Les caractéristiques structurelles et fonctionnelles des vaisseaux lymphatiques du système nerveux central

Traduction: G.M.

 

Nature. 2015 Jun 1. doi: 10.1038/nature14432.

Structural and functional features of central nervous system lymphatic vessels

Louveau A¹, Smirnov I¹, Keyes TJ¹, Eccles JD², Rouhani SJ³, Peske JD³, Derecki NC¹, Castle D⁴, Mandell JW⁵, Lee KS⁶, Harris TH¹, Kipnis J⁷.

Author information

• ¹1] Center for Brain Immunology and Glia, School of Medicine, University of Virginia, Charlottesville, Virginia 22908, USA [2] Department of Neuroscience, School of Medicine, University of Virginia, Charlottesville, Virginia 22908, USA.
• ²1] Medical Scientist Training Program, School of Medicine, University of Virginia, Charlottesville, Virginia 22908, USA [2] Beirne B. Carter Center for Immunology Research, School of Medicine, University of Virginia, Charlottesville, Virginia 22908, USA [3] Department of Medicine (Division of Allergy), School of Medicine, University of Virginia, Charlottesville, Virginia 22908, USA.
• ³1] Medical Scientist Training Program, School of Medicine, University of Virginia, Charlottesville, Virginia 22908, USA [2] Beirne B. Carter Center for Immunology Research, School of Medicine, University of Virginia, Charlottesville, Virginia 22908, USA [3] Department of Microbiology, Immunology, and Cancer Biology, School of Medicine, University of Virginia, Charlottesville, Virginia 22908, USA.
• ⁴Department of Cell Biology, School of Medicine, University of Virginia, Charlottesville, Virginia 22908, USA.
• ⁵Department of Pathology (Neuropathology), School of Medicine, University of Virginia, Charlottesville, Virginia 22908, USA.
• ⁶1] Center for Brain Immunology and Glia, School of Medicine, University of Virginia, Charlottesville, Virginia 22908, USA [2] Department of Neuroscience, School of Medicine, University of Virginia, Charlottesville, Virginia 22908, USA [3] Department of Neurosurgery, School of Medicine, University of Virginia, Charlottesville, Virginia 22908, USA.
• ⁷1] Center for Brain Immunology and Glia, School of Medicine, University of Virginia, Charlottesville, Virginia 22908, USA [2] Department of Neuroscience, School of Medicine, University of Virginia, Charlottesville, Virginia 22908, USA [3] Medical Scientist Training Program, School of Medicine, University of Virginia, Charlottesville, Virginia 22908, USA.

Abstract

One of the characteristics of the central nervous system is the lack of a classical lymphatic drainage system. Although it is now accepted that the central nervous system undergoes constant immune surveillance that takes place within the meningeal compartment, the mechanisms governing the entrance and exit of immune cells from the central nervous system remain poorly understood. In searching for T-cell gateways into and out of the meninges, we discovered functional lymphatic vessels lining the dural sinuses. These structures express all of the molecular hallmarks of lymphatic endothelial cells, are able to carry both fluid and immune cells from the cerebrospinal fluid, and are connected to the deep cervical lymph nodes. The unique location of these vessels may have impeded their discovery to date, thereby contributing to the long-held concept of the absence of lymphatic vasculature in the central nervous system. The discovery of the central nervous system lymphatic system may call for a reassessment of basic assumptions in neuroimmunology and sheds new light on the aetiology of neuroinflammatory and neurodegenerative diseases associated with immune system dysfunction.

