L'analyse des composantes du réseau révèle des trajectoires de développement de la connectivité structurelle et des altérations spécifiques dans le "trouble du spectre de l'autisme"

Aperçu: G.M.
L'organisation structurelle du cerveau peut être caractérisée comme un ensemble hiérarchique de modules séparés reliés par des zones concentriques fortement interconnectées qui facilitent les interactions fonctionnelles distribuées.Les perturbations de ce réseau peuvent constituer un marqueur important du développement anormal. 

Récemment, plusieurs troubles du développement neurologique, y compris le "trouble du spectre de l'autisme " (TSA), ont été présentés comme des troubles de la connectivité, mais la nature complète et le moment de ces perturbations restent peu claire.

Le but de cette étude est de modéliser l'architecture du réseau structurel du cerveau en tant qu'ensemble de sous-réseaux superposés ou composants de réseau.

Dans un ensemble de données ouvertement disponible de 196 sujets scannés entre 5 et 85 ans, l'équipe a identifié un ensemble de sous-réseaux robustes et fiables qui se développent en tandem avec l'âge et qui reflètent les connexions de réseau anatomiquement locales et à longue distance. Dans une deuxième expérience, les composantes du réseau ont été comparées entre une cohorte de 51 adolescents avec un TSA à haut niveau de fonctionnement cognitif et un groupe de témoins appariés selon l'âge. Les chercheurs ont identifié un sous-réseau spécifique représentant une augmentation de la force de connexion locale dans le cortex cingulaire dans le TSA (t = 3,44, P <0,001). 

Ce travail souligne les implications possibles à long terme des altérations des trajectoires de développement de sous-réseaux corticaux spécifiques.  

 

Hum Brain Mapp. 2017 May 31. doi: 10.1002/hbm.23656.

Network component analysis reveals developmental trajectories of structural connectivity and specific alterations in autism spectrum disorder

Ball G¹, Beare R¹, Seal ML^1,2.

Author information

1

Developmental Imaging, Murdoch Children's Research Institute, Melbourne, Victoria, Australia.

2

Department of Paediatrics, University of Melbourne, Melbourne, Victoria, Australia.

Abstract

The structural organization of the brain can be characterized as a hierarchical ensemble of segregated modules linked by densely interconnected hub regions that facilitate distributed functional interactions. Disturbances to this network may be an important marker of abnormal development. Recently, several neurodevelopmental disorders, including autism spectrum disorder (ASD), have been framed as disorders of connectivity but the full nature and timing of these disturbances remain unclear. In this study, we use non-negative matrix factorization, a data-driven, multivariate approach, to model the structural network architecture of the brain as a set of superposed subnetworks, or network components. In an openly available dataset of 196 subjects scanned between 5 and 85 years we identify a set of robust and reliable subnetworks that develop in tandem with age and reflect both anatomically local and long-range, network hub connections. In a second experiment, we compare network components in a cohort of 51 high-functioning ASD adolescents to a group of age-matched controls. We identify a specific subnetwork representing an increase in local connection strength in the cingulate cortex in ASD (t = 3.44, P < 0.001). This work highlights possible long-term implications of alterations to the developmental trajectories of specific cortical subnetworks. Hum Brain Mapp, 2017. © 2017 Wiley Periodicals, Inc.

© 2017 Wiley Periodicals, Inc.

PMID: 28560746

DOI: 10.1002/hbm.23656