Modulation de la récompense dans un contexte social réel, révélée par la neurocience sociale interactive

Traduction: G.M.

Soc Neurosci. 2017 Jun 6. doi: 10.1080/17470919.2017.1339635.

Modulation of reward in a live social context as revealed through interactive social neuroscience

Rolison MJ¹, Naples A¹, Rutherford HJV¹, McPartland J¹.

Author information

1

a Child Study Center , Yale School of Medicine , New Haven , CT , USA.

Abstract

La recherche en neurosciences sociales en recherche sur le "trouble du spectre de l'autisme" (TSA) a donné lieu à des résultats incohérents, bien que les TSA soient bien caractérisés par des difficultés d'interaction sociale et de communication par observation comportementale. En particulier, les étiologies spécifiques et les analyses fonctionnelles et structurelles du cerveau dans l'autisme n'ont pas été systématiquement identifiées.
À ce jour, la plupart des recherches en neurosciences sociales ont porté sur une seule personne qui visualise des images statiques. La recherche utilisant des neurosciences sociales interactives comportant des enregistrements "dual-brain" offre une grande promesse pour l'étude des handicaps neurodéveloppementaux.  
Le traitement de récompense a été impliqué dans la pathologie du TSA, mais les résultats mitigés ont suscité l'incertitude quant au rôle que les déficits de traitement des récompenses peuvent jouer dans les TSA. L'étude actuelle a utilisé un enregistrement EEG à double cerveau pour examiner le traitement des récompenses pendant l'interaction en direct et sa relation avec les traits autistiques. 16 adultes au développement typique (TD) ont joué un jeu de chasse au trésor compétitif contre un ordinateur et contre un partenaire humain. Les résultats de l'EEG ont révélé une sensibilité neurale accrue pour récompenser les résultats lors d'une interaction en direct avec un concurrent humain. En outre, les individus ayant des niveaux supérieurs de traits autistiques ont démontré une sensibilité réduite à un résultat de récompense lors d'une interaction en direct. Ces résultats fournissent un aperçu inédit des mécanismes de traitement des récompenses associés aux traits autistiques, ainsi que le soutien de l'utilité nécessaire des techniques interactives de neurologie sociale pour étudier les troubles du développement contre un ordinateur et contre un partenaire humain.

Social neuroscience research investigating autism spectrum disorder (ASD) has yielded inconsistent findings, despite ASD being well-characterized by difficulties in social interaction and communication through behavioral observation. In particular, specific etiologies and functional and structural assays of the brain in autism have not been consistently identified. To date, most social neuroscience research has focused on a single person viewing static images. Research utilizing interactive social neuroscience featuring dual-brain recording offers great promise for the study of neurodevelopmental disabilities. Reward processing has been implicated in the pathology of ASD, yet mixed findings have brought uncertainty about the role reward processing deficits may play in ASD. The current study employed dual-brain EEG recording to examine reward processing during live interaction and its relation to autistic traits. 16 typically-developing (TD) adults played a competitive treasure-hunt game against a computer and against a human partner. EEG results revealed enhanced neural sensitivity to reward outcome during live interaction with a human competitor. Further, individuals with higher levels of autistic traits demonstrated reduced sensitivity to reward outcome during live interaction. These findings provide novel insight into reward processing mechanisms associated with autistic traits, as well as support the necessary utility of interactive social neuroscience techniques to study developmental disorders.

PMID: 28586261

DOI: 10.1080/17470919.2017.1339635

Hétérogénéité autistique: relier les incertitudes et les indéterminations

Aperçu: G.M.

L'autisme est une entité très incertaine et on en parle peu avec certitude. Les scientifiques doivent travailler , et faire travailler à travers ces incertitudes au cours de leur travail. Les scientifiques expliquent l'incertitude dans la recherche sur l'autisme par la discussion sur des incertitudes épistémologiques qui suggèrent que diverses méthodes et techniques rendent les résultats difficiles à concilier, des incertitudes ontologiques qui suggèrent des doutes sur la cohérence taxonomique, mais aussi en référence à l'indétermination de l'autisme qui suggère que la condition est intrinsèquement hétérogène.  

En effet, l'indétermination prend deux formes: une forme interpersonnelle qui suggère qu'il existe des différences fondamentales entre les individus autistes et une forme intrapersonnelle qui suggère qu'aucun facteur n'est capable d'expliquer toutes les caractéristiques de l'autisme au sein d'un individu donné.  

Ce qui est évident dans le cas de l'autisme, c'est que les scientifiques mettent l'incertitude et l'indétermination en discussion les unes avec les autres et, plutôt que d'une frontière épistémique-ontique bien surveillée (Note de traduction : ontique: qui est de l'ordre de l'être en général; relatif à l'ontologie. grande différence entre le pluralisme ontique (posant la multiplicité des êtres) et le  pluralisme existentiel (posant la multiplicité des modes d'existence)., il y a un mouvement entre les deux.  

