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23 août 2019

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. 


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 A1,2, Keller AE2,3, Arnold PD4,5, Schachar R2,6, Lerch JP2,7,8, Anagnostou E1,2,9, Pang EW10,11,12.

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

28 mars 2017

La schizophrénie, les troubles du spectre de l'autisme et obsessionnels sont-ils dissociables sur la base des résultats morphologiques de la neuroimagerie? Une méta-analyse basée sur le voxel

Aperçu: G.M.
Le trouble du spectre de la schizophrénie (SCZD), le trouble du spectre de l'autisme (ASD) et le trouble du spectre obsessionnel-compulsif  (OCSD) sont considérés comme trois états psychiatriques distincts avec, selon de prétendus,modèles d'altération cérébrale différents. L'étude a cherché à vérifier si cette différenciation nosographique est effectivement soutenue par différents modèles cérébraux de modification de la matière grise (GM) ou de la substance blanche (MA) selon deux possibilités: (a) pour déterminer si les altérations GM sont spécifiques pour SCZD, ASD et OCSD; Et (b) associer les schémas d'altération cérébrale identifiés aux dysfonctionnements cognitifs au moyen d'une analyse du décodage des lésions.
Les résultats montrent que ces spectres psychiatriques ne présentent pas de schémas distinctifs distincts de modifications; mais qu'ils ont plutôt tous tendance à être distribués dans deux clusters d'altération. Le groupe 1, qui est plus spécifique pour le SCZD, comprend le cortex antérieur insulaire, le cortex cingulaire antérieur, le cortex préfrontal ventromedial et les zones frontopolaires, qui font partie du système de contrôle cognitif. Le groupe 2, qui est plus spécifique à l'OCSD, présente des modèles d'altération occipitale, temporale et pariétale avec implantation de zones sensoriomotrices, prémotrices, visuelles et linguales, formant ainsi un réseau plus associé à l'auditoire, auditif, prémoteur, aux fonctions somatiques visuelles. 
Le TSA semble être uniformément réparti dans les deux groupes. 
 

Autism Res. 2017 Mar 24. doi: 10.1002/aur.1759.

Are schizophrenia, autistic, and obsessive spectrum disorders dissociable on the basis of neuroimaging morphological findings?: A voxel-based meta-analysis

Cauda F1,2, Costa T1, Nani A1,2,3,4, Fava L1,2,3, Palermo S5, Bianco F6, Duca S1,2, Tatu K1,2, Keller R6.

Author information

1
GCS-fMRI, Koelliker Hospital and Department of Psychology, University of Turin, Turin, Italy.
2
Focus Lab, Department of Psychology, University of Turin, Turin, Italy.
3
Department of Science, University of Eastern Piedmont, Italy.
4
Michael Trimble Psychiatric Research Group, University of Birmingham and BSMHFT, Birmingham, UK.
5
Department of Neuroscience, University of Turin, Turin, Italy.
6
Adult Autism Center, Local Health Unit DSM ASL TO2, Turin, Italy.

Abstract

Schizophrenia spectrum disorder (SCZD), autism spectrum disorder (ASD), and obsessive-compulsive spectrum disorder (OCSD) are considered as three separate psychiatric conditions with, supposedly, different brain alterations patterns. From a neuroimaging perspective, this meta-analytic study aimed to address whether this nosographical differentiation is actually supported by different brain patterns of gray matter (GM) or white matter (WM) morphological alterations. We explored two possibilities: (a) to find out whether GM alterations are specific for SCZD, ASD, and OCSD; and (b) to associate the identified brain alteration patterns with cognitive dysfunctions by means of an analysis of lesion decoding. Our analysis reveals that these psychiatric spectra do not present clear distinctive patterns of alterations; rather, they all tend to be distributed in two alteration clusters. Cluster 1, which is more specific for SCZD, includes the anterior insular, anterior cingulate cortex, ventromedial prefrontal cortex, and frontopolar areas, which are parts of the cognitive control system. Cluster 2, which is more specific for OCSD, presents occipital, temporal, and parietal alteration patterns with the involvement of sensorimotor, premotor, visual, and lingual areas, thus forming a network that is more associated with the auditory-visual, auditory, premotor visual somatic functions. In turn, ASD appears to be uniformly distributed in the two clusters. The three spectra share a significant set of alterations. Our new approach promises to provide insight into the understanding of psychiatric conditions under the aspect of a common neurobiological substrate, possibly related to neuroinflammation during brain development. Autism Res 2017. © 2017 International Society for Autism Research, Wiley Periodicals, Inc.
PMID: 28339164
DOI: 10.1002/aur.1759