Miroirs brisés: Une théorie de l'autisme

Par Vilayanur S. Ramachandran et Lindsay M. Oberman

Scientific American, octobre 2006

Les enfants avec autisme pourraient avoir du mal avec les interactions sociales parce que leurs systèmes de neurones miroirs ne fonctionnent pas convenablement.

Au premier regard, il se peut que vous ne remarquiez rien d'anormal en rencontrant un jeune garçon atteint d'autisme. Mais si vous essayez de lui parler, il deviendra rapidement évident que quelque chose va très mal. Il se peut qu'il ne vous regarde pas; au lieu de cela, il se peut qu'il évite de croiser votre regard et qu'il remue, se balance ou frappe sa tête contre les murs. Plus déconcertant encore, il peut être incapable de soutenir une conversation un tant soit peu normale. Même s'il peut ressentir des émotions comme la peur, la colère et le plaisir, il peut n'avoir aucune empathie pour les autres et négliger de subtils signes sociaux que la plupart des enfants n'auraient aucun mal à relever.

Dans les années 1940, deux médecins -- le psychiatre américain Leo Kanner et le pédiatre autrichien Hans Asperger – ont découvert indépendamment ce trouble du développement, qui affecte environ 0,5 pourcent des enfants américains. Aucun des deux chercheurs n'était au courant des recherches de l'autre et pourtant, par une coïncidence extraordinaire, ils ont donné le même nom à ce syndrome: autisme, du mot grec autos, qui signifie "soi-même." Le nom est approprié, du fait que la caractéristique la plus remarquable du trouble est un refus de l'interaction sociale. Plus récemment, les docteurs ont adopté le terme "trouble du spectre autistique" pour dire clairement que la maladie a de nombreuses variantes qui varient énormément en sévérité mais conservent des symptômes caractéristiques communs.

Depuis que l'autisme a été identifié, les chercheurs se sont battus pour déterminer ses causes. Les scientifiques savent que la sensibilité à l'autisme est génétiquement héritée, bien que les risques environnementaux semblent aussi jouer un rôle [voir "The Early Origins of Autism," par Patricia M. Rodier; Scientific American, février 2000]. Depuis la fin des années 1990, les chercheurs de notre laboratoire de l'université de Californie à San Diego, ont commencé à regarder s'il pouvait y avoir un rapport entre l'autisme et un type de cellules nerveuses du cerveau, récemment découvertes, les neurones miroirs. Comme ces neurones paraissaient être impliqués dans des capacités comme l'empathie et la perception des intentions des autres, il semblait logique de supposer qu'un dysfonctionnement du système des neurones miroirs pourrait provoquer certains des symptômes de l'autisme. Durant la dernière décennie, plusieurs études ont apporté des preuves supportant cette théorie. Des recherches ultérieures sur les neurones miroirs pourront expliquer comment l'autisme se déclenche, et ainsi, les docteurs pourront développer de meilleures façons de diagnostiquer et de traiter efficacement la maladie.

Expliquer les symptômes

Bien que les signes principaux de l'autisme sont l'isolation sociale, l'absence de contact visuel, de faibles capacités linguistiques et une absence d'empathie, d'autre symptômes moins connus sont tout aussi évidents. De nombreuses personnes avec autisme ont des problèmes pour comprendre les métaphores, les interprétant parfois littéralement. Ils ont aussi des difficultés à imiter les actions des autres. Ils présentent souvent des préoccupations pour des bagatelles tout en ignorant des aspects importants de leur environnement, notamment l'environnement social. Tout aussi étonnant, le fait qu'ils montrent souvent une aversion extrême pour certains sons qui, pour des raisons inconnues, déclenchent un signal d'alarme dans leur esprit.

