Changements dans le développement des structures sous-corticales dans le "trouble du spectre de l'autisme"

Aperçu: G.M.

De nombreuses études ont signalé des anomalies dans le volume des structures sous-corticales chez les personnes avec un trouble du spectre de l'autisme (TSA), et bon nombre d'entre elles évoluent avec l'âge. Cependant, la plupart des études portant sur les structures sous-corticales étaient transversales et ne segmentaient pas avec précision les structures sous-corticales. 

Dans cette étude, nous avons utilisé volBrain, un outil d’analyse quantitative automatique et fiable et une conception longitudinale pour examiner les modifications développementales du volume des structures sous-corticales dans le TSA, et quantifié la relation entre le développement du volume sous-cortical et les corrélats cliniques. Dix-neuf personnes avec un TSA (16 hommes; âge: 12,53 ± 2,34 ans au début; intervalle: 2,33 ans) et 14 témoins au développement typique (TDT; 12 hommes; âge: 13,50 ± 1,77 ans au départ; intervalle: 2,31 ans) ont subi un traitement T1- IRM pondérée à deux moments. 

Sur le plan bilatéral, le volume d'hippocampe a augmenté entre le début de l'étude et le suivi, tant chez les TSA que chez les TDT, sans différence entre les groupes. Le volume du thalamus gauche et du thalamus droit a diminué dans les TSA, mais n'a pas changé dans les TDT. 

Les diminutions du volume du thalamus caudé gauche et droit étaient liées au score social des TSA. Le volume de l'amygdale droite était plus important dans les TSA que dans les TDT au début mais pas au suivi. Ces résultats confirment les conclusions transversales antérieures concernant le développement de structures sous-corticales chez les TSA. 

L'association entre les changements développementaux du volume du thalamus caudé gauche et du thalamus droit et le score social des TSA offre une explication des déficits sociaux en TSA. 

Les résultats ont également montré les différentes anomalies du volume de l'amygdale entre l'enfance et la fin de l'adolescence.

Neuroreport. 2019 Aug 27. doi: 10.1097/WNR.0000000000001300.

Changes in the development of subcortical structures in autism spectrum disorder

Zuo C¹, Wang D¹, Tao F^2,3, Wang Y^2,3.

Author information

1

College of Educational Science, Anhui Normal University, Wuhu, China.

2

State Key Laboratory of Cognitive Neuroscience and Learning.

3

IDG/McGovern Institute for Brain Research, Beijing Normal University, Beijing, China.

Abstract

Many studies have reported abnormalities in the volume of subcortical structures in individuals with autism spectrum disorder (ASD), and many of these change with age. However, most studies that have investigated subcortical structures were cross-sectional and did not accurately segment the subcortical structures. In this study, we used volBrain, an automatic and reliable quantitative analysis tool, and a longitudinal design to examine developmental changes in the volume of subcortical structures in ASD, and quantified the relation between subcortical volume development and clinical correlates. Nineteen individuals with ASD (16 males; age: 12.53 ± 2.34 years at baseline; interval: 2.33 years) and 14 typically developing controls (TDC; 12 males; age: 13.50 ± 1.77 years at baseline; interval: 2.31 years) underwent T1-weighted MRI at two time points. Bilaterally, hippocampus volume increased from baseline to follow-up in both ASD and TDC, with no difference between groups. Left caudate and right thalamus volume decreased in ASD, but did not change in TDC. The decreases in left caudate and right thalamus volume were related to ASD social score. Right amygdala volume was larger in ASD than in TDC at baseline but not at follow-up. These results confirm previous cross-sectional findings regarding the development of subcortical structures in ASD. The association between developmental changes in left caudate and right thalamus volume and ASD social score offers an explanation for the social deficits in ASD. Results also captured the different abnormality of amygdala volume between childhood and late adolescence.

