Impact of robot-mediated interaction system on joint attention skills for children with autism

Traduction: G.M.

 

IEEE Int Conf Rehabil Robot. 2013 Jun;2013:1-8. doi: 10.1109/ICORR.2013.6650408.

Impact du système d'interaction médié par un robot sur les compétences d'attention conjointes sur les enfants avec autisme

Zheng Z, Zhang L, Bekele E, Swanson A, Crittendon JA, Warren Z, Sarkar N.

Abstract

Avec une estimation de la prévalence par les Centers for Disease Control and Prevention  de 1 pour 88 pour les enfants avec des troubles du spectre autistique, l'identification et le traitement efficace des troubles du spectre autistique (TSA ) est souvent caractérisé comme une urgence de santé publique.

Il y a un besoin urgent de traitements plus efficaces dont l'application réaliste donnera impact plus important sur les trajectoires du développement neurologique des jeunes enfants avec TSA.

La technologie robotique apparaît particulièrement prometteuse pour l'application potentielle pour l'intervention TSA. Les premiers résultats utilisant la technologie robotique dans l'intervention pour TSA ont toujours fait preuve d' un potentiel unique pour susciter l'intérêt et l'attention chez les jeunes enfants avec TSA . En tant que tel , les technologies capables d' exploiter intelligemment ce potentiel, avec des capacités de détection et de réponse utiles  à l'attention et au comportement des jeunes enfants, peuvent représenter des plates-formes d'intervention avec une promesse importante pour impacter sur les premiers symptômes de TSA.

Notre travail actuel décrit le développement et l'application d'une nouvelle technologie d'interaction médiée par les robots afin de faciliter le travail des premières compétences d'attention conjointe pour les enfants avec TSA.

Le système est composé d'un robot humanoïde doté d'une hiérarchie de décision rapide pour modifier les comportements de concert avec le renforcement de stimuli dans un environnement d'intervention pour promouvoir les compétences d'attention conjointe.

 

Les résultats de la mise en œuvre de ce système au fil du temps , y compris des analyses spécifiques sur l'amélioration de la partialité et de la performance attentionnelle , avec 6 jeunes enfants atteints de TSA sont présentés.

 

With Centers for Disease Control and Prevention prevalence estimates for children with autism spectrum disorder 1 in 88, identification and effective treatment of autism spectrum disorder (ASD) is often characterized as a public health emergency. There is an urgent need for more efficacious treatments whose realistic application will yield more substantial impact on the neurodevelopmental trajectories of young children with ASD. Robotic technology appears particularly promising for potential application to ASD intervention. Initial results applying robotic technology to ASD intervention have consistently demonstrated a unique potential to elicit interest and attention in young children with ASD. As such, technologies capable of intelligently harnessing this potential, along with capabilities for detecting and meaningfully responding to young children's attention and behavior, may represent intervention platforms with substantial promise for impacting early symptoms of ASD. Our current work describes development and application of a novel adaptive robot-mediated interaction technology for facilitating early joint attention skills for children with ASD. The system is composed of a humanoid robot endowed with a prompt decision hierarchy to alter behavior in concert with reinforcing stimuli within an intervention environment to promote joint attention skills. Results of implementation of this system over time, including specific analyses of attentional bias and performance enhancement, with 6 young children with ASD are presented.

PMID: 24187227

Mapping cortical anatomy in preschool aged children with autism using surface-based morphometry

Traduction: G.M.

 

Neuroimage (Amst). 2012 Oct 31;2:111-9. doi: 10.1016/j.nicl.2012.10.005.

Cartographie de l'anatomie corticale chez les enfants d'âge préscolaire avec autisme en utilisant la morphométrie de surface

Raznahan A, Lenroot R, Thurm A, Gozzi M, Hanley A, Spence SJ, Swedo SE, Giedd JN.

Source

Child Psychiatry Branch, NIMH, NIH, Bethesda, MD, USA.