Les théories qui ont été proposées pour expliquer l'autisme peuvent être divisées en deux groupes: anatomiques et psychologiques. (Les chercheurs ont rejeté un troisième groupe de théories--comme l"hypothèse de la "mère-réfrigérateur"—qui rejetait la faute de la maladie sur une mauvaise éducation.) Eric Courchesne de l'U.C.S.D. et d'autres anatomistes ont proprement montré que les enfants avec autisme ont des anomalies caractéristiques du cervelet, la structure cérébrale responsable de la coordination des mouvements musculaires volontaires complexes. Bien que ces observations doivent être prises en compte dans toute explication finale de l'autisme, il serait prématuré d'en conclure que les dommages du cervelet soient la seule cause du trouble. Les dommages du cervelet provoqués par une attaque cérébrale chez un enfant, provoquent habituellement des tremblements, un balancement de la démarche et des mouvements anormaux des yeux--des symptômes rarement constatés chez les autistes. Inversement, on ne constate aucun des symptômes de l'autisme chez les patients atteints de maladies du cervelet. Il est possible que les changements du cervelet constatés chez les enfants avec autisme soient des soient des effets secondaires sans rapport avec les gènes anormaux dont les autres effets sont les véritables causes de la maladie.
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VILAYANUR S. RAMACHANDRAN et LINDSAY M. OBERMAN ont fait leurs recherches sur les liens entre l'autisme et le système de neurones miroirs au Center for Brain and Cognition de l'Université de Californie à San Diego. Ramachandran, directeur du centre, a obtenu un doctorat en neurosciences de l'université de Cambridge. Expert renommé des anomalies cérébrales, il a aussi étudié le phénomène des membres fantômes et la synesthésie, qui lui ont valu le prix Henry Dale 2005 et un titre de membre d'honneur de la Royal Institution of Great Britain. Oberman est une étudiante de troisième cycle du laboratoire de Ramachandran à l'U.C.S.D., ayant rejoint le groupe en 2002.

Les aires cérébrales ne communiquent pas efficacement chez les adultes avec autisme

ATLANTA - Un regard nouveau sur le cerveau des adultes avec autisme a fourni de nouvelles preuves que les différentes aires cérébrales des personnes atteintes par ce trouble du développement pourraient ne pas communiquer entre elles aussi efficacement qu'elles le font chez les autres.

Les chercheurs du Centre de l'Autisme de l'université de Washington annonceront aujourd'hui, lors de la réunion annuelle de la Société de Neuroscience, la première étude qui a mesuré l'activité neurale en employant l'électroencéphalographie à haute résolution (EEG) pour examiner les connexions du cortex cérébral, la partie du cerveau qui gère les processus cognitifs supérieurs.

Par comparaison avec les individus au développement normal, les scientifiques ont trouvé des modèles de connectivité anormale entre les aires cérébrales des personnes avec autisme. Ces anomalies ont montré à la fois une sur-connectivité et une sous-connectivité entre les neurones de différentes parties du cortex, selon Michael Murias, un chercheur postdoctoral qui a dirigé cette étude.

"Nos découvertes indiquent des différences de l'activité neurale coordonnée chez les adultes avec autisme," a dit Murias, "ce qui implique une communication interne réduite entre les aires cérébrales."

Les chercheurs de l'UW ont analysé les EEG de 36 adultes entre 19 à 38 ans. La moitié des adultes était atteinte d'autisme et tous avaient un QI de 80 au moins. Les EEG, qui mesurent l'activité des centaines de millions de cellules de cerveau, ont été collectés avec une rangée de 124 électrodes alors que les gens étaient assis et se relaxaient, les yeux fermés pendant deux minutes.

Les chercheurs ont trouvé des modèles de connectivité neurale supérieure à la normale dans l'hémisphère gauche, en particulier dans le lobe temporal des personnes avec autisme pour deux fréquences différentes des ondes cérébrales, dans les bandes d'ondes delta et thêta. Cette région du cerveau est associée au langage, fonction qui est altérée chez beaucoup de personnes avec autisme.

Un modèle global de connectivité neurale réduite entre les lobes frontaux et le reste du cerveau des autistes est apparu dans la bande des ondes alpha. Ces découvertes confirment plusieurs autres études utilisant l'imagerie par résonance magnétique et la tomographie par émission de positron, qui mesurent toutes les deux l'activité du cerveau en mesurant l'afflux de sang. Des études post mortem suggèrent également des défauts de communication au niveau des cellules cérébrales individuelles.

Cette sur et sous-abondance de connexions neurales suggère une communication inefficace et erratique dans le cerveau des personnes avec autisme et peut expliquer certains déficits des personnes ayant ce trouble.

Cette recherche a des applications pratiques. Murias croit que les modèles anormaux d'activité cérébrale sont un marqueur biologique potentiel d'autisme et peuvent aider à définir le phénotype, les caractéristiques principales, de l'autisme. Ses collègues de l'UW pensent que des techniques d'EEG peuvent être employées sur les enfants en bas âge pour permettre la détection précoce de l'autisme, ce qui est critique pour intervenir sur ce trouble. Les autres membres de l'équipe de recherche font partie du Centre de l'Autisme de l'UW, dont Geraldine Dawson directrice du Centre et professeur de psychologie, Sara Webb, professeur auxiliaire de psychiatrie et de sciences comportementales, Jessica Greenson, chercheuse scientifique et Kristen Merkle, assistante d'études de recherches. L'Institut National de Recherche sur la Santé Mentale pour l'Avancement de la Recherche et le Traitement de l'Autisme ainsi que la Perry Research Fellowship Endowment ont subventionné ces recherches.