Résumé

Une des caractéristiques du système nerveux central est l'absence d'un système de drainage lymphatique classique. Bien que il est maintenant admis que le système nerveux central subit la surveillance immunitaire constante qui prend place dans le compartiment méningée, les mécanismes régissant l'entrée et la sortie des cellules immunitaires du système nerveux central restent mal compris. Dans la recherche de passerelles de cellules T dans et hors des méninges, nous avons découvert des vaisseaux lymphatiques fonctionnels qui tapissent les sinus veineux. Ces structures expriment toutes les caractéristiques moléculaires des cellules endothéliales lymphatiques, sont en mesure de transporter à la fois des cellules immunitaires fluides et du liquide céphalo-rachidien, et sont reliées à des ganglions lymphatiques cervicaux profonds. La situation unique de ces vaisseaux a entravé leur découverte à ce jour, contribuant ainsi de longue date à la notion d'absence de  vascularisation lymphatique dans le système nerveux central. La découverte du système lymphatique du système nerveux central peut demander une réévaluation des hypothèses de base dans la neuro-immunologie et jette un éclairage nouveau sur l'étiologie des maladies neuro-inflammatoires et neurodégénératives  associées à un dysfonctionnement du système immunitaire.

PMID: 26030524

La sérotonine gère l'immunoregulation et les fonctions neurales: Connivence dans l'étiologie des troubles du spectre de l'autisme

Traduction: G.M.

 

Neurosci Biobehav Rev. 2015 May 27. pii: S0149-7634(15)00139-6. doi: 10.1016/j.neubiorev.2015.05.013.

Serotonin mediated immunoregulation and neural functions: Complicity in the aetiology of autism spectrum disorders

Jaiswal P¹, Mohanakumar KP², Rajamma U³.

Author information

• ¹Manovikas Biomedical Research and Diagnostic Centre, Manovikas Kendra, 482 Madudah, Plot I-24, Sector-J, EM Bypass, Kolkata 700 107, India.
• ²Division of Cell Biology & Physiology, CSIR-Indian Institute of Chemical Biology, 4, Raja S.C. Mullick Road, Jadavpur, Kolkata 700 032, India.
• ³Manovikas Biomedical Research and Diagnostic Centre, Manovikas Kendra, 482 Madudah, Plot I-24, Sector-J, EM Bypass, Kolkata 700 107, India. Electronic address: ushamvk@yahoo.co.in

Abstract

Serotonergic system has long been implicated in the aetiology of autism spectrum disorders (ASD), since platelet hyperserotonemia is consistently observed in a subset of autistic patients, who respond well to selective serotonin reuptake inhibitors. Apart from being a neurotransmitter, serotonin functions as a neurotrophic factor directing brain development and as an immunoregulator modulating immune responses. Serotonin transporter (SERT) regulates serotonin level in lymphoid tissues to ensure its proper functioning in innate and adaptive responses. Immunological molecules such as cytokines in turn regulate the transcription and activity of SERT. Dysregulation of serotonergic system could trigger signalling cascades that affect normal neural-immune interactions culminating in neurodevelopmental and neural connectivity defects precipitating behavioural abnormalities, or the disease phenotypes. Therefore, we suggest that a better understanding of the cross talk between serotonergic genes, immune systems and serotonergic neurotransmission will open wider avenues to develop pharmacological leads for addressing the core ASD behavioural déficits.

Résumé

Le système sérotoninergique a longtemps été impliqué dans l'étiologie des troubles du spectre de l'autisme (TSA), depuis l' hypersérotoninémie des plaquettes est constamment observé dans un sous-ensemble de patients autistes, qui répondent bien aux inhibiteurs de recapture de la sérotonine. En plus d'être un neurotransmetteur, les fonctions de la sérotonine sont en tant que facteur neurotrophique de diriger le développement du cerveau et en tant qu'immuno-régulateur de moduler les réponses immunitaires. Le transporteur de la sérotonine (SERT) régule le niveau de sérotonine dans les tissus lymphoïdes pour assurer son bon fonctionnement dans les réponses innées et adaptatives. Les molécules immunologiques tels que les cytokines, à leur tour régulent la transcription et l'activité du SERT. Le dérèglement du système sérotoninergique pourrait déclencher des cascades qui affectent les interactions neurones-immunes normales aboutissant à des défauts de connectivité du développement neurologique et neuronaux précipitant des anomalies comportementales ou des phénotypes de la maladie. Par conséquent, nous suggérons qu'une meilleure compréhension de la diaphonie entre les gènes sérotoninergiques, les systèmes immunitaires et la neurotransmission sérotoninergique ouvrira des voies plus larges pour développer des pistes pharmacologiques pour traiter les principaux déficits comportementaux du TSA .