Abstract

Les défis de la collecte de mesures in vivo de l'anatomie du cerveau des jeunes enfants ont limité le nombre d'études indépendantes sur les différences neuroanatomiques entre les enfants avec autisme et les enfants contrôle qui se développent sans autisme ( TDC ) en début de vie , et presque toutes les études de cette fenêtre principale critique du développement sur les mesures globales ou lobaires du volume du cerveau

(The challenges of gathering in-vivo measures of brain anatomy from young children have limited the number of independent studies examining neuroanatomical differences between children with autism and typically developing controls (TDCs) during early life, and almost all studies in this critical developmental window focus on global or lobar measures of brain volume.)

 

Using a novel cohort of young males with Autistic Disorder and TDCs aged 2 to 5 years, we (i) tested for group differences in traditional measures of global anatomy (total brain, total white, total gray and total cortical volume), and (ii) employed surface-based methods for cortical morphometry to directly measure the two biologically distinct sub-components of cortical volume (CV) at high spatial resolution-cortical thickness (CT) and surface area (SA).

Bien que les mesures de l'anatomie globale du cerveau n'ont pas montré de différences statistiquement significatives entre les groupes , les enfants avec autisme ont montrédes perturbations anatomiques spécifiques de l'épaisseur corticale (CT) par rapport au groupe TDC , consistant en un épaississement cortical relatif dans les régions ayant un rôle central dans la régulation du comportement, et du traitement de la langue, du mouvement biologique et de l'information sociale.

(While measures of global brain anatomy did not show statistically significant group differences, children with autism showed focal, and CT-specific anatomical disruptions compared to TDCs, consisting of relative cortical thickening in regions with central roles in behavioral regulation, and the processing of language, biological movement and social information.)

Nos résultats démontrent le caractère central de l'implication du cerveau dans l'autisme précoce, et fournissent plus de phénotypes anatomiques spécifiques morphométriques et spatiales pour l'étude de translation ultérieure.

 

(Our findings demonstrate the focal nature of brain involvement in early autism, and provide more spatially and morphometrically specific anatomical phenotypes for subsequent translational study.)

PMID: 24179764

fMRI investigation of visual change detection in adults with autism

Traduction: G.M.

 

Neuroimage (Amst). 2013 Feb 7;2:303-12. doi: 10.1016/j.nicl.2013.01.010.

Investigation IRMf de la détection de changement visuel chez les adultes avec autisme

Clery H, Andersson F, Bonnet-Brilhault F, Philippe A, Wicker B, Gomot M.

Source

UMR 930 Imagerie et Cerveau, INSERM, Université François Rabelais de Tours, CHRU de Tours, France.

Abstract

Les personnes avec des troubles du spectre autistique (TSA ) peuvent présenter des réactions inhabituelles à des changements inattendus qui apparaissent dans leur environnement.

Bien que plusieurs études ont mis en évidence le traitement du changement auditif atypique dans le TSA , peu de choses sont connues dans ce trouble sur les processus cérébraux impliqués dans la détection automatique des changements visuels .

L'étude de l'IRMf présente a été conçue pour localiser l'activité cérébrale déclenchée par l'évolution inattendue des stimuli visuels chez les adultes avec de TSA par rapport aux  adultes témoins .

Twelve patients with ASD and 17 healthy adults participated in the experiment in which subjects were presented with a visual oddball sequence while performing a concurrent target detection task. Combined results across participants highlight the involvement of both occipital (BA 18/19) and frontal (BA 6/8) regions during visual change detection. However, adults with ASD display greater activity in the bilateral occipital cortex and in the anterior cingulate cortex (ACC) associated with smaller activation in the superior and middle frontal gyri than controls.

Une analyse  de l'interaction psychophysiologique  (PPI) a été effectuée avec le cortex cingulaire antérieur (ACC) comme région clée et a révélé une plus grande connectivité fonctionnelle des régions sensorielles chez les personnes avec TSA que chez les témoins , mais moins de connectivité dans le cortex préfrontal et orbito -frontal .

Ainsi, par rapport aux témoins , une grande activation sensorielle associée à une activation frontale réduite a été observée dans le TSA lors de la détection automatique des changements visuels .