Comprendre le dialogue des scientifiques sur l'incertitude et l'indétermination est important pour comprendre l'autisme et l'hétérogénéité autistique, mais aussi pour comprendre l'incertitude et le «travail d'incertitude» au sein de la science de façon plus générale.

Sci Cult (Lond). 2017 Apr 3;26(2):209-231. doi: 10.1080/09505431.2016.1238886. Epub 2016 Oct 31.

Autistic Heterogeneity: Linking Uncertainties and Indeterminacies

Hollin G¹.

Author information

1

School of Sociology and Social Policy, University of Leeds, UK.

Abstract

Autism is a highly uncertain entity and little is said about it with any degree of certainty. Scientists must, and do, work through these uncertainties in the course of their work. Scientists explain uncertainty in autism research through discussion of epistemological uncertainties which suggest that diverse methods and techniques make results hard to reconcile, ontological uncertainties which suggest doubt over taxonomic coherence, but also through reference to autism's indeterminacy which suggests that the condition is inherently heterogeneous. Indeed, indeterminacy takes two forms-an inter-personal form which suggests that there are fundamental differences between individuals with autism and an intra-personal form which suggests that no one factor is able to explain all features of autism within a given individual. What is apparent in the case of autism is that scientists put uncertainty and indeterminacy into discussion with one another and, rather than a well-policed epistemic-ontic boundary, there is a movement between, and an entwinement of, the two. Understanding scientists' dialogue concerning uncertainty and indeterminacy is of importance for understanding autism and autistic heterogeneity but also for understanding uncertainty and 'uncertainty work' within science more generally.



PMID: 28515574

PMCID: PMC5407352

DOI: 10.1080/09505431.2016.1238886

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Neuroscience sociale interactive pour étudier les troubles du spectre autistique

Traduction: G.M.

Yale J Biol Med. 2015 Mar 4;88(1):17-24. eCollection 2015.

Interactive Social Neuroscience to Study Autism Spectrum Disorder

Rolison MJ¹, Naples AJ², McPartland JC².

Author information

• ¹Yale University, New Haven, Connecticut.
• ²Yale Child Study Center, New Haven, Connecticut.

Résumé

Les personnes avec des troubles du spectre autistique (TSA) montrent des difficultés avec les interactions sociales et les relations, mais les mécanismes neuronaux sous-jacents à ces difficultés demeurent largement inconnus. Bien que les difficultés sociales dans le TSA sont les plus apparentes dans le contexte des interactions avec d'autres personnes, la plupart des recherches en neurosciences explorant le TSA ont fourni un aperçu limité de la dynamique complexe de ces interactions.
Le développement de nouvelles méthodes innovantes de "neuroscience social interactive" pour étudier le cerveau dans des contextes avec deux humains en interaction est une avancée nécessaire à la recherche de TSA. Les recherches utilisant une approche de neurosciences interactive pour étudier deux cerveaux s'engageant avec un autre ont révélé des différences significatives dans les processus neuronaux lors de l'interaction par rapport à l'observation dans les régions du cerveau qui sont impliquées dans la neuropathologie du TSA.
Les méthodes de neurosciences sociales interactives sont cruciales afin de clarifier les mécanismes sous-jacents aux déficits sociaux et à la communication qui caractérisent le TSA.

PMID: 25745371

Abstract

Individuals with autism spectrum disorder (ASD) demonstrate difficulty with social interactions and relationships, but the neural mechanisms underlying these difficulties remain largely unknown. While social difficulties in ASD are most apparent in the context of interactions with other people, most neuroscience research investigating ASD have provided limited insight into the complex dynamics of these interactions. The development of novel, innovative "interactive social neuroscience" methods to study the brain in contexts with two interacting humans is a necessary advance for ASD research. Studies applying an interactive neuroscience approach to study two brains engaging with one another have revealed significant differences in neural processes during interaction compared to observation in brain regions that are implicated in the neuropathology of ASD. Interactive social neuroscience methods are crucial in clarifying the mechanisms underlying the social and communication deficits that characterize ASD

Infancy, autism, and the emergence of a socially disordered body

Traduction: G.M.

Soc Sci Med. 2014 Jul 22. pii: S0277-9536(14)00490-0. doi: 10.1016/j.socscimed.2014.07.050. [Epub ahead of print]

Enfance, l'autisme, et l'émergence d'un corps social perturbé

Hollin GJ¹, Pilnick A².

Author information

• ¹Institute for Science and Society, School of Sociology and Social Policy, University of Nottingham, University Park, Nottingham NG7 2RD, UK. Electronic address: gregory.hollin@nottingham.ac.uk
• ²School of Sociology and Social Policy, University of Nottingham, University Park, Nottingham NG7 2RD, UK. Electronic address: Alison.pilnick@nottingham.ac.uk

Abstract

Twenty academic psychologists and neuroscientists, with an interest in autism and based within the United Kingdom, were interviewed between 2012 and 2013 on a variety of topics related to the condition. Within these qualitative interviews researchers often argued that there had been a 'turn to infancy' since the beginning of the 21st century with focus moving away from the high functioning adolescent and towards the pre-diagnostic infant deemed to be 'at risk' of autism. 
Vingt psychologues et neuroscientifiques universitaires, ayant un intérêt dans l'autisme et basée au Royaume-Uni, ont été interrogés entre 2012 et 2013 sur une variété de sujets liés à la maladie. Dans ces entretiens qualitatifs les chercheurs ont souvent fait valoir qu'il y avait eu un «tour de la petite enfance» depuis le début du 21ème siècle avec un accent s'éloigner de l'adolescent haute fonctionnement et à l'enfant pré-diagnostic considérée comme «à risque» de l'autisme. 


