Reconnaissance de la lecture labiale: réponses réduites dans les régions de mouvements visuels, mais pas dans les autres régions liées à la parole dans l'autisme

Aperçu: G.M.

Les informations vocales inhérentes aux mouvements de visage sont importantes pour comprendre ce qui se dit dans une communication face à face. Les personnes avec un diagnostic de "troubles du spectre de l'autisme" (dTSA) ont des difficultés à extraire les informations du discours des mouvements du visage, processus appelé reconnaissance visuelle du discours. À l'heure actuelle, on ignore quels régions ou réseaux de cerveau dysfonctionnels sous-tendent le déficit de reconnaissance visuelle-parole chez les TSA. Les chercheurs ont mené une étude d'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) avec un suivi oculaire simultané afin d'étudier la reconnaissance visuelle-parole chez les adultes avec un dTSA et un fonctionnement élevé et chez des adultes contrôle au développement typique, appariés par paires. Par rapport au groupe témoin (n = 17), le groupe TSA  (n = 17) a présenté une diminution de la réponse en fonction du niveau d'oxygénation du sang (BOLD) lors de la reconnaissance visuelle du langage dans l'aire visuelle droite 5 (V5 / MT) et du discours dans la zone visuel temporel gauche. (TVSA) - régions du cerveau impliquées dans la perception du mouvement visuel. La V5 / MT droite a montré une corrélation positive avec les performances de la tâche visual-speech dans le groupe TSA , mais pas dans le groupe témoin. L'analyse des interactions psychophysiologiques (PPI) a révélé que la connectivité fonctionnelle entre le TVSA gauche et le V5 / MT bilatéral et entre le V5 / MT droit et le IFG gauche était inférieure dans le groupe ASD par rapport au groupe témoin. En revanche, les réponses dans d'autres régions motrices de la parole et leur connectivité se situaient au niveau neurotypique. Les réponses réduites et la connectivité réseau des régions de mouvement visuel associées à des mécanismes intacts liés à la parole indiquent que les mécanismes de perception pourraient être au cœur du déficit de reconnaissance visuelle de la parole chez les TSA. Les déficits de communication dans les TSA pourraient au moins en partie provenir d'un traitement sensoriel atypique et non d'un traitement cognitif d'ordre supérieur d'informations socialement pertinentes.

Neuroimage Clin. 2018 Sep 24;20:1078-1091. doi: 10.1016/j.nicl.2018.09.019.

Recognizing visual speech: Reduced responses in visual-movement regions, but not other speech regions in autism

Borowiak K¹, Schelinski S², von Kriegstein K².

Author information

1

Max Planck Institute for Human Cognitive and Brain Sciences, Stephanstraße 1a, 04103 Leipzig, Germany; Berlin School of Mind and Brain, Humboldt University of Berlin, Luisenstraße 56, 10117 Berlin, Germany; Technische Universität Dresden, Bamberger Straße 7, 01187 Dresden, Germany. Electronic address: borowiak@cbs.mpg.de.

2

Max Planck Institute for Human Cognitive and Brain Sciences, Stephanstraße 1a, 04103 Leipzig, Germany; Technische Universität Dresden, Bamberger Straße 7, 01187 Dresden, Germany.

Abstract

Speech information inherent in face movements is important for understanding what is said in face-to-face communication. Individuals with autism spectrum disorders (ASD) have difficulties in extracting speech information from face movements, a process called visual-speech recognition. Currently, it is unknown what dysfunctional brain regions or networks underlie the visual-speech recognition deficit in ASD. We conducted a functional magnetic resonance imaging (fMRI) study with concurrent eye tracking to investigate visual-speech recognition in adults diagnosed with high-functioning autism and pairwise matched typically developed controls. Compared to the control group (n = 17), the ASD group (n = 17) showed decreased Blood Oxygenation Level Dependent (BOLD) response during visual-speech recognition in the right visual area 5 (V5/MT) and left temporal visual speech area (TVSA) - brain regions implicated in visual-movement perception. The right V5/MT showed positive correlation with visual-speech task performance in the ASD group, but not in the control group. Psychophysiological interaction analysis (PPI) revealed that functional connectivity between the left TVSA and the bilateral V5/MT and between the right V5/MT and the left IFG was lower in the ASD than in the control group. In contrast, responses in other speech-motor regions and their connectivity were on the neurotypical level. Reduced responses and network connectivity of the visual-movement regions in conjunction with intact speech-related mechanisms indicate that perceptual mechanisms might be at the core of the visual-speech recognition deficit in ASD. Communication deficits in ASD might at least partly stem from atypical sensory processing and not higher-order cognitive processing of socially relevant information.