L'autisme, un ensemble de troubles du développement, est le plus commun de ce type de troubles aux Etats-Unis. On estime qu'il affecte un enfant sur 166. L'autisme est caractérisé par une incapacité à communiquer et à interagir avec d'autres personnes et ceux qui en sont atteints ont habituellement des activités et des intérêts restreints.

Les scientifiques décodent les détails moléculaires d'un défaut

En utilisant un modèle animal, les neuroscientifiques de Göttingen ont examiné les effets des mutations génétiques à l'origine de l'autisme chez l'homme. Ce sont des mutations sur des gènes qui portent les instructions de construction pour des protéines de la famille de neuroligines. L'étude éditée dans la revue scientifique Neuron (le 21 septembre 2006) prouve que les neuroligines assurent la transmission de signaux entre les cellules nerveuses. Dans le cerveau des souris génétiquement modifiées pour être sans neuroligines, les points de contact par lesquels les cellules nerveuses communiquent, les synapses, ne se développent pas. Les chercheurs supposent que des troubles similaires se retrouvent chez les patients autistes.

L'autisme est l'une des maladies psychiatriques les plus communes. Environ 0,5 % des enfants en bas âge présentent un syndrome apparenté du « spectre autistique ». Les principaux symptômes de ce trouble du développement sont le retard ou l'absence de langage, des troubles du comportement social et des stéréotypies. Chez de nombreux patients, il existe une déficience mentale. Les personnes avec autisme qui présentent un haut niveau de fonctionnement cognitif ou des compétences exceptionnelles dans un secteur particulier, appelés « autistes savants », comme le personnage principal du film « Rain man», sont rares.

Jusqu'au milieu du siècle dernier, le comportement particulièrement froid des mères était considéré comme la cause de l'autisme. Cependant, la théorie « des mères frigidaires » a été réfutée. La croyance très répandue dans les années 90 que le vaccin ROR (Rougeole, Oreillons, Rubéole) pourrait être la cause de l"autisme chez les enfants en bas âge ne repose sur aucune base scientifique. Aujourd'hui, il est clair que les facteurs génétiques sont la cause principale de l'autisme. Les études sur les jumeaux monozygotes sont particulièrement convaincantes sur ce point - la probabilité que le vrai jumeau d'une personne autiste soit également atteinte d'autisme varie entre 80 et 95 pour cent.

En 2003, le généticien français Thomas Bourgeron a montré dans une recherche sur les familles avec plusieurs enfants autistes que les mutations dans les deux gènes NLGN3 et NLGN4X ont entraîné un arrêt complet de la fonction des gènes et ont déclenché l'autisme chez les patients affectés. Le travail de Bourgeron a causé une onde de choc parmi les instituts neuroscientifiques du monde entier, ou les gènes NLGN n'étaient pas inconnus. Ils sont responsables de la création de deux protéines, neuroligine-3 et neuroligine-4, qui sont considérées comme jouant un rôle important dans la structure des contacts entre les cellules nerveuses.

Les cellules nerveuses communiquent entre elles en des points de contact spécialisés appelés synapses. Une fois stimulée, une cellule de transmission nerveuse émet des neurotransmetteurs. Ces signaux moléculaires atteignent la cellule réceptrice et modifient son niveau d'activité - pourvu que la cellule réceptrice dispose 'd'antennes' sur ses synapses - de sites de réception spécifiques à ces signaux chimiques. Les scientifiques pensent que ce processus pourrait être perturbé si les cellules nerveuses ne disposent pas de neuroligines.

Au moment de la découverte de Bourgeron, Nils Brose et Frederique Varoqueaux, neuroscientifiques à l'institut de Médecine Expérimentale Max Planck à Göttingen, en collaboration avec leurs collègues Weiqi Zhang et Thomas Südhof travaillaient déjà sur les neuroligines depuis dix ans - mais chez les souris et non chez l'homme. « Nous avions même déjà créé des souris mutantes qui, en termes fonctionnels, portaient les mêmes mutations que celles qui se produisent chez les patients autistes. Nos souris manquaient également soit de neuroligine-3 soit neuroligine-4, » indique Brose. Les chercheurs étaient en possession du premier modèle animal génétique de l'autisme.