PMID:31464839

DOI:10.1097/WNR.0000000000001300

Revoir le volume de cerveau sous-corticale relié à l'autisme dans l'ensemble de données ABIDE: effets de l'âge et du sexe

Aperçu: G.M.

Les "troubles du spectre de l'autisme" (TSA) se caractérisent par une hétérogénéité clinique, étiologique et neurobiologique substantielle. En dépit de cette hétérogénéité, des études d'imagerie antérieures ont mis en évidence le rôle des structures corticales et subcorticales spécifiques dans les TSA et ont transmis la notion de neuroanatomie spécifique au TSA dans laquelle des anomalies dans les structures cérébrales présentes peuvent être utilisées pour les approches de classification diagnostique.

Malgré la grande taille de l'échantillon (N = 859, 6-27 ans, IQ 70-130) , les chercheurs n'ont trouvé  aucun effet majeur du diagnostic de TSA. Pourtant, plusieurs effets importants d'interaction à deux et trois voies du diagnostic par âge selon le sexe ont été trouvés.La neuroanatomie du TSA n'existe pas, mais elle est très dépendante de l'âge et du genre.  

Psychol Med. 2017 Jul 26:1-15. doi: 10.1017/S003329171700201X.

Revisiting subcortical brain volume correlates of autism in the ABIDE dataset: effects of age and sex

Zhang W¹, Groen W², Mennes M¹, Greven C², Buitelaar J², Rommelse N².

Author information

1

Donders Centre for Cognitive Neuroimaging, Donders Institute for Brain, Cognition and Behavior, Radboud University,Nijmegen,The Netherlands.

2

Karakter, Child and Adolescent Psychiatry University Center,Nijmegen,The Netherlands.

Abstract

BACKGROUND:

Autism spectrum disorders (ASD) are characterized by substantial clinical, etiological and neurobiological heterogeneity. Despite this heterogeneity, previous imaging studies have highlighted the role of specific cortical and subcortical structures in ASD and have forwarded the notion of an ASD specific neuroanatomy in which abnormalities in brain structures are present that can be used for diagnostic classification approaches.

METHOD:

A large (N = 859, 6-27 years, IQ 70-130) multi-center structural magnetic resonance imaging dataset was examined to specifically test ASD diagnostic effects regarding (sub)cortical volumes.

RESULTS:

Despite the large sample size, we found virtually no main effects of ASD diagnosis. Yet, several significant two- and three-way interaction effects of diagnosis by age by gender were found.

CONCLUSION:

The neuroanatomy of ASD does not exist, but is highly age and gender dependent. Implications for approaches of stratification of ASD into more homogeneous subtypes are discussed.

PMID28745267

DOI:10.1017/S003329171700201X

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

Modifications cérébrales volumétriques longitudinales dans les troubles du spectre autistique entre 6 et 35 ans

Traduction: G.M.

 

Autism Res. 2015 Feb;8(1):82-93. doi: 10.1002/aur.1427. Epub 2014 Nov 7.

Longitudinal volumetric brain changes in autism spectrum disorder ages 6-35 years

Lange N¹, Travers BG, Bigler ED, Prigge MB, Froehlich AL, Nielsen JA, Cariello AN, Zielinski BA, Anderson JS, Fletcher PT, Alexander AA, Lainhart JE.

Author information

• ¹Department of Psychiatry, Harvard School of Medicine, Boston, Massachusetts; Neurostatistics Laboratory, McLean Hospital, Belmont, Massachusetts.