PMID:30368195

DOI:10.1016/j.nicl.2018.09.019

Connectopathie dans les troubles du spectre de l'autisme: une revue des preuves par les potentiels évoqués visuels et l'imagerie par résonance magnétique de diffusion.

Aperçu: G.M.

Les personnes avec un diagnostic de troubles du spectre de  l'autisme (TSA) présentent des performances exceptionnelles dans le traitement des détails fins; Cependant, elles présentent souvent des déficiences de la forme du visage, de la perception du mouvement global et de l'attention visuelle ainsi que des déficits sociaux fondamentaux. Des données de plus en plus nombreuses ont suggéré que les déficits sociaux dans les TSA proviennent de connectivités fonctionnelles et structurelles anormales entre et au sein des réseaux corticaux distribués qui sont recrutés pendant le traitement de l'information sociale.  

Parce que le système visuel humain est caractérisé par un ensemble de systèmes de réseaux parallèles, hiérarchiques et à plusieurs étages, l'équipe a émis l'hypothèse que la connectivité altérée des réseaux visuels contribue à la détérioration de la cognition sociale dans les TSA. Dans la présente revue, les chercheurs se sont concentrés sur les études de la connectivité altérée des réseaux visuels et d'attention dans les TSA en utilisant les potentiels évoqués visuels (PEV), les potentiels liés aux événements (ERP) et l'imagerie par tenseur de diffusion.  

Une série d'études VEP, ERP et DTI menées dans leur laboratoire ont démontré des altérations complexes (altération et amélioration) des réseaux visuels et d'attention dans les TSA.

Des données récentes ont suggéré que la perception visuelle atypique observée dans les TSA est causée par une connectivité altérée dans les voies visuelles parallèles et les réseaux d'attention, contribuant ainsi à la communication sociale altérée observée dans les TSA. Par conséquent, l'équipe conclut que le mécanisme physiopathologique sous-jacent des TSA constitue une «connectopathie». 

Front Neurosci. 2017 Nov 9;11:627. doi: 10.3389/fnins.2017.00627. eCollection 2017.

Connectopathy in Autism Spectrum Disorders: A Review of Evidence from Visual Evoked Potentials and Diffusion Magnetic Resonance Imaging

Yamasaki T^1,2, Maekawa T¹, Fujita T³, Tobimatsu S¹.

Author information

1

Department of Clinical Neurophysiology, Neurological Institute, Graduate School of Medical Sciences, Kyushu University, Fukuoka, Japan.

2

Department of Neurology, Minkodo Minohara Hospital, Fukuoka, Japan.

3

Department of Pediatrics, Fukuoka University School of Medicine, Fukuoka, Japan.

Abstract

Individuals with autism spectrum disorder (ASD) show superior performance in processing fine details; however, they often exhibit impairments of gestalt face, global motion perception, and visual attention as well as core social deficits. Increasing evidence has suggested that social deficits in ASD arise from abnormal functional and structural connectivities between and within distributed cortical networks that are recruited during social information processing. Because the human visual system is characterized by a set of parallel, hierarchical, multistage network systems, we hypothesized that the altered connectivity of visual networks contributes to social cognition impairment in ASD. In the present review, we focused on studies of altered connectivity of visual and attention networks in ASD using visual evoked potentials (VEPs), event-related potentials (ERPs), and diffusion tensor imaging (DTI). A series of VEP, ERP, and DTI studies conducted in our laboratory have demonstrated complex alterations (impairment and enhancement) of visual and attention networks in ASD. Recent data have suggested that the atypical visual perception observed in ASD is caused by altered connectivity within parallel visual pathways and attention networks, thereby contributing to the impaired social communication observed in ASD. Therefore, we conclude that the underlying pathophysiological mechanism of ASD constitutes a "connectopathy."