The archetypal research of this type is the 'infant sibs' study whereby infants with an elder sibling already diagnosed with autism are subjected to a range of tests, the results of which are examined only once it becomes apparent whether that infant has autism. It is claimed in this paper that the turn to infancy has been facilitated by two phenomena; the autism epidemic of the 1990s and the emergence of various methodological techniques, largely although not exclusively based within neuroscience, which seek to examine social disorder in the absence of comprehension or engagement on the part of the participant: these are experiments done to participants rather than with them.
La recherche archétype de ce type est l'étude des «frères et soeurs bébé de laquelle les nourrissons avec un aîné déjà diagnostiqué avec l'autisme sont soumis à une série de tests, dont les résultats sont examinés qu'une seule fois il devient évident que cet enfant est atteint d'autisme. Il est affirmé dans cet article que le tour de la petite enfance a été facilitée par deux phénomènes; l'épidémie d'autisme des années 1990 et l'émergence de diverses techniques méthodologiques, principalement mais pas exclusivement fondée dans les neurosciences, qui cherchent à examiner désordre social en l'absence de compréhension ou d'engagement de la part du participant: Ce sont des expériences faites aux participants plutôt que avec eux. 

Interviewees claimed that these novel methods allowed researchers to see a 'real' autism that lay 'behind' methodology. That claim is disputed here and instead it is argued that these emerging methodologies other various phenomena, reorienting the social abnormality believed typical of autism away from language and meaning and towards the body. The paper concludes by suggesting that an attempt to draw comparisons between the symptoms of autism in infant populations and adults with the condition inevitably leads to a somaticisation of autism.
Les interviewés ont affirmé que ces nouvelles méthodes ont permis aux chercheurs de voir un 'vrai' autisme qui se cachait «derrière» la méthodologie.  
Cette affirmation est contestée ici et à la place il est soutenu que ces méthodologies émergentes d'autres autres phénomènes, réorientent l'anomalie sociale pensée comme typique de l'autisme loin du langage et du sens en direction du corps. 
Le document conclut en suggérant que la tentative d'établir des comparaisons entre les symptômes de l'autisme chez les populations de nourrissons et les adultes avec autisme conduit inévitablement à une somaticisation de l'autisme.


Copyright © 2014 The Authors. Published by Elsevier Ltd.. All rights reserved.

PMID: 25103344

Atypical resting synchrony in autism spectrum disorder

Traduction: G.M.

Hum Brain Mapp. 2014 Aug 13. doi: 10.1002/hbm.22604. [Epub ahead of print]

Synchronicité de repos atypique dans le trouble du spectre autistique

Ye AX¹, Leung RC, Schäfer CB, Taylor MJ, Doesburg SM.

Author information

• ¹Diagnostic Imaging, Hospital for Sick Children, Toronto, Ontario; Institute of Medical Science, University of Toronto, Toronto, Ontario; Neurosciences and Mental Health, Hospital for Sick Children Research Institute, Toronto, Ontario.

Abstract

Autism spectrum disorder (ASD) is increasingly understood to be associated with aberrant functional brain connectivity. Few studies, however, have described such atypical neural synchrony among specific brain regions. 
Here, we used magnetoencephalography (MEG) to characterize alterations in functional connectivity in adolescents with ASD through source space analysis of phase synchrony. Resting-state MEG data were collected from 16 adolescents with ASD and 15 age- and sex-matched typically developing (TD) adolescents. 
Le trouble du spectre autistique (TSA) est de plus en plus compris comme étant associé à connectivité cérébrale fonctionnelle aberrante. Peu d'études ont toutefois décrit une telle synchronie neurale atypique dans les régions spécifiques du cerveau. 
Ici, nous avons utilisé la magnéto-encéphalographie (MEG) pour caractériser les modifications de la connectivité fonctionnelle chez les adolescents avec TSA par l'analyse de l'espace source de la phase synchronie. 
Les données de la MEG à l'état ​​de repos ont été recueillies auprès de 16 adolescents autistes et 15 (TD) adolescents appariés en âge et en sexe se développent typiquement. 

Atlas-guided reconstruction of neural activity at various cortical and subcortical regions was performed and inter-regional phase synchrony was calculated in physiologically relevant frequency bands. Using a multilevel approach, we characterized atypical resting-state synchrony within specific anatomically defined networks as well as altered network topologies at both regional and whole-network scales. 