Copyright © 2015. Published by Elsevier Ltd.

PMID: 26021727

Activité inflammatoire dans le trouble du spectre de l'autisme

Traduction: G.M.

 

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Adv Exp Med Biol. 2015 May 29.

Inflammatory Activity in Autism Spectrum Disorder

Tonhajzerova I¹, Ondrejka I, Mestanik M, Mikolka P, Hrtanek I, Mestanikova A, Bujnakova I, Mokra D.

Author information

• ¹Department of Physiology, Jessenius Faculty of Medicine in Martin, Comenius University in Bratislava, Mala Hora 4, 036 01, Martin, Slovakia.

Abstract

Autism spectrum disorder (ASD) is a severe neurodevelopmental disorder in early childhood characterized by impairment in communication and behavior. Recent research is focused on the immune dysregulation as a potential pathomechanism leading to ASD. Thus, we addressed the hypothesis that inflammatory activity might be enhanced in children suffering from ASD. We examined 15 children with ASD (13 boys/2 girls, mean age of 9.3 ± 0.7 years) and 20 age/gender-matched healthy subjects as a control group. All children were medication free and in good health. Hematological parameters in venous blood and plasma levels of pro-inflammatory cytokines - tumor necrosis factor alpha (TNF-α), interleukin 1ß (IL-1ß), and interleukin 8 (IL-8) - were assessed in each subject using human ultra-sensitive ELISA kits. In addition, TBARS as a marker of oxidative stress was evaluated. We found that the level of IL-8 was significantly increased in the ASD children, whereas the other markers remained unappreciably changed compared to controls (p = 0.003). In conclusion, the study demonstrates a discrete immune dysfunction in ASD of pro-inflammatory character.

Résumé

Le trouble du spectre autistique (TSA) est un trouble neurologique grave dans la petite enfance caractérisée par une altération dans la communication et du comportement. Des recherches récentes se concentrent sur la dysrégulation immunitaire comme un mécanisme pathogénique potentiel conduisant au TSA. Ainsi, nous avons abordé l'hypothèse que l'activité inflammatoire pourrait être renforcée chez les enfants avec TSA. Nous avons examiné 15 enfants avec un diagnostic de TSA (13 garçons / filles, 2 ans de 9,3 ± 0,7 années moyenne) et 20 sujets avec un développement typique appariés selon l'âge/sexe en tant que groupe de contrôle. Tous les enfants étaient sans traitement médicamenteux et en bonne santé. Les paramètres hématologiques dans le sang veineux et les taux plasmatiques de cytokines pro-inflammatoires - facteur de nécrose tumorale alpha (TNF-α), l'interleukine 1ß (IL-1ß), et l'interleukine 8 (IL-8) - ont été évaluées chez chaque sujet en utilisant  kits ELISA ultra-sensibles. En outre, les TBARS comme un marqueur de stress oxydatif a été évalué. Nous avons constaté que le niveau d'IL-8 a été significativement augmenté chez les enfants présentant un autisme, alors que les autres marqueurs sont restés sensiblement non modifiés  par rapport aux témoins (p = 0,003). En conclusion, l'étude démontre un dysfonctionnement immunitaire discrèt dans les TSA de caractère pro-inflammatoire.

PMID: 26022900

Contributions attentionnelles et sensorielles au balancement postural chez les enfants avec un diagnostic de trouble du spectre de l'autisme

Traduction: G.M.

 

Gait Posture. 2015 May 21. pii: S0966-6362(15)00470-1. doi: 10.1016/j.gaitpost.2015.05.010.

Attentional and sensory contributions to postural sway in children with autism spectrum disorder

Stins JF¹, Emck C², de Vries EM², Doop S², Beek PJ².

Author information

• ¹MOVE Research Institute Amsterdam, Faculty of Human Movement Sciences, VU University Amsterdam, The Netherlands. Electronic address: j.f.stins@vu.nl.
• ²MOVE Research Institute Amsterdam, Faculty of Human Movement Sciences, VU University Amsterdam, The Netherlands.

Abstract

Postural control is known to depend on sensory and cognitive factors. Little is known about how children with autism spectrum disorder (ASD) regulate static balance, and to what extent vision and cognition contribute to the regulation of balance in this group. We compared a group of children with mild ASD and a group of age- and gender-matched controls on various postural tasks, standing on a Wii Balance Board. We tested a sensory disturbance (closing the eyes) and a cognitive disturbance (word memorization) on the control of quiet standing. Analysis of center-of-pressure excursions revealed moderate effects of cognitive load, but clear effects of vision. We found a greater destabilizing effect of closing the eyes (greater postural excursions in the medio-lateral direction) for the ASD group than for controls. No group differences were found on word recall and on a standardized balance test (Movement Assessment Battery for Children; M-ABC2). We suggest that the postural effects reflect tighter coupling between vision and motor adjustments in ASD than in controls, which is consistent with recent suggestions of greater reliance on vision in this group.

Résumé

Le contrôle postural est connu pour dépendre de facteurs sensoriels et cognitifs. On sait peu sur la façon dont les enfants ayant un diagnostic de troubles du spectre de l'autisme (TSA) régulent l'équilibre statique, et dans quelle mesure la vision et de la cognition contribuent à la régulation de l'équilibre dans ce groupe. Nous avons comparé un groupe d'enfants avec un TSA léger et un groupe  contrôle appariés selon l'âge et le sexe lors de diverses tâches posturales, debout sur une Wii Balance Board. Nous avons testé une perturbation sensorielle (fermant les yeux) et une perturbation cognitive (mémorisation de mots) sur le contrôle de la position stabilisée. L'analyse des modifications du centre de pression a révélé des effets modérés de la charge cognitive, mais des effets nets de la vision. Nous avons trouvé un effet plus déstabilisateur lors de la fermeture des yeux (plus de fluctuations posturales dans la direction médio-latérale) dans le groupe avec TSA que dans les groupe contrôle. Aucune différence entre les groupes n'a été trouvée sur le rappel des mots et sur un test d'équilibre normalisé (Batterie d'évaluation Movement for Children; M-ABC2). Nous suggérons que les effets posturaux reflètent une association plus étroite entre la vision et les ajustements moteurs dans le groupe avec TSA que dans le  groupe témoin, ce qui est cohérent avec les récentes suggestions d'une grande dépendance a la vision dans ce groupe.

Copyright © 2015 Elsevier B.V. All rights reserved.

PMID: 26028526

Traits du spectre de l'autisme chez les personnes typiques: une analyse préliminaire VBM

Traduction: G.M.

 

Front Hum Neurosci. 2015 May 12;9:264. doi: 10.3389/fnhum.2015.00264. eCollection 2015.

 

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Autism spectrum traits in normal individuals: a preliminary VBM analysis

Focquaert F¹, Vanneste S².

Author information

• ¹Department of Philosophy and Moral Sciences, Bioethics Institute Ghent, Ghent University Ghent, Belgium.
• ²Lab for Clinical and Integrative Neuroscience, School of Behavioral and Brain Sciences, Callier Center for Communication Disorders, The University of Texas at Dallas Dallas, TX, USA.

Abstract

In light of the new DSM-5 autism spectrum disorders diagnosis in which the autism spectrum reflects a group of neurodevelopmental disorders existing on a continuum from mild to severe expression of autistic traits, and recent empirical findings showing a continuous distribution of autistic traits in the general population, our voxel based morphometry study compares normal individuals with high autistic traits to normal individuals with low autistic traits. We hypothesize that normal individuals with high autistic traits in terms of empathizing and systemizing [high systemizing (HS)/low empathizing (LE)] share brain irregularities with individuals that fall within the clinical autism spectrum disorder. We find differences in several social brain network areas between our groups. Specifically, we find increased gray matter (GM) volume in the orbitofrontal cortex, the cuneus, the hippocampus and parahippocampus and reduced GM volume in the inferior temporal cortex, the insula, and the amygdala in our HS/LE individuals relative to our HE/LS (low autistic traits in terms of empathizing and systemizing) individuals.