Une étude éditée par Brose, Varoqueaux et Zhang dans le journal spécialisé Neuron a prouvé que ce modèle met en évidence un défaut de fonctionnement dans la transmission des signaux entre les cellules nerveuses. Avec son collègue Varoqueaux, Brose a créé une lignée de souris qui non seulement ne dispose pas de neuroligine-1 ou de neuroligine-2, tous deux associées à l'autisme, mais qui manque des quatre variantes connues de la protéine simultanément. Les conséquences sont encore plus dramatiques qu'avec les patients autistes, chez lesquels la mutation porte seulement sur un gène de neuroligine. Sans aucune neuroligine, les fonctions du système nerveux se délitent complètement et les animaux génétiquement modifiés meurent juste après la naissance. Cependant, leurs cellules nerveuses peuvent être examinées en détail. Selon Brose, « elles fournissent des résultats importants non seulement pour la recherche de cerveau en général, mais également sur les causes possibles de l'autisme. Nos investigations prouvent que les neuroligines règlent la maturation des synapses. Elles s'assurent qu'il y a sufisamment de protéines réceptrices sur la membrane synaptique de la cellule de réception. »

Ce qui était à l'origine un pur projet de recherche fondamentale a acquis une pertinence médecale. « Ce que nous voyons chez nos animaux mutants en déficit de neuroligine est une forme plus intense du défaut de fonctionnement qui se produit dans le cerveau des personnes autistes, » dit Brose. « Je pense que l'autisme est une maladie des synapses, un synaptopathie. » Les chercheurs de l'Institut Max Planck de Göttingen veulent maintenant effectuer une analyse de la biologie comportementale des souris mutantes non plus privées de tous les neuroligines, mais seulement privées de neuroligine-3 ou de neuroligine-4, ainsi que le sont les patients avec autisme qui présentent des mutations de neuroligine. Les souris mutantes appropriées sont disponibles dans le laboratoire depuis longtemps, « mais nous avons commençé il y a seulement quelques mois à analyser leur comportement avec des spécialistes , » dit Brose. Les premiers résultats semblent plein de promesses - les souris mutantes en neuroligine-4 ont évidemment des comportements sociaux perturbés et des comportemements anxieux. « Si nous réussissons à observer des changements comportementaux très similaires à l'autisme chez notre souris mutante, alors le passage au diagnostic expérimental et à la thérapie sur le modèle animal deviendra possible. »

D'un point de vue génétique, les scientifiques de Göttingen disposent du meilleur modèle animal connu pour l'autisme dans le monde entier. Cependant, il y a une limite : très peu de cas d'autismes sont provoqués par des mutations de neuroligine et, à de rares exceptions, personne ne sait quels sont les défauts génétiques des nombreuses personnes atteintes d'autres formes d'autisme.

Lancement de trois nouvelles études cliniques sur l'autisme aux U.S.A.

L'Institut National de la Santé Mentale (NIMH), membre des Instituts Nationaux de la Santé (NIH), a lancé trois grandes études cliniques sur l'autisme dans son programme de recherche sur le campus du NIH à Bethesda, dans le Maryland. Ces études sont les premières réalisations sur une nouvelle façon de voir l'autisme, en réponse à l'augmentation avérée du taux de prévalence de l’autisme et des nouvelles pistes de progrès. Les premières études définiront les caractéristiques de différents sous-types des désordres du spectre autistique (DSA) (http://www.nimh.nih.gov/healthinformation/autismmenu.cfm) et exploreront les nouveaux traitements possibles.

Une étude définira les différences, biologiques et comportementales, chez l'enfant autiste avec des histoires développementales variées. De plus en plus, les scientifiques considèrent l'existence vraisemblable 'd'autismes', c'est-à-dire de désordres multiples, dont l'autisme. Ces études ont pour but de mieux définir les sous-types d'autisme. Les enfants avec autisme régressif semblent développer un langage normal et des aptitudes sociales mais ils perdent ces derniers avec le début de l'autisme avant l'âge de 3 ans. L'autisme non régressif, la forme plus fréquente du désordre, commence tôt dans la vie, probablement avant la naissance, avec des maanifestations subtiles de déficits tout au long du développement. Des enfants avec ces deux formes d'autisme seront comparés à ceux qui ont d'autres désordres développementaux, y compris diverses formes de retard développemental, ainsi qu'avec des enfants avec un développement normal. En outre, les chercheurs étudieront un sous-ensemble des enfants dans cette étude pour étudier les facteurs environnementaux qui peuvent déclencher des symptômes d'autisme.

Dans une autre étude, les chercheurs de NIMH examineront l'utilisation d'un antibiotique, la minocycline, pour mesurer son utilité dans le traitement de l'autisme régressif. Les dernières recherches suggèrent que l'autisme puisse être lié à des modifications de la réponse immunitaire qui auraient causé une inflