska Institutet, Stockholm, Sweden.
7
Laboratory for the Psychology of Child Development and Education, CNRS Unit 8240, Paris-Descartes University and Caen University, Alliance for higher education and research Sorbonne Paris Cité (IDEX), Sorbonne, France.
8
8Child and Adolescent Psychiatry, Stockholm Health Care Services, Region Stockholm, Stockholm, Sweden.
9
9Curtin Autism Research Group, School of Occupational Therapy, Social Work and Speech Pathology, Curtin University, Perth, WA Australia.
#
Contributed equally

Abstract

Background:

Females with autism spectrum disorder have been reported to exhibit fewer and less severe restricted and repetitive behaviors and interests compared to males. This difference might indicate sex-specific alterations of brain networks involved in autism symptom domains, especially within cortico-striatal and sensory integration networks. This study used a well-controlled twin design to examine sex differences in brain anatomy in relation to repetitive behaviors.

Methods:

In 75 twin pairs (n = 150, 62 females, 88 males) enriched for autism spectrum disorder (n = 32), and other neurodevelopmental disorders (n = 32), we explored the association of restricted and repetitive behaviors and interests-operationalized by the Autism Diagnostic Interview-Revised (C domain) and the Social Responsiveness Scale-2 (Restricted Interests and Repetitive Behavior subscale)-with cortical volume, surface area and thickness of neocortical, sub-cortical, and cerebellar networks.

Results:

Co-twin control analyses revealed within-pair associations between RRBI symptoms and increased thickness of the right intraparietal sulcus and reduced volume of the right orbital gyrus in females only, even though the mean number of RRBIs did not differ between the sexes. In a sub-sample of ASD-discordant pairs, increased thickness in association with RRBIs was found exclusively in females in the orbitofrontal regions, superior frontal gyrus, and intraparietal sulcus, while in males RRBIs tended to be associated with increased volume of the bilateral pallidum.

Limitations:

However, due to a small sample size and the small difference in RRBI symptoms within pairs, the results of this exploratory study need to be interpreted with caution.

Conclusions:

Our findings suggest that structural alterations of fronto-parietal networks in association with RRBIs are found mostly in females, while striatal networks are more affected in males. These results endorse the importance of investigating sex differences in the neurobiology of autism symptoms, and indicate different etiological pathways underlying restricted and repetitive behaviors and interests in females and males.
PMID:31893022
PMCID:PMC6937723
DOI:10.1186/s13229-019-0309-x

02 août 2019

Anatomie du circuit moteur chez les enfants avec un diagnostic de "trouble du spectre de l'autisme" avec ou sans trouble du déficit de l'attention avec ou sans hyperactivité

Aperçu: G.M.
Cette étude a examiné la morphologie des régions fronto-pariétales pertinentes pour les fonctions motrices chez les enfants avec  un diagnostic de "trouble du spectre de l'autisme" (dTSA) avec ou sans trouble du déficit de l'attention avec hyperactivité (TDAH). Nous avons également exploré ses associations avec la sévérité de l’autisme et ses capacités motrices, ainsi que l’impact du TDAH comorbide sur ces associations. 
Les participants comprenaient 126 enfants d'âge scolaire: 30 avaient un TSA seul, 33 avaient un TSA avec TDAH et 63 avaient un développement typique. Des images haute résolution 3T MPRAGE ont été acquises pour examiner la morphologie corticale (volume de matière grise: GMV, surface: AS, et épaisseur corticale:CT) dans trois régions d'intérêt (ROI): gyrus précentral (M1), gyrus post-central (S1) et cortex pariétal inférieur (CIP). 
Les enfants avec un dTSA ont présenté des augmentations anormales de GMV et d'AS dans les trois ROI: 
  • (a) une augmentation de GMV dans S1 bilatéralement et dans la droite M1 était spécifique aux enfants avec un dTSA sans TDAH; 
  • (b) tous les enfants avec un dTSA (avec ou sans TDAH) ont présenté une augmentation du SA gauche dans le CIP. En outre, sur les mesures de la fonction motrice, la praxis avec facultés affaiblies était associée à une augmentation du GMV dans le segment droit S1 du groupe TSA avec de TDAH. 
Les enfants avec un dTSA et un TDAH ont montré une relation positive entre le GMV bilatéral S1 et la dextérité manuelle, alors que les enfants avec un dTSA sans TDAH ont présenté une relation négative. 
Nos résultats suggèrent que 
  • (a) les TSA sont associés à une morphologie anormale des circuits corticaux cruciaux pour le contrôle moteur et l'apprentissage; 
  • (b) une prolifération anormale de ces régions, en particulier de S1, peut contribuer à une altération du développement des habiletés motrices, et 
  • (c) des différences fonctionnelles et morphologiques sont apparentes entre les enfants avec un dTSA avec ou sans TDAH.