Adolescents with ASD demonstrated frequency-dependent alterations in inter-regional functional connectivity. Hyperconnectivity was observed among the frontal, temporal, and subcortical regions in beta and gamma frequency ranges. In contrast, parietal and occipital regions were hypoconnected to widespread brain regions in theta and alpha bands in ASD. Furthermore, we isolated a hyperconnected network in the gamma band in adolescents with ASD which encompassed orbitofrontal, subcortical, and temporal regions implicated in social cognition. 
Les adolescents avec TSA montrent des altérations dépendant de la fréquence de la connectivité fonctionnelle inter-régionale. L'hyperconnectivité a été observée dans les régions frontales, temporales et sous-corticales dans des fréquences bêta et gamma.
En revanche, les régions pariétale et occipitale ont été hypo connectée des régions générales du cerveau dans les bandes thêta et alpha dans les TSA. En outre, nous avons isolé un réseau hyperconnecté dans la bande gamma chez les adolescents avec TSA qui englobaient les régions orbitofrontale, sous-corticale, et les régions temporale impliquées dans la cognition sociale.

Results from graph analyses confirmed that frequency-dependent alterations of network topologies exist at both global and local levels. We present the first source-space investigation of oscillatory phase synchrony in resting-state MEG in ASD. This work provides evidence of atypical connectivity at physiologically relevant time scales and indicates that alterations of functional connectivity in adolescents with ASD are frequency dependent and region dependent.
Les résultats des analyse de graphiques ont confirmé que des modifications dépendant de la fréquence de topologies de réseau existent à la fois au niveau global et local.  
Nous présentons la première enquête espace-source (?) de la synchronie oscillatoire de phase à l'état-repos avec la MEG dans les TSA.  
Ce travail apporte la preuve de la connectivité atypique à des échelles de temps physiologiquement pertinents et indique que des modifications de la connectivité fonctionnelle chez les adolescents avec TSA sont dépendents de la fréquence et de la localisation.

PMID: 25116896

Building a Social Neuroscience of Autism Spectrum Disorder

Traduction: G.M.

Curr Top Behav Neurosci. 2014 Jan 31.

Construire une neuroscience sociale des troubles du spectre autistique

Pelphrey KA, Yang DY, McPartland JC.

Author information

Abstract

Autism spectrum disorder (ASD) is an early onset neurodevelopmental disorder marked by impairments in reciprocal social interaction, communication, and the presence of repetitive or restricted interests and behaviors. Despite great phenotypic heterogeneity and etiologic diversity in ASD, social dysfunction is the unifying feature of ASD. 

This chapter focuses on understanding the neural systems involved in the processing of social information and its disruption in ASD by reviewing the conceptual background and highlighting some recent advances. In addition, work investigating an alternative interpretation of autistic dysfunction, problems with interconnectivity, and consequent difficulties with complex information processing are addressed.

Ce chapitre se concentre sur la compréhension des systèmes neuronaux impliqués dans le traitement de l'information sociale et sa perturbation dans les TSA en examinant le contexte conceptuel et mettant en lumière certains progrès récents. 
En outre, le travail d'enquête sur une autre interprétation de la dysfonction autiste, les problèmes de l'interconnexion, et les difficultés qui en résultent avec un traitement de l'information complexe sont abordées. 

PMID: 24481546

Une nouvelle étude confirme les capacités visuelles exceptionnelles des personnes avec autisme

MONTRÉAL, le 4 avril 2011 – Sous la direction du professeur Laurent Mottron, des chercheurs du Centre d'excellence en troubles envahissants du développement de l'Université de Montréal (CETEDUM) ont démontré que les personnes autistes présentent une concentration de ressources cérébrales plus importante dans les zones associées à la détection et à l'identification visuelles et, à l'inverse, présentent moins d'activité dans les zones responsables de la planification et du contrôle des pensées et des actions. Cela pourrait expliquer les capacités exceptionnelles des autistes pour les tâches visuelles. L'équipe a rendu ses découvertes publiques le 4 avril 2011, dans la publication Human Brain Mapping.

Souhaitant comprendre pourquoi les personnes autistes possèdent de grandes capacités de traitement de l'information visuelle, les chercheurs ont colligé 15 années de données sur la manière dont le cerveau autiste travaille lorsqu'il interprète les visages, les objets et les mots écrits. Les données provenaient de 26 études indépendantes d'imagerie cérébrale, qui ont examiné 357 personnes autistes et 370 personnes non autistes. « Grâce à cette méta-analyse, nous avons pu observer que les régions temporales et occipitales du cerveau des autistes démontrent davantage d'activité et le cortex frontal, moins d’activité, que chez les personnes non autistes. Les régions temporales et occipitales identifiées sont traditionnellement engagées dans la perception et la reconnaissance des objets. Les régions frontales dont il est question sont impliquées dans les fonctions cognitives supérieures, comme la prise de décision, le contrôle cognitif, la planification et l'exécution », a expliqué la première auteure de l'article, Fabienne Samson, affiliée au CETEDUM.

« Cet engagement plus prononcé des zones cérébrales responsables des aptitudes visuelles chez les autistes concorde avec les capacités visuo-spatiales supérieures dont jouit cette population », a déclaré madame Samson. La présente découverte suggère une réorganisation fonctionnelle générale du cerveau, aboutissant à favoriser ces processus de perception, grâce auxquels l'information est enregistrée dans le cerveau. Cela permet aux personnes autistes d’accomplir à leur manière des tâches cognitives qui nécessitent une plus grande implication des zones frontales chez les personnes typiques, comme celles nécessitant un raisonnement, par exemple, se prononcer sur la véracité d'un énoncé, ou classer une gamme d'objets par catégories.

« Nous avons synthétisé l’ensemble des recherches actuellement accessibles en neuro-imagerie provenant de tâches qui impliquent des stimuli visuels. Les résultats de cette méta-analyse sont suffisamment concluants pour ressortir malgré la variabilité dans la conception des études, les échantillons et les tâches.

« La robustesse de ce résultat a pour conséquence que le modèle de la cognition des autistes fondé sur un sur-fonctionnement perceptif est le plus validé à l'heure actuelle », a déclaré le professeur Mottron. « L’engagement plus important du système visuel démontré ici constitue la première confirmation physiologique que le sur-fonctionnement du traitement perceptuel est une caractéristique fondamentale de cette population. Nous disposons maintenant d'un énoncé puissant sur le fonctionnement de l'autisme qui permet d’investiguer la perception, l'apprentissage, la mémoire et le raisonnement des personnes autistes sur une base solide ». Cette découverte indique également que le cerveau autiste s'adapte en réaffectant des zones du cerveau à la perception visuelle, ce qui offre plusieurs nouvelles pistes de recherche à l'égard de la plasticité cérébrale du développement et de l'expertise visuelle des autistes.
Isabelle Soulières, chercheure au CETEDUM et à l'Hôpital général du Massachusetts (MGH), ainsi que le chercheur Thomas Zeffiro, lui aussi du MGH, ont également contribué à la découverte. Le siège du CETEDUM se trouve à l'Hôpital Rivière-des-Prairies, affilié à l'Université de Montréal, et fait partie du Centre de recherche Fernand-Seguin. Les travaux ont été financés par des subventions octroyées par Autism Speaks, le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, les Instituts de recherche en santé du Canada et le Fonds de la recherche en santé du Québec.

Ped Med: Autism tied to neural 'cracks'

By LIDIA WASOWICZ

SAN FRANCISCO, Jan. 15 (UPI) -- In prying beneath the brain surface of autistic patients, researchers have discovered "cracks" in a system of nerve cells called mirror neurons, which under normal circumstances permit people to see a clear reflection of the actions of others and respond appropriately to them.

Electroencephalograph, or EEG, recordings of 10 individuals with autism revealed that their mirror neurons -- also dubbed "monkey-see, monkey-do" cells -- responded only to their own doings, not to those of others, scientists said.

First identified in the early 1990s in macaque monkeys (hence their nickname), these nerve cells in the premotor cortex -- a movement-controlling brain region -- fire up both when a monkey performs an action and when it sees others imitating it.

Scientists are unable to directly study the counterpart of these nerve cells in people because they cannot be implanted with electrodes for experimental purposes. However, researchers have deduced the presence of a mirror neuron system through indirect brain-imaging measures, such as the EEG.

It now appears these cells have a greater role than previously thought.

A study in the Jan. 6 issue of Nature Neuroscience journal indicates they are involved not only in the execution and observation of movement, but also in higher cognitive processes. These include speaking, imitating and learning from the action of others, by deciphering their intentions and empathizing with their pain.

Because all these abilities come up short in most individuals with autism, scientists have suspected there may be a glitch.

New findings lend substantial support to that theory, providing evidence of a dysfunctional mirror neuron system that may contribute to many impairments, particularly those involving comprehending and responding to the behavior of others, said lead author Mirella Dapretto, assistant professor in residence of psychiatry and biobehavioral sciences at the Semel Institute for Neuroscience and Human Behavior and the David Geffen School of Medicine at the University of California-Los Angeles.

The study sheds new light on the neural basis of autism and may pave the way to early diagnosis and potential therapies, such as biofeedback, the authors said.

The investigators have already experimented with several brain-computer interface techniques that, for example, teach participants in four to six hours how to move a paddle in a computer game simply by imagining the action.

Another possibility might be to use mirrors to "trick" autistic brains into perceiving their own body's reflected movements -- to which they already respond -- as those of another being, scientists said.

Researchers have had some success in using this strategy to treat amputees who feel pain or paralysis in their missing leg or arm. Using a mirror to reflect the healthy limb, they were able to make the brain believe it was the "phantom" appendage fully restored.

It appears a breakdown in this neural network can hinder a child's ability to see and react to not only the movements but also the feelings of others, a skill crucial for social interactions.