PMID:29170625

PMCID:PMC5684146

DOI:10.3389/fnins.2017.00627

Récupération des fréquences spatiales de la perception de la scène chez les adolescents avec et sans TSA

Aperçu: G.M.

Bien que les participants au développement typique (TD) aient un style de traitement grossier à très fin, les personnes avec un diagnostic de trouble du spectre de l'autisme (TSA) semblent être moins globales et plus biaisées localement lorsqu'elles traitent des informations visuelles.

Le contenu de la fréquence spatiale spécifique au stimulus pourrait être directement pertinent pour déterminer cette hiérarchie temporelle du traitement de l'information visuelle chez les personnes ayant ou non un TSA.

Les adolescents avec un diagnostic de TSA faisaient plus d'erreurs de catégorisation que les TD et avaient besoin de plus de temps pour traiter les stimuli primordiaux.  

Parallèlement, les résultats montrent un avantage de traitement dans le TSA, lorsque le stimulus principal contient des informations spatiales détaillées et que le temps de présentation permet un traitement visuel explicite.

J Autism Dev Disord. 2017 Apr 9. doi: 10.1007/s10803-017-3123-3.

Spatial Frequency Priming of Scene Perception in Adolescents With and Without ASD

Vanmarcke S^1,2, Noens I^3,4, Steyaert J^3,5, Wagemans J^6,3.

Author information

1

Brain and Cognition, University of Leuven (KU Leuven), 3000, Leuven, Belgium. steven.vanmarcke@kuleuven.be.

2

Leuven Autism Research (LAuRes), KU Leuven, Leuven, Belgium. steven.vanmarcke@kuleuven.be.

3

Leuven Autism Research (LAuRes), KU Leuven, Leuven, Belgium.

4

Parenting and Special Education Research Unit, KU Leuven, Leuven, Belgium.

5

Department of Child Psychiatry, UPC-KU Leuven, Kortenberg, Belgium.

6

Brain and Cognition, University of Leuven (KU Leuven), 3000, Leuven, Belgium.

Abstract

While most typically developing (TD) participants have a coarse-to-fine processing style, people with autism spectrum disorder (ASD) seem to be less globally and more locally biased when processing visual information. The stimulus-specific spatial frequency content might be directly relevant to determine this temporal hierarchy of visual information processing in people with and without ASD. We implemented a semantic priming task in which (in)congruent coarse and/or fine spatial information preceded target categorization. Our results indicated that adolescents with ASD made more categorization errors than TD adolescents and needed more time to process the prime stimuli. Simultaneously, however, our findings argued for a processing advantage in ASD, when the prime stimulus contains detailed spatial information and presentation time permits explicit visual processing.

PMID: 28393291

DOI: 10.1007/s10803-017-3123-3

Les seuils de discrimination de l'orientation oblique sont supérieurs à ceux qui ont un niveau élevé de traits autistiques

Traduction: G.M.

J Autism Dev Disord. 2014 Nov;44(11):2844-50. doi: 10.1007/s10803-014-2147-1.

Oblique orientation discrimination thresholds are superior in those with a high level of autistic traits

Dickinson A¹, Jones M, Milne E.

Author information

• ¹Department of Psychology, University of Sheffield, Western Bank, Sheffield, S10 2TP, UK.