Des interactions psychophysiologiques atypiques entre les régions frontale et occipitale ont également été trouvées, en harmonie avec l'idée d'une connectivité atypique entre ces régions dans les TSA.

L'implication atypique de l'ACC dans la détection de changement visuel peut être liée à des anomalies observées auparavant dans la modalité auditive , soutenant ainsi l'hypothèse d'un mécanisme général altéré de détection de changement chez les patients avec TSA qui sous-tendent leur réaction inhabituelle à changer.

 

 

People with autism spectrum disorders (ASD) may show unusual reactions to unexpected changes that appear in their environment. Although several studies have highlighted atypical auditory change processing in ASD, little is known in this disorder about the brain processes involved in visual automatic change detection. The present fMRI study was designed to localize brain activity elicited by unexpected visual changing stimuli in adults with ASD compared to controls.

 

(...)

 

A psychophysiological interaction (PPI) analysis was performed with ACC as the seed region and revealed greater functionally connectivity to sensory regions in ASD than in controls, but less connectivity to prefrontal and orbito-frontal cortices. Thus, compared to controls, larger sensory activation associated with reduced frontal activation was seen in ASD during automatic visual change detection. Atypical psychophysiological interactions between frontal and occipital regions were also found, congruent with the idea of atypical connectivity between these regions in ASD.

 

The atypical involvement of the ACC in visual change detection can be related to abnormalities previously observed in the auditory modality, thus supporting the hypothesis of an altered general mechanism of change detection in patients with ASD that would underlie their unusual reaction to change.

PMID: 24179785

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

Distinguishing Obsessive-Compulsive Behavior From Stereotypy: A Preliminary Investigation

Traduction: G.M.

Behav Modif. 2013 Oct 31.

Distinguer le comportement obsessionnel compulsif des stéréotypies : une enquête préliminaire

Chok JT, Koesler B.

Abstract

Le projet actuel est une première tentative de développer des procédures d'évaluation de la distinction entre le comportement obsessionnel-compulsif ( OC ) et stéréotypies et d'évaluer l'impact des différents traitements pour ces comportements.

Deux personnes avec autisme , dont une avec un comportement répétitif caractéristique du comportement OC et l'autre avec un comportement répétitif pas caractéristique du comportement OC , ont participé à l'étude.

 

Dans l'expérience 1 , étant donné que les personnes souffrant de troubles obsessionnels compulsifs ( TOC) déclarent avoir été victimes d'exhortations désagréables qui sont soulagées quand elles effectuent des actions compulsives , une tentative a été faite pour identifier ces expériences en mesurant la fréquence cardiaque et l'affect lorsqu'un comportement répétitif a été restreint et autorisé.

Dans l'expérience 2 , un traitement des calendriers multiples a été menée avec chaque participant, et

dans l'expérience 3, le participant avec autisme et comportement OC a complété le traitement de prévention à l'exposition ( ERP).

Les résultats globaux des différentes études suggèrent qu'un moyen potentiel de discriminer entre le comportement OC et la stéréotypie chez les enfants avec autisme non verbaux est de considérer la topographie des comportements répétitifs ainsi que les changements dans la physiologie et l'affect.

En outre , il peut être utile d'envisager l'utilisation de l'ERP , un traitement traditionnel pour le TOC , pour traiter les comportements répétitifs maintenu par le renforcement automatique si les traitements qui donnent accès à des comportements répétitifs ne sont pas efficaces .

The current project was an initial attempt to develop assessment procedures for distinguishing between obsessive-compulsive (OC) and stereotypic behavior and evaluate the impact of different treatments for these behaviors. Two individuals with autism, one with repetitive behavior characteristic of OC behavior and one with repetitive behavior not characteristic of OC behavior, participated in the study. In Experiment 1, given that individuals with Obsessive-Compulsive Disorder (OCD) report experiencing unpleasant urges that are relieved when they perform compulsive actions, an attempt was made to identify these experiences by measuring heart rate and affect when access to repetitive behavior was restricted and allowed. In Experiment 2, a multiple schedules treatment was conducted with each participant, and in Experiment 3, the participant with autism and OC behavior completed exposure and response prevention (ERP) treatment. The overall results across studies suggest that one potential way to discriminate between OC behavior and stereotypy in nonvocal children with autism is to consider the topography of repetitive behavior along with changes in physiology and affect. In addition, it may be worth considering the use of ERP, a traditional treatment for OCD, to treat repetitive behavior maintained by automatic reinforcement if treatments that provide access to repetitive behavior are not effective.