This "crack" in the neuron mirror system may be at the root of such hallmarks of autism as difficulty in communicating, interacting, imitating and empathizing, scientists speculate.

"Together with other recent data, our results provide strong support for a mirror neuron theory of autism," Dapretto said. "This is exciting because we finally have an account that can explain ... all core deficits seen in this disorder, including impairments in social communication/interaction, 'theory of mind,' empathy, imitation and even stereotyped/repetitive behaviors."

Using a cutting-edge screening tool called functional magnetic resonance imaging, which gives researchers a front-row view of the brain's inner workings, Dapretto and her team measured the cerebral activity of 10 children with autism and 10 without the disorder. The study participants looked at 80 photographs of faces depicting anger, fear, sadness, happiness or neutrality.

The scientists found a striking contrast between the two groups, even though both were in the same age and IQ range.

Although the autistic children were able to watch and imitate the facial gestures, the pars opercularis of their inferior frontal gyrus -- a brain region near the temple that houses the mirror neurons -- failed to fire up as it was supposed to during the exercise.

In fact, the researchers said they found an inverse relationship: the less the cerebral activity, the greater the child's impairment.

In addition, all was abnormally still in the brain's emotional centers that are involved in understanding others' states of mind, which should have been humming with activity, the scientists said.

The results add validity to the hypothesis that the mirroring mechanism underlies the understanding of and response to the feelings of others -- and that its breakdown can derail an autistic child's capabilities to interact socially, the authors said.

While the investigators worked with high-functioning children on the less-impaired end of the autism spectrum, Dapretto believes the findings can apply to the entire continuum.

As is typical of scientific ventures into the unknown, the study leaves off at a critical juncture that will require further exploration.

"The question of why this system would be impaired is the billion-dollar question," Dapretto said. "If we knew this, we would be in a much better place in terms of developing successful intervention strategies or even a cure for this disorder."

Her best guess puts the blame on both nature and nurture.

"My hunch is that this is very likely to happen ... in development," she said in an e-mail message.

While nobody has any clear-cut evidence of mirror neuron functioning in neonates, the imitation seen in newborn babies can certainly suggest that this system is functional at birth, at least for some type of actions, such as mouth and facial movements that babies had a chance to practice in the womb, she said.

(Note: In this multi-part installment, based on dozens of reports, conferences and interviews, Ped Med is keeping an eye on autism, taking a backward glance at its history and surrounding controversies, facing facts revealed by research and looking forward to treatment enhancements and expansions. Wasowicz is the author of the new book, "Suffer the Child: How the Healthcare System Is Failing Our Future," published by Capital Books.)

Next: Autism at the nature-nurture nexus

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UPI Consumer Health welcomes comments on this column. E-mail: lwasowicz@upi.com

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Miroirs brisés: Une théorie de l'autisme

Par Vilayanur S. Ramachandran et Lindsay M. Oberman

Scientific American, octobre 2006

Les enfants avec autisme pourraient avoir du mal avec les interactions sociales parce que leurs systèmes de neurones miroirs ne fonctionnent pas convenablement.

Au premier regard, il se peut que vous ne remarquiez rien d'anormal en rencontrant un jeune garçon atteint d'autisme. Mais si vous essayez de lui parler, il deviendra rapidement évident que quelque chose va très mal. Il se peut qu'il ne vous regarde pas; au lieu de cela, il se peut qu'il évite de croiser votre regard et qu'il remue, se balance ou frappe sa tête contre les murs. Plus déconcertant encore, il peut être incapable de soutenir une conversation un tant soit peu normale. Même s'il peut ressentir des émotions comme la peur, la colère et le plaisir, il peut n'avoir aucune empathie pour les autres et négliger de subtils signes sociaux que la plupart des enfants n'auraient aucun mal à relever.

Dans les années 1940, deux médecins -- le psychiatre américain Leo Kanner et le pédiatre autrichien Hans Asperger – ont découvert indépendamment ce trouble du développement, qui affecte environ 0,5 pourcent des enfants américains. Aucun des deux chercheurs n'était au courant des recherches de l'autre et pourtant, par une coïncidence extraordinaire, ils ont donné le même nom à ce syndrome: autisme, du mot grec autos, qui signifie "soi-même." Le nom est approprié, du fait que la caractéristique la plus remarquable du trouble est un refus de l'interaction sociale. Plus récemment, les docteurs ont adopté le terme "trouble du spectre autistique" pour dire clairement que la maladie a de nombreuses variantes qui varient énormément en sévérité mais conservent des symptômes caractéristiques communs.