Résumé

À la lumière du nouveau diagnostic  DSM-5 de troubles du spectre de l'autisme dans lequel le spectre de l'autisme reflète un groupe de troubles neurologiques du développement existants sur un continuum allant de l'expression légère à sévère des traits autistiques, et des constatations empiriques récentes montrant une distribution continue des traits autistiques dans la population générale, notre étude de morphométrie voxel compare les personnes typiques avec des traits autistiques importants aux personnes typiques avec des traits autistiques faibles. Nous émettons l'hypothèse que les personnes typiques avec des traits autistiques élevés en termes d'empathisation et de systématisation [haute systématisation (HS) / faible systématisation (LE)] partagent des irrégularités cérébrales avec les personnes qui entrent dans le trouble du spectre de l'autisme. Nous trouvons des différences dans plusieurs domaines de réseau de cerveau social entre nos groupes. Plus précisément, nous trouvons une augmentation du volume de la matière grise (MG) dans le cortex orbitofrontal, le cuneus, l'hippocampe et le parahippocampe et une réduction du volume de MG dans le cortex temporal inférieur, l'insula et l'amygdale chez les personnes SH / LE par rapport aux personnes HE / LS (faibles traits autistiques en termes d'empathie et de systématisation).

PMID: 26029082

La stimulation cérébrale profonde pour l'autisme sévère: de la physiopathologie à la procédure

Traduction: G.M.

 

Neurosurg Focus. 2015 Jun;38(6):E3.

Deep brain stimulation for severe autism: from pathophysiology to procedure

Sinha S¹, McGovern RA², Sheth SA².

Author information

• ¹1Department of Neurosurgery, Rutgers Robert Wood Johnson Medical School, New Brunswick, New Jersey; and.
• ²2Department of Neurological Surgery, Columbia University Medical Center, New York, New York.

Abstract

Autism is a heterogeneous neurodevelopmental disorder characterized by early-onset impairment in social interaction and communication and by repetitive, restricted behaviors and interests. Because the degree of impairment may vary, a spectrum of clinical manifestations exists. Severe autism is characterized by complete lack of language development and potentially life-threatening self-injurious behavior, the latter of which may be refractory to medical therapy and devastating for affected individuals and their caretakers. New treatment strategies are therefore needed. Here, the authors propose deep brain stimulation (DBS) of the basolateral nucleus of the amygdala (BLA) as a therapeutic intervention to treat severe autism. The authors review recent developments in the understanding of the pathophysiology of autism. Specifically, they describe the genetic and environmental alterations that affect neurodevelopment. The authors also highlight the resultant microstructural, macrostructural, and functional abnormalities that emerge during brain development, which create a pattern of dysfunctional neural networks involved in socioemotional processing. They then discuss how these findings implicate the BLA as a key node in the pathophysiology of autism and review a reported case of BLA DBS for treatment of severe autism. Much progress has been made in recent years in understanding the pathophysiology of autism. The BLA represents a logical neurosurgical target for treating severe autism. Further study is needed that considers mechanistic and operative challenges.

Résumé

L'autisme est un trouble neurologique hétérogène caractérisé par une apparition précoce de troubles dans l'interaction sociale et la communication et par des comportements répétitifs et des intérêts restreints. Parce que le degré de déficience peut varier, un spectre de manifestations cliniques existe. L'autisme sévère est caractérisé par l'absence totale de développement du langage et de comportements d'automutilation potentiellement  mortels, dont le dernier qui peut être réfractaire au traitement médical et dévastateur pour les personnes touchées et leurs soignants. De nouvelles stratégies de traitement sont donc nécessaires. Ici, les auteurs proposent la stimulation cérébrale profonde (DBS) du noyau basolatéral de l'amygdale (BLA) comme une intervention thérapeutique pour traiter l'autisme sévère. Les auteurs passent en revue les développements récents dans la compréhension de la physiopathologie de l'autisme. Plus précisément, ils décrivent les altérations génétiques et environnementales qui affectent le développement neurologique. Les auteurs mettent également en évidence les anomalies de microstructure, macrostructure, et fonctionnelles qui en résultent qui apparaissent au cours du développement du cerveau, qui créent un modèle de réseaux de neurones impliqués dans le traitement des dysfonctionnements socio-émotionnels. Ils discutent ensuite de la façon dont ces résultats impliquent la BLA comme un nœud clé dans la physiopathologie de l'autisme et examinent un cas déclaré de traitement BLA DBS pour l'autisme sévère. Beaucoup de progrès ont été réalisés ces dernières années dans la compréhension de la physiopathologie de l'autisme. La BLA représente une cible neurochirurgicale logique pour traiter l'autisme sévère. Une étude plus poussée est nécessaire, qui considère les défis mécanistes et opérationnels.

PMID: 26 30703

Augmentation de la communication sociale d'un garçon avec autisme en utilisant la thérapie par le jeu assistée par l'animal: Une étude de cas

Traduction: G.M.

 

Adv Mind Body Med. 2015 Summer;29(3):27-31.

 

Increasing the Social Communication of a Boy With Autism Using Animal-assisted Play Therapy: A Case Report

Fung SC.

Abstract

Context

Although research has shown that animal-assisted play therapy (AAPT) is associated with increased positive social behaviors in children with autism, the related literature on AAPT and autism is very limited.

Bien que la recherche a montré que la thérapie par le jeu assistée par l'animal (AAPT) est associée à une augmentation des comportements sociaux positifs chez les enfants avec un diagnostic d'autisme, la littérature connexe sur AAPT et l'autisme est très limitée.

Objectives

The study tested the effectiveness of AAPT in increasing the social communication of a boy with autism. The treatment's effects on specific types of social communication were also investigated.

L'étude a testé l'efficacité de l'AAPT en augmentant la communication sociale d'un garçon autiste. Les effets du traitement sur des types spécifiques de communication sociale ont également été étudiés.

Design

An A-B-A single-subject design was adopted to examine treatment effectiveness. Follow-up assessments were made at 1 mo posttreatment.

Une conception A-B-A à sujet unique a été adoptée pour examiner l'efficacité du traitement. Les évaluations de suivi ont été faites à 1 mois après le traitement.

Setting 

The videotaped treatment sessions were held in the multipurpose room of the participant's school.

Les séances de traitement filmées ont eu lieu dans la salle polyvalente de l'école du participant.

Participant

A 7-y-old boy who had a diagnosis of autism and mild-grade intellectual disability participated in the study.

Un garçon de 7 ans qui y avait un diagnostic de l'autisme et doux de qualité déficience intellectuelle ont participé à l'étude.

Intervention

AAPT was implemented in 20-min sessions held 3 ×/wk. The 14 AAPT sessions occurred in 4 phases, covering child-dog relationship building and interaction in the presence of the therapist, with the diminishing presence of the dog occurring in phase 4.Outcome

L'AAPT a été mise en œuvre dans des séances de 20 min à raison de 3 x / sem. Les 14 sessions AAPT eu lieu en 4 phases, couvrant la construction de la relation enfant-chien et l'interaction en présence du thérapeute, avec la diminution de la présence du chien se produisant dans la phase 4.

Outcome measures

Naturally occurring social behaviors were measured in 3 baseline sessions, during the 14 AAPT sessions, during 3 posttreatment sessions, and again during 3 follow-up sessions. Momentary time sampling was used to estimate the frequency of target behaviors, using a 15-s interval. Behavioral categories were checked at every interval during each 20-min session in all 23 sessions.

Les comportements sociaux naturels ont été mesurés lors de 3 sessions de ligne de base, pendant les 14 séances AAPT, pendant 3 séances de post-traitement, et de nouveau pendant les 3 séances de suivi. L'echantillonnage de temps momentanée a été utilisé pour estimer la fréquence des comportements cibles, en utilisant un intervalle de 15s. Les catégories comportementales ont été vérifiées à chaque intervalle au cours de chaque session de 20 min pendant les 23 séances.