Résumé

L'amélioration de la perception de bas niveau, bien présente chez les personnes avec autisme, ne se voit pas chez les personnes ayant des niveaux élevés de traits autistiques, mais non cliniques,  (Brock et al.in Percept Lond 40 (6):. 739 doi: 10,1068 / p6953 , 2011).  
Cela est surprenant, comme un grand nombre de différences visuelles de niveau supérieur trouvées dans l'autisme ont été corrélées à des traits autistiques dans des échantillons non-cliniques. Ici, nous mesurons les seuils de discrimination verticale oblique et, plus difficile, de l'orientation oblique obliques dans un échantillon non-clinique. Comme prévu, les seuils oblique obliques fournissent un test plus sensible de la discrimination fondée sur l'orientation, et ont été négativement liées à des traits autistiques (N = 94, r = -.356, p <0,0001).  
Nous concluons que les différences individuelles dans la discrimination de l'orientation et les traits autistiques sont liés, et suggérons que ces deux facteurs pourraient être médiés par l'augmentation des niveaux du neurotransmetteur inhibiteur GABA. 

Abstract

Enhanced low-level perception, although present in individuals with autism, is not seen in individuals with high, but non-clinical, levels of autistic traits (Brock et al.in Percept Lond 40(6):739. doi: 10.1068/p6953 , 2011). This is surprising, as many of the higher-level visual differences found in autism have been shown to correlate with autistic traits in non-clinical samples. Here we measure vertical-oblique and, more difficult, oblique-oblique orientation discrimination thresholds in a non-clinical sample. As predicted, oblique-oblique thresholds provided a more sensitive test of orientation discrimination, and were negatively related to autistic traits (N = 94, r = -.356, p < .0001). We conclude that individual differences in orientation discrimination and autistic traits are related, and suggest that both of these factors could be mediated by increased levels of the inhibitory neurotransmitter GABA.

PMID: 24870402

Atypical excitation-inhibition balance in autism captured by the gamma response to contextual modulation

Traduction: G.M.

Neuroimage (Amst). 2013 Jul 2;3:65-72. doi: 10.1016/j.nicl.2013.06.015.

Équilibre excitation- inhibition atypique dans l'autisme capturé par la réaction  gamma pour la modulation contextuelle 

Snijders TM, Milivojevic B, Kemner C.

Source

Department of Experimental Psychology, Helmholtz Institute, Utrecht University, P.O. Box 80140, 3508 TC Utrecht, The Netherlands ; Department of Developmental Psychology, Utrecht University, P.O. Box 80140, 3508 TC Utrecht, The Netherlands ; Radboud University Nijmegen, Donders Institute for Brain, Cognition and Behaviour, Centre for Cognitive Neuroimaging, P.O. Box 9101, NL-6500 HB Nijmegen, The Netherlands ; Radboud University Nijmegen, Centre for Language Studies, P.O. Box 9103, NL-6500 HD Nijmegen, The Netherlands.

Abstract

La perception visuelle atypique chez les personnes avec des troubles du spectre autistique (TSA ) est supposée provenir d'un déséquilibre dans les processus excitateurs et inhibiteurs dans le cerveau. Nous avons utilisé des oscillations neuronales dans la gamme de fréquences gamma ( 30 à 90 Hz ) , qui émergent à partir d'une interaction équilibrée d' excitation et d'inhibition dans le cerveau , pour évaluer les procédés de modulation contextuelles au début de la perception visuelle.

Une electroencéphalographie a été enregistrée chez 12 adultes avec TSA à haut fonctionnement de fonctionnement cognitif et chez et 12  participants de contrôle appariés en âge et en QI.

Les oscillations dans la gamme de fréquences de gamma ont été analysées , en réponse à des stimuli constitués de petits éléments en forme de ligne .

La modulation contextuelle  spécifique à l'orientation a été manipulée par augmentation paramétriquement la quantité d'éléments orientés de manière homogène dans les stimuli .

Les stimuli ont suscité une forte réaction de l'état gamma stationnaire autour du taux de rafraîchissement de 60 Hz, ce qui était plus important pour le groupe contrôle que pour les participants avec TSA.