Published online 2015 May 11. doi: 10.1002/aur.1497

Motor Circuit Anatomy in Children with Autism Spectrum Disorder With or Without Attention Deficit Hyperactivity Disorder

Abstract

This study examined the morphology of frontal-parietal regions relevant to motor functions in children with autism spectrum disorder (ASD) with or without attention deficit hyperactivity disorder (ADHD). We also explored its associations with autism severity and motor skills, and the impact of comorbid ADHD on these associations. Participants included 126 school-age children: 30 had ASD only, 33 had ASD with ADHD, and 63 were typically developing. High resolution 3T MPRAGE images were acquired to examine the cortical morphology (gray matter volume, GMV, surface area, SA, and cortical thickness, CT) in three regions of interest (ROI): precentral gyrus (M1), postcentral gyrus (S1), and inferior parietal cortex (IPC). Children with ASD showed abnormal increases in GMV and SA in all three ROIs: (a) increased GMV in S1 bilaterally and in right M1 was specific to children with ASD without ADHD; (b) all children with ASD (with or without ADHD) showed increases in the left IPC SA. Furthermore, on measures of motor function, impaired praxis was associated with increased GMV in right S1 in the ASD group with ADHD. Children with ASD with ADHD showed a positive relationship between bilateral S1 GMV and manual dexterity, whereas children with ASD without ADHD showed a negative relationship. Our findings suggest that (a) ASD is associated with abnormal morphology of cortical circuits crucial to motor control and learning; (b) anomalous overgrowth of these regions, particularly S1, may contribute to impaired motor skill development, and (c) functional and morphological differences are apparent between children with ASD with or without ADHD.

PMCID: PMC5412258
NIHMSID: NIHMS855462
PMID: 25962921

10 juin 2017

Neuroanatomie et neuropathologie du "trouble du spectre de l'autisme" chez les humains

Traduction: G.M.

Adv Anat Embryol Cell Biol. 2017;224:27-48. doi: 10.1007/978-3-319-52498-6_2.

Neuroanatomy and Neuropathology of Autism Spectrum Disorder in Humans

Author information

1
Department of Child and Adolescent Psychiatry, Psychosomatics and Psychotherapy, University Hospital, Goethe University, Frankfurt am Main, Germany. christine.ecker@kgu.de.
2
Department of Forensic and Neurodevelopmental Sciences, Sackler Institute for Translational Neurodevelopmental Sciences, Institute of Psychiatry, Psychology and Neuroscience, King's College, London, UK. christine.ecker@kgu.de.
3
Institute for Anatomy and Cell Biology, Ulm University, Ulm, Germany.
4
Division of Neuroanatomy, Institute of Anatomy, Otto-von-Guericke University, Magdeburg, Germany.
5
Leibniz Institute for Neurobiology, Magdeburg, Germany.
6
Department of Forensic and Neurodevelopmental Sciences, Sackler Institute for Translational Neurodevelopmental Sciences, Institute of Psychiatry, Psychology and Neuroscience, King's College, London, UK.

Abstract

Le "trouble du spectre de l'autisme" (TSA) est une condition de développement neurologique hétérogène qui est associée à des différences dans l'anatomie du cerveau et la connectivité. Pourtant, les mécanismes moléculaires et cellulaires qui sous-tendent le développement atypique du cerveau dans les TSA restent mal compris. Ici, nous examinons les résultats des études de neuroimagerie in vivo examinant le cours du développement du cerveau atypique dans les TSA et rapportons les différents stades neurodéveloppementaux  qui sont atypiques dans les TSA aux mécanismes neurobiologiques connus qui entraînent la maturation du cerveau en développement typique. En particulier, nous nous concentrons sur la notion de «surcroissance cérébrale précoce» dans les TSA, ce qui peut entraîner des différences dans la formation du micro et des macro-circuits du cerveau. En outre, nous essayons de lier les rapports in vivo décrivant les différences d'anatomie du cerveau et de connectivité au niveau macroscopique au nombre croissant d'études post-mortem examinant l'architecture neurale du cerveau dans les TSA au niveau microscopique. De plus, nous abordons les orientations futures et les questions en suspens dans ce domaine particulier de recherche et soulignons la nécessité d'établir le lien entre micro et macro-pathologie dans le même groupe de personnes avec un diagnostic de TSA basés sur des progrès dans les techniques génétiques, moléculaires et d'imagerie. En combinaison, ceux-ci peuvent se révéler inestimables pour la stratification du patient et le développement de nouvelles pharmacothérapies à l'avenir.
Autism spectrum disorder (ASD) is a lifelong heterogeneous neurodevelopmental condition that is associated with differences in brain anatomy and connectivity. Yet, the molecular and cellular mechanisms that underpin the atypical developmental of the brain in ASD remain poorly understood. Here, we review the findings of in vivo neuroimaging studies examining the time course of atypical brain development in ASD and relate the different neurodevelopmental stages that are atypical in ASD to the known neurobiological mechanisms that drive the maturation of the typically developing brain. In particular, we focus on the notion of 'early brain overgrowth' in ASD, which may lead to differences in the formation of the brain's micro- and macro-circuitry. Moreover, we attempt to link the in vivo reports describing differences in brain anatomy and connectivity on the macroscopic level to the increasing number of post-mortem studies examining the neural architecture of the brain in ASD on the microscopic level. In addition, we discuss future directions and outstanding questions in this particular field of research and highlight the need for establishing the link between micro- and macro-pathology in the same set of individuals with ASD based on advances in genetic, molecular and imaging techniques. In combination, these may proof to be invaluable for patient stratification and the development of novel pharmacotherapies in the future.
PMID:28551749
DOI:10.1007/978-3-319-52498-6_2