Abstract

Since the impairments associated with autism spectrum disorder (ASD) tend to persist or worsen from childhood into adulthood, it is of critical importance to examine how the brain develops over this growth epoch. We report initial findings on whole and regional longitudinal brain development in 100 male participants with ASD (226 high-quality magnetic resonance imaging [MRI] scans; mean inter-scan interval 2.7 years) compared to 56 typically developing controls (TDCs) (117 high-quality scans; mean inter-scan interval 2.6 years) from childhood into adulthood, for a total of 156 participants scanned over an 8-year period. This initial analysis includes between one and three high-quality scans per participant that have been processed and segmented to date, with 21% having one scan, 27% with two scans, and 52% with three scans in the ASD sample; corresponding percentages for the TDC sample are 30%, 30%, and 40%. The proportion of participants with multiple scans (79% of ASDs and 68% of TDCs) was high in comparison to that of large longitudinal neuroimaging studies of typical development. We provide volumetric growth curves for the entire brain, total gray matter (GM), frontal GM, temporal GM, parietal GM, occipital GM, total cortical white matter (WM), corpus callosum, caudate, thalamus, total cerebellum, and total ventricles. Mean volume of cortical WM was reduced significantly. Mean ventricular volume was increased in the ASD sample relative to the TDCs across the broad age range studied. Decreases in regional mean volumes in the ASD sample most often were due to decreases during late adolescence and adulthood. The growth curve of whole brain volume over time showed increased volumes in young children with autism, and subsequently decreased during adolescence to meet the TDC curve between 10 and 15 years of age. The volume of many structures continued to decline atypically into adulthood in the ASD sample. The data suggest that ASD is a dynamic disorder with complex changes in whole and regional brain volumes that change over time from childhood into adulthood.

Résumé

Depuis les déficiences associées à un trouble du spectre de l'autisme (TSA) ont tendance à persister ou s'aggraver depuis l'enfance jusqu'à l'âge adulte, il est d'une importance cruciale d'examiner comment le cerveau se développe au cours de cette époque de croissance. Nous rapportons les premières conclusions sur le développement longitudinal du cerveau dans son ensemble ou par régions chez 100 participants masculins avec un diagnostic de TSA (226 scans par imagerie par résonance magnétique [IRM]de  haute qualité; intervalle inter-scan moyen de 2,7 années) par rapport à 56 sujets témoins (TDCs) (117 scans de haute qualité;  intervalle moyen inter-scan de 2,6 années) de l'enfance à l'âge adulte, pour un total de 156 participants numérisées sur une période de 8 ans. Cette première analyse comprend entre un et trois scans de haute qualité par participant qui ont été traités et segmentés à ce jour, avec 21% ayant un balayage, 27% avec deux scans, et 52% avec trois scans de l'échantillon de TSA; les pourcentages correspondants de l'échantillon TDC sont de 30%, 30% et 40%. La proportion de participants avec des balayages multiples (79% des TSA et 68% de TDC) était élevée par rapport à celle des grandes études de neuro-imagerie longitudinales sur le développement typique. Nous fournissons des courbes de croissance volumétriques pour l'ensemble du cerveau, la substance grise totale (GM), la GM frontale, la GM temporale, la GM pariétale, GM occipitale, la substance blanche corticale totale (WM), le corps calleux, caudé, le thalamus, l'ensemble du cervelet et des ventricules . Le volume moyen de la WM corticale a été réduit de manière significative. Le volume ventriculaire moyen a augmenté dans l'échantillon de TSA par rapport aux TDC à travers le large éventail des âges étudiés. Les diminution de volumes moyens régionaux de l'échantillon TSA le plus souvent étaient dues à des baisses à la fin de l'adolescence et l'âge adulte. La courbe de croissance du volume de l'ensemble du cerveau au fil du temps a montré des volumes qui ont augmenté chez les jeunes enfants présentant de l'autisme, et par la suite diminué au cours de l'adolescence pour rencontrer la courbe TDC entre 10 et 15 ans. Le volume de nombreuses structures a continué de baisser atypique à l'âge adulte dans l'échantillon de TSA.

Les données suggèrent que les TSA est un trouble dynamique avec des changements complexes dans les volumes régionaux et globaux qui changent au fil du temps de l'enfance à l'âge adulte.

 

© 2014 International Society for Autism Research, Wiley Periodicals, Inc.

PMID: 25381736