Results 

The study showed that the boy's social communication increased during treatment and remained higher than baseline at follow-up. An analysis of specific types of social communication showed that the benefits of AAPT were most apparent in the joint-attention and waiting behaviors.

L'étude a montré que la communication sociale de l'enfant a augmenté au cours du traitement et est restée supérieure à la ligne de base lors du suivi. Une analyse des types spécifiques de communication sociale a montré que les avantages de l'AAPT étaient plus apparents dans l'attention conjointe et les comportements d'attente.

Conclusions

The findings provide support for using AAPT as an intervention to facilitate the social communication of children with autism.

Les résultats fournissent un soutien pour l'utilisation de AAPT comme une intervention pour faciliter la communication sociale des enfants présentant un autisme.

Modifications de l'activité cérébrale spontanée locale et connectivité chez les adultes avec un trouble du spectre de l'autisme et un haut niveau de fonctionnement cognitif

Traduction: G.M.

 

Mol Autism. 2015 May 24;6:30. doi: 10.1186/s13229-015-0026-z. eCollection 2015.

Alterations of local spontaneous brain activity and connectivity in adults with high-functioning autism spectrum disorder

Itahashi T¹, Yamada T², Watanabe H³, Nakamura M⁴, Ohta H³, Kanai C¹, Iwanami A⁵, Kato N¹, Hashimoto R⁶.

Author information

• ¹Medical Institute of Developmental Disabilities Research, Showa University, 6-11-11 Kita-karasuyama, Setagaya-ku, Tokyo Japan.
• ²Medical Institute of Developmental Disabilities Research, Showa University, 6-11-11 Kita-karasuyama, Setagaya-ku, Tokyo Japan ; Department of Psychiatry, School of Medicine, Showa University, 6-11-11 Kita-karasuyama, Setagaya-ku, Tokyo Japan ; ATR Brain Information Communication Research Laboratory Group, Kyoto, Japan.
• ³Medical Institute of Developmental Disabilities Research, Showa University, 6-11-11 Kita-karasuyama, Setagaya-ku, Tokyo Japan ; Department of Psychiatry, School of Medicine, Showa University, 6-11-11 Kita-karasuyama, Setagaya-ku, Tokyo Japan.
• ⁴Department of Psychiatry, School of Medicine, Showa University, 6-11-11 Kita-karasuyama, Setagaya-ku, Tokyo Japan ; Kanagawa Psychiatric Center, Kinko Hospital, 2-5-1 Serigaya, Yokohama, Kanagawa Japan.
• ⁵Department of Psychiatry, School of Medicine, Showa University, 6-11-11 Kita-karasuyama, Setagaya-ku, Tokyo Japan.
• ⁶Medical Institute of Developmental Disabilities Research, Showa University, 6-11-11 Kita-karasuyama, Setagaya-ku, Tokyo Japan ; Department of Language Sciences, Graduate School of Humanities, Tokyo Metropolitan University, 1-1 Minami-Osawa, Hachioji-shi, Tokyo Japan.

Abstract

BACKGROUND:

Previous autism research has hypothesized that abnormalities of functional connectivity in autism spectrum disorder (ASD) may vary with the spatial distance between two brain regions. Although several resting-state functional magnetic resonance imaging (rsfMRI) studies have extensively examined long-range (or distant) connectivity in the adult ASD brain, short-range (or local) connectivity has been investigated in less depth. Furthermore, the possible relationship between functional connectivity and brain activity level during the resting state remains unclear.

La recherche antérieure sur l'autisme a émis l'hypothèse que les anomalies de la connectivité fonctionnelle dans le trouble du spectre de l'autisme (TSA) peuvent varier en fonction de la distance spatiale entre deux régions du cerveau. Bien que plusieurs études d'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle à l'état de repos (rsfMRI) ont étudié en détail la connectivité à long terme (ou à distance) dans le cerveau d'adulte avec un diagnostic de TSA, la connectivité à courte portée (ou locale) a été étudiée moins en profondeur. En outre, la relation possible entre la connectivité fonctionnelle et le niveau de l'activité du cerveau pendant l'état de repos reste incertaine.