Depuis que l'autisme a été identifié, les chercheurs se sont battus pour déterminer ses causes. Les scientifiques savent que la sensibilité à l'autisme est génétiquement héritée, bien que les risques environnementaux semblent aussi jouer un rôle [voir "The Early Origins of Autism," par Patricia M. Rodier; Scientific American, février 2000]. Depuis la fin des années 1990, les chercheurs de notre laboratoire de l'université de Californie à San Diego, ont commencé à regarder s'il pouvait y avoir un rapport entre l'autisme et un type de cellules nerveuses du cerveau, récemment découvertes, les neurones miroirs. Comme ces neurones paraissaient être impliqués dans des capacités comme l'empathie et la perception des intentions des autres, il semblait logique de supposer qu'un dysfonctionnement du système des neurones miroirs pourrait provoquer certains des symptômes de l'autisme. Durant la dernière décennie, plusieurs études ont apporté des preuves supportant cette théorie. Des recherches ultérieures sur les neurones miroirs pourront expliquer comment l'autisme se déclenche, et ainsi, les docteurs pourront développer de meilleures façons de diagnostiquer et de traiter efficacement la maladie.

Expliquer les symptômes

Bien que les signes principaux de l'autisme sont l'isolation sociale, l'absence de contact visuel, de faibles capacités linguistiques et une absence d'empathie, d'autre symptômes moins connus sont tout aussi évidents. De nombreuses personnes avec autisme ont des problèmes pour comprendre les métaphores, les interprétant parfois littéralement. Ils ont aussi des difficultés à imiter les actions des autres. Ils présentent souvent des préoccupations pour des bagatelles tout en ignorant des aspects importants de leur environnement, notamment l'environnement social. Tout aussi étonnant, le fait qu'ils montrent souvent une aversion extrême pour certains sons qui, pour des raisons inconnues, déclenchent un signal d'alarme dans leur esprit.

Les théories qui ont été proposées pour expliquer l'autisme peuvent être divisées en deux groupes: anatomiques et psychologiques. (Les chercheurs ont rejeté un troisième groupe de théories--comme l"hypothèse de la "mère-réfrigérateur"—qui rejetait la faute de la maladie sur une mauvaise éducation.) Eric Courchesne de l'U.C.S.D. et d'autres anatomistes ont proprement montré que les enfants avec autisme ont des anomalies caractéristiques du cervelet, la structure cérébrale responsable de la coordination des mouvements musculaires volontaires complexes. Bien que ces observations doivent être prises en compte dans toute explication finale de l'autisme, il serait prématuré d'en conclure que les dommages du cervelet soient la seule cause du trouble. Les dommages du cervelet provoqués par une attaque cérébrale chez un enfant, provoquent habituellement des tremblements, un balancement de la démarche et des mouvements anormaux des yeux--des symptômes rarement constatés chez les autistes. Inversement, on ne constate aucun des symptômes de l'autisme chez les patients atteints de maladies du cervelet. Il est possible que les changements du cervelet constatés chez les enfants avec autisme soient des soient des effets secondaires sans rapport avec les gènes anormaux dont les autres effets sont les véritables causes de la maladie.
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VILAYANUR S. RAMACHANDRAN et LINDSAY M. OBERMAN ont fait leurs recherches sur les liens entre l'autisme et le système de neurones miroirs au Center for Brain and Cognition de l'Université de Californie à San Diego. Ramachandran, directeur du centre, a obtenu un doctorat en neurosciences de l'université de Cambridge. Expert renommé des anomalies cérébrales, il a aussi étudié le phénomène des membres fantômes et la synesthésie, qui lui ont valu le prix Henry Dale 2005 et un titre de membre d'honneur de la Royal Institution of Great Britain. Oberman est une étudiante de troisième cycle du laboratoire de Ramachandran à l'U.C.S.D., ayant rejoint le groupe en 2002.

Les scientifiques décodent les détails moléculaires d'un défaut

En utilisant un modèle animal, les neuroscientifiques de Göttingen ont examiné les effets des mutations génétiques à l'origine de l'autisme chez l'homme. Ce sont des mutations sur des gènes qui portent les instructions de construction pour des protéines de la famille de neuroligines. L'étude éditée dans la revue scientifique Neuron (le 21 septembre 2006) prouve que les neuroligines assurent la transmission de signaux entre les cellules nerveuses. Dans le cerveau des souris génétiquement modifiées pour être sans neuroligines, les points de contact par lesquels les cellules nerveuses communiquent, les synapses, ne se développent pas. Les chercheurs supposent que des troubles similaires se retrouvent chez les patients autistes.

L'autisme est l'une des maladies psychiatriques les plus communes. Environ 0,5 % des enfants en bas âge présentent un syndrome apparenté du « spectre autistique ». Les principaux symptômes de ce trouble du développement sont le retard ou l'absence de langage, des troubles du comportement social et des stéréotypies. Chez de nombreux patients, il existe une déficience mentale. Les personnes avec autisme qui présentent un haut niveau de fonctionnement cognitif ou des compétences exceptionnelles dans un secteur particulier, appelés « autistes savants », comme le personnage principal du film « Rain man», sont rares.