Traduction d'une partie de l'article de Wikipédia sur l'ERP

L'exposition et la prévention de la réponse (ERP) est une méthode de traitement disponible auprès de psychologues comportementalistes et de  thérapeutes cognitivo-comportementalistes pour une variété de troubles anxieux , en particulier les troubles obsessionnels compulsifs et les phobies . C'est un exemple d'une thérapie d'exposition .
La méthode est fondée sur l'idée que l'effet thérapeutique est obtenu en tant que sujets confrontés à leurs peurs et cessant leur réaction de fuite [1] Le processus comportemental est appelée extinction pavlovien ou l'extinction de l'intimé [2] Un exemple de la façon dont ce processus fonctionne : . . Imaginons une personne qui vérifie plusieurs interrupteurs pour s'assurer qu'ils sont en position d'arrêt , même en entrant dans une pièce bien éteinte. La personne serait exposée au stimulus redouté ( lumières laissant allumés ) , et refuserait de répondre à tous les comportements en matière de sécurité . Elle diffère de la thérapie d'exposition pour la phobie en ce que la résolution de s'abstenir de la réaction de fuite doit être maintenue en tout temps et pas seulement pendant les séances d'entraînement spécifiques. Ainsi, non seulement le sujet d'expérience s'habitue au stimulus redouté , il pratique aussi une réponse comportementale de peur incompatible à la relance. Bien que ce type de traitement entraîne généralement une certaine anxiété à court terme , c'est cela  qui facilite la réduction à long terme des symptômes obsessionnels et compulsifs . [3]

 

PMID:

 

24177034

 

 

 

 

A quantitative link between face discrimination deficits and neuronal selectivity for faces in autism

Traduction : G.M.

 

Neuroimage (Amst). 2013 Feb 26;2:320-31. doi: 10.1016/j.nicl.2013.02.002.

Un lien quantitatif entre le déficit de discrimination des visages et la sélectivité neuronale des visages dans l'autisme

Jiang X, Bollich A, Cox P, Hyder E, James J, Gowani SA, Hadjikhani N, Blanz V, Manoach DS, Barton JJ, Gaillard WD, Riesenhuber M.

Source

Department of Neuroscience, Georgetown University Medical Center, Washington, DC 20007, USA.

Abstract

Les personnes avec des troubles du spectre autistique (TSA ) semblent montrer un déficit de discrimination des visages général à travers une série de tâches y compris les jugements socio-émotionnels ainsi que l'identification et la discrimination.

Cependant, des études  par imagerie par résonance magnétique fonctionnelle ( IRM ) sondant les bases neurales de ces différences de comportement ont donné des résultats contradictoires : tandis que certaines études ont rapporté une activité réduite ou une absence d'activité aux visages dans le TSA dans l'aire fusiforme des visages ( FFA ), une région clé chez l'homme dans le traitement des visages , d'autres ont suggéré des niveaux d'activation plus typiques , reflétant peut-être des limites des techniques d'IRMf classiques pour caractériser le traitement  du niveau des neurones .

 

Ici, nous testons les hypothèses que les capacités de discrimination des visages sont très hétérogènes dans les TSA et sont médiées par les neurones FFA , avec des différences dans les capacités de discrimination des visages étant quantitativement liées aux variations de la sélectivité estimée des neurones du visages de la FFA .

Les résultats comportementaux ont révélé une large distribution des performances de discrimination des visages dans les TSA , allant de la performance typique de la performance au niveau du hasard. En dépit de cette hétérogénéité dans les capacités perceptives , la performance individuelle de discrimination des visages était bien prévue par la sélectivité de neurones pour les visages dans la FFA , estimés à la fois par une nouvelle analyse des corrélations des voxels locale , et la technique d' adaptation rapide IRMf plus couramment utilisée.