METHODS:

We acquired rsfMRI data from 50 adults with high-functioning ASD and 50 matched controls to examine the properties of spontaneous brain activity using measures of local and distant connectivity together with a measure of the amplitude of brain activity, known as fractional amplitude of low-frequency fluctuation (fALFF). The two connectivity measures were calculated using a common graph-theoretic framework. We also examined the spatial overlaps between these measures and possible relationships of these disrupted functional measures with autistic traits assessed by the Autism-Spectrum Quotient (AQ).

Nous avons acquis des données rsfMRI de 50 adultes avec un TSA et un haut-niveau de fonctionnement cognitif et 50 témoins appariés pour examiner les propriétés de l'activité cérébrale spontanée en utilisant des mesures de connectivité locale et distante avec une mesure de l'amplitude de l'activité du cerveau, appelée amplitude fractionnée à fluctuation basse-fréquence (fALFF). Les deux mesures de connectivité ont été calculées en utilisant un cadre commun de la théorie des graphes . Nous avons également examiné les chevauchements géographiques entre ces mesures et les relations possibles de ces mesures fonctionnelles perturbées avec des traits autistiques évalués par l'Autisme-Spectrum Quotient (AQ).

RESULTS:

Compared to the controls, participants with ASD exhibited local over-connectivity in the right superior frontal gyrus and middle frontal gyrus, accompanied by local under-connectivity in the bilateral fusiform gyri (FG) and right middle temporal gyrus (MTG). On the other hand, we did not find any significant alterations in distant connectivity. Participants with ASD also exhibited reduced fALFF in the right middle occipital gyrus, lingual gyrus, and FG. Further conjunction and spatial overlap analyses confirmed that the spatial pattern of reduced fALFF substantially overlapped with that of local under-connectivity, demonstrating the co-occurrence of disrupted connectivity and spontaneous activity level in the right inferior occipital gyrus, posterior MTG (pMTG), and FG. Finally, within the ASD group, disrupted local connectivity in the right pMTG significantly correlated with the "social interaction" subscale score of the AQ.

Par rapport aux contrôles, les participants avec TSA montraient une sur-connectivité locale dans le gyrus frontal supérieur droit et le gyrus frontal moyen, accompagné par une sous-connectivité locale dans le gyrus fusiforme bilatérale (FG) et le gyrus temporal moyen droit (MTG). D'autre part, on n'a pas trouvé d'altérations significatives de connectivité distante. Les participants avec un diagnostic de TSA présentaient également une fALFF réduite dans le gyrus occipital moyen droit, le gyrus lingual, et le FG. De nouvelles analyses de conjonction et chevauchement spatial ont confirmé que la répartition spatiale de la réduction fALFF coïncide sensiblement avec celle de la sous-connectivité locale, ce qui démontre la co-occurrence de la connectivité interrompue et le niveau de l'activité spontanée dans le  gyrus occipital inférieur droit, le MTG postérieur (pMTG), et le FG. Enfin, dans le groupe de TSA, la perturbation de la connectivité locale dans la pMTG droite est significativement corrélée avec la sous-échelle de l'"interaction sociale" dans l'AQ.

 

CONCLUSIONS:

These findings revealed local functional disruptions in the occipital and temporal regions, especially the right FG and pMTG, in the form of co-occurrence of spontaneous brain activity level and local connectivity, which may underline social and communicative dysfunctions in adult ASD.

Ces résultats ont révélé des perturbations fonctionnelles locales  dans les régions occipitales et temporales, en particulier le FG et pMTG droits, sous la forme de co-occurrence du niveau de l'activité cérébrale spontanée et connectivité locale, qui peut souligner les dysfonctionnements sociaux et de communication chez les adultes avec TSA.

 

PMID: 26023326