Jusqu'au milieu du siècle dernier, le comportement particulièrement froid des mères était considéré comme la cause de l'autisme. Cependant, la théorie « des mères frigidaires » a été réfutée. La croyance très répandue dans les années 90 que le vaccin ROR (Rougeole, Oreillons, Rubéole) pourrait être la cause de l"autisme chez les enfants en bas âge ne repose sur aucune base scientifique. Aujourd'hui, il est clair que les facteurs génétiques sont la cause principale de l'autisme. Les études sur les jumeaux monozygotes sont particulièrement convaincantes sur ce point - la probabilité que le vrai jumeau d'une personne autiste soit également atteinte d'autisme varie entre 80 et 95 pour cent.

En 2003, le généticien français Thomas Bourgeron a montré dans une recherche sur les familles avec plusieurs enfants autistes que les mutations dans les deux gènes NLGN3 et NLGN4X ont entraîné un arrêt complet de la fonction des gènes et ont déclenché l'autisme chez les patients affectés. Le travail de Bourgeron a causé une onde de choc parmi les instituts neuroscientifiques du monde entier, ou les gènes NLGN n'étaient pas inconnus. Ils sont responsables de la création de deux protéines, neuroligine-3 et neuroligine-4, qui sont considérées comme jouant un rôle important dans la structure des contacts entre les cellules nerveuses.

Les cellules nerveuses communiquent entre elles en des points de contact spécialisés appelés synapses. Une fois stimulée, une cellule de transmission nerveuse émet des neurotransmetteurs. Ces signaux moléculaires atteignent la cellule réceptrice et modifient son niveau d'activité - pourvu que la cellule réceptrice dispose 'd'antennes' sur ses synapses - de sites de réception spécifiques à ces signaux chimiques. Les scientifiques pensent que ce processus pourrait être perturbé si les cellules nerveuses ne disposent pas de neuroligines.

Au moment de la découverte de Bourgeron, Nils Brose et Frederique Varoqueaux, neuroscientifiques à l'institut de Médecine Expérimentale Max Planck à Göttingen, en collaboration avec leurs collègues Weiqi Zhang et Thomas Südhof travaillaient déjà sur les neuroligines depuis dix ans - mais chez les souris et non chez l'homme. « Nous avions même déjà créé des souris mutantes qui, en termes fonctionnels, portaient les mêmes mutations que celles qui se produisent chez les patients autistes. Nos souris manquaient également soit de neuroligine-3 soit neuroligine-4, » indique Brose. Les chercheurs étaient en possession du premier modèle animal génétique de l'autisme.

Une étude éditée par Brose, Varoqueaux et Zhang dans le journal spécialisé Neuron a prouvé que ce modèle met en évidence un défaut de fonctionnement dans la transmission des signaux entre les cellules nerveuses. Avec son collègue Varoqueaux, Brose a créé une lignée de souris qui non seulement ne dispose pas de neuroligine-1 ou de neuroligine-2, tous deux associées à l'autisme, mais qui manque des quatre variantes connues de la protéine simultanément. Les conséquences sont encore plus dramatiques qu'avec les patients autistes, chez lesquels la mutation porte seulement sur un gène de neuroligine. Sans aucune neuroligine, les fonctions du système nerveux se délitent complètement et les animaux génétiquement modifiés meurent juste après la naissance. Cependant, leurs cellules nerveuses peuvent être examinées en détail. Selon Brose, « elles fournissent des résultats importants non seulement pour la recherche de cerveau en général, mais également sur les causes possibles de l'autisme. Nos investigations prouvent que les neuroligines règlent la maturation des synapses. Elles s'assurent qu'il y a sufisamment de protéines réceptrices sur la membrane synaptique de la cellule de réception. »

Ce qui était à l'origine un pur projet de recherche fondamentale a acquis une pertinence médecale. « Ce que nous voyons chez nos animaux mutants en déficit de neuroligine est une forme plus intense du défaut de fonctionnement qui se produit dans le cerveau des personnes autistes, » dit Brose. « Je pense que l'autisme est une maladie des synapses, un synaptopathie. » Les chercheurs de l'Institut Max Planck de Göttingen veulent maintenant effectuer une analyse de la biologie comportementale des souris mutantes non plus privées de tous les neuroligines, mais seulement privées de neuroligine-3 ou de neuroligine-4, ainsi que le sont les patients avec autisme qui présentent des mutations de neuroligine. Les souris mutantes appropriées sont disponibles dans le laboratoire depuis longtemps, « mais nous avons commençé il y a seulement quelques mois à analyser leur comportement avec des spécialistes , » dit Brose. Les premiers résultats semblent plein de promesses - les souris mutantes en neuroligine-4 ont évidemment des comportements sociaux perturbés et des comportemements anxieux. « Si nous réussissons à observer des changements comportementaux très similaires à l'autisme chez notre souris mutante, alors le passage au diagnostic expérimental et à la thérapie sur le modèle animal deviendra possible. »

D'un point de vue génétique, les scientifiques de Göttingen disposent du meilleur modèle animal connu pour l'autisme dans le monde entier. Cependant, il y a une limite : très peu de cas d'autismes sont provoqués par des mutations de neuroligine et, à de rares exceptions, personne ne sait quels sont les défauts génétiques des nombreuses personnes atteintes d'autres formes d'autisme.