La quantité de l'homogénéité d'orientation ( modulation contextuelle ) a influencé la réponse gamma chez les sujets témoins , tandis que chez les sujets avec TSA ce n'était pas le cas .

L'état ​​d'équilibre de la réponse gamma atypique lors de la modulation contextuelle chez les sujets avec TSA peut saisir le lien entre un déséquilibre entre le traitement neuronal excitateur et inhibiteur et le traitement visuel atypique dans les TSA .

Atypical visual perception in people with autism spectrum disorders (ASD) is hypothesized to stem from an imbalance in excitatory and inhibitory processes in the brain. We used neuronal oscillations in the gamma frequency range (30-90 Hz), which emerge from a balanced interaction of excitation and inhibition in the brain, to assess contextual modulation processes in early visual perception. Electroencephalography was recorded in 12 high-functioning adults with ASD and 12 age- and IQ-matched control participants. Oscillations in the gamma frequency range were analyzed in response to stimuli consisting of small line-like elements. Orientation-specific contextual modulation was manipulated by parametrically increasing the amount of homogeneously oriented elements in the stimuli. The stimuli elicited a strong steady-state gamma response around the refresh-rate of 60 Hz, which was larger for controls than for participants with ASD. The amount of orientation homogeneity (contextual modulation) influenced the gamma response in control subjects, while for subjects with ASD this was not the case. The atypical steady-state gamma response to contextual modulation in subjects with ASD may capture the link between an imbalance in excitatory and inhibitory neuronal processing and atypical visual processing in ASD.

PMID: 24179850

The Mechanisms Underlying the ASD Advantage in Visual Search

Traduction: G.M.

J Autism Dev Disord. 2013 Oct 4.

Les mécanismes soulignant les avantages du TSA dans la recherche visuelle

Kaldy Z, Giserman I, Carter AS, Blaser E.

Source

Department of Psychology, University of Massachusetts Boston, 100 Morrissey Blvd., Boston, MA, 02125, USA, zsuzsa.kaldy@umb.edu

Résumé

Un certain nombre d'études ont démontré que les personnes avec des troubles du spectre autistique (TSA ) sont plus rapides ou plus efficaces que les participants du groupe contrôle au développement sans autisme lors de tâches d'attention visuelles variées (voir les revues de Dakin et Frith dans la revue Neuron 48:497-507 , 2005; Simmons et al. dans Vis Res 49:2705-2739 , 2009).

Cet «avantage TSA » a été identifié en premier dans le domaine de la recherche visuelle par Plaisted et al. ( J Child Psychol Psychiatry 39:777-783 , 1998). Ici nous passons en revue les résultats des études de recherche visuelle au cours des 15 dernières années qui opposent la performance des personnes avec et sans TSA. 
Bien qu'il y ait quelques réserves mineures, le consensus général est que, à travers le développement et un large éventail de symptômes de sévérité les personnes avec TSA sont plus performantes de manière fiable que les personnes du groupe contrôle sur la recherche visuelle . 
L'étiologie de l'avantage lié au TSA n'a pas été formellement précisée , mais elle a été communément attribuée à la «discrimination perceptive améliorée» , une capacité supérieure à distinguer visuellement les cibles et distracteurs dans ces tâches (par exemple O'Riordan dans Cognition 77:81-96 , 2000) .  
En outre, il y a des preuves considérables des déficiences du réseau attentionnel dans les TSA (pour une revue , voir Keehn et al. Dans J Child Psychol Psychiatry 37:164-183 , 2013). 
Nous discutons quelques résultats récents de notre laboratoire qui soutiennent une explication attentionnel , plutôt que perceptif dans l'avantage lié au TSA dans la recherche visuelle. 
Nous pensons que cette nouvelle conceptualisation peut offrir une meilleure compréhension de certains des symptômes comportementaux associés aux TSA , tels que la focalisation sur les détails et les intérêts restreints.