Ainsi, le traitement des visages dans les TSA semble reposer sur la FFA comme chez les personnes sans TSA, différant quantitativement mais pas qualitativement .

Ces résultats pour la première fois lient  mécaniquement les variations du phénotype TSA à des différences spécifiques dans le circuit classique de traitement des visages, identifiant des cibles prometteuses pour les interventions.

 

Individuals with Autism Spectrum Disorder (ASD) appear to show a general face discrimination deficit across a range of tasks including social-emotional judgments as well as identification and discrimination. However, functional magnetic resonance imaging (fMRI) studies probing the neural bases of these behavioral differences have produced conflicting results: while some studies have reported reduced or no activity to faces in ASD in the Fusiform Face Area (FFA), a key region in human face processing, others have suggested more typical activation levels, possibly reflecting limitations of conventional fMRI techniques to characterize neuron-level processing. Here, we test the hypotheses that face discrimination abilities are highly heterogeneous in ASD and are mediated by FFA neurons, with differences in face discrimination abilities being quantitatively linked to variations in the estimated selectivity of face neurons in the FFA. Behavioral results revealed a wide distribution of face discrimination performance in ASD, ranging from typical performance to chance level performance. Despite this heterogeneity in perceptual abilities, individual face discrimination performance was well predicted by neural selectivity to faces in the FFA, estimated via both a novel analysis of local voxel-wise correlations, and the more commonly used fMRI rapid adaptation technique. Thus, face processing in ASD appears to rely on the FFA as in typical individuals, differing quantitatively but not qualitatively. These results for the first time mechanistically link variations in the ASD phenotype to specific differences in the typical face processing circuit, identifying promising targets for interventions.

 

PMID: 24179786

Altered brain connectivity in 3-to 7-year-old children with autism spectrum disorder

Traduction: G.M.

 

Neuroimage (Amst). 2013 Mar 19;2:394-401. doi: 10.1016/j.nicl.2013.03.003.

Connectivité cérébrale altérée chez des enfants de 3 à 7 ans, avec des troubles du spectre autistique

Kikuchi M, Shitamichi K, Yoshimura Y, Ueno S, Hiraishi H, Hirosawa T, Munesue T, Nakatani H, Tsubokawa T, Haruta Y, Oi M, Niida Y, Remijn GB, Takahashi T, Suzuki M, Higashida H, Minabe Y.

Source

Research Center for Child Mental Development, Kanazawa University, Kanazawa, Japan ; Department of Psychiatry and Neurobiology, Graduate School of Medical Science, Kanazawa University, Kanazawa, Japan ; Higher Brain Functions & Autism Research, Department of Child Development, United Graduate School of Child Development, Osaka University, Kanazawa University and Hamamatsu University School of Medicine, Osaka University, Osaka, Japan.

Abstract

Le trouble du spectre autistique ( TSA ) est souvent décrit comme un trouble de la connectivité neuronale anormale et/ou de la latéralisation hémisphérique aberrant .

 

Bien qu'il soit important d'étudier la physiopathologie du développement du cortex avec TSA, la connectivité physiologique du cerveau chez les jeunes enfants avec TSA dans des conditions de conscience n'a pas encore été décrite .

La magnétoencéphalographie (MEG ) est une technique d'imagerie cérébrale non invasive qui est pratique pour une utilisation chez les jeunes enfants . La MEG produit un signal de référence libre et est donc un outil idéal pour le calcul de la cohérence entre deux rythmes corticaux éloignés.

 

Using a custom child-sized MEG, we recently reported that 5- to 7-year-old children with ASD (n = 26) have inherently different neural pathways than typically developing (TD) children that contribute to their relatively preserved performance of visual tasks. In this study, we performed non-invasive measurements of the brain activity of 70 young children (3-7 years old, of which 18 were aged 3-4 years), a sample consisting of 35 ASD children and 35 TD children. Physiological connectivity and the laterality of physiological connectivity were assessed using intrahemispheric coherence for 9 frequency bands.

 

En conséquence , la connectivité significative vers la droite entre les zones parietotemporal , via les oscillations de la bande gamma , a été retrouvées dans le groupe TSA.

Comme nous avons obtenu les mesures non invasives en utilisant un MEG à la taille des enfants, cette étude est la première à démontrer un réseau neurophysiologique latéralisée à  droite chez les jeunes enfants conscients ( y compris les enfants âgés de 3-4 ans) avec TSA.

 

 

PMID: 24179793

Altered functional and structural brain network organization in autism

Traduction: G.M.

Neuroimage (Amst). 2012 Nov 16;2:79-94. doi: 10.1016/j.nicl.2012.11.006.

Organisation en réseau cérébral fonctionnel et structurel modifié dans l'autisme

Rudie JD, Brown JA, Beck-Pancer D, Hernandez LM, Dennis EL, Thompson PM, Bookheimer SY, Dapretto M.

Source

Brain Mapping Center, UCLA, Los Angeles, CA, USA ; Interdepartmental Neuroscience Program, UCLA, Los Angeles, CA, USA ; David Geffen School of Medicine, UCLA, Los Angeles, CA, USA.

Abstract

Une sous connectivité structurale et fonctionnelle a été signalée dans plusieurs régions du cerveau , des systèmes fonctionnels et des faisceaux de la matière blanche chez les personnes avec des troubles du spectre autistique (TSA ) .

 

Bien que les développements récents en matière d'analyse de réseau complexe ont montré que le cerveau est un réseau modulaire présentant des propriétés de petit-monde , l'organisation de niveau de réseau n'a pas été examinée avec soin dans les TSA .

 

Ici, nous avons utilisé l'IRM fonctionnelle à l'état de repos (n = 42 TSA , n = 37 développement sans autisme ; TD ) pour montrer que les enfants et les adolescents avec TSA montrent une connectivité réduite et à long terme dans les systèmes fonctionnels (réduction de l'intégration fonctionnelle) et une forte connectivité entre les systèmes fonctionnels (c.-à- ségrégation fonctionnelle réduite) , en particulier dans les régions visuelles évoluées et en défaut.

En utilisant des méthodes théoriques de graphes, nous montrons que les différences entre les groupes par paires dans la connectivité fonctionnelle se traduisent par des réductions au niveau du réseau de la modularité et du regroupement ( efficacité locale ), mais des longueurs de trajet caractéristiques plus courtes (plus grande efficacité globale) .

 

Structural networks, generated from diffusion tensor MRI derived fiber tracts (n = 51 ASD, n = 43 TD), displayed lower levels of white matter integrity yet higher numbers of fibers. TD and ASD individuals exhibited similar levels of correlation between raw measures of structural and functional connectivity (n = 35 ASD, n = 35 TD). However, a principal component analysis combining structural and functional network properties revealed that the balance of local and global efficiency between structural and functional networks was reduced in ASD, positively correlated with age, and inversely correlated with ASD symptom severity.

 
Dans l'ensemble, nos résultats suggèrent que la modélisation du cerveau comme un réseau complexe sera très instructive dans le décryptage de la base biologique du TSA et d'autres troubles neuropsychiatriques .

Structural and functional underconnectivity have been reported for multiple brain regions, functional systems, and white matter tracts in individuals with autism spectrum disorders (ASD). Although recent developments in complex network analysis have established that the brain is a modular network exhibiting small-world properties, network level organization has not been carefully examined in ASD. Here we used resting-state functional MRI (n = 42 ASD, n = 37 typically developing; TD) to show that children and adolescents with ASD display reduced short and long-range connectivity within functional systems (i.e., reduced functional integration) and stronger connectivity between functional systems (i.e., reduced functional segregation), particularly in default and higher-order visual regions. Using graph theoretical methods, we show that pairwise group differences in functional connectivity are reflected in network level reductions in modularity and clustering (local efficiency), but shorter characteristic path lengths (higher global efficiency).  Overall, our findings suggest that modeling the brain as a complex network will be highly informative in unraveling the biological basis of ASD and other neuropsychiatric disorders.

PMID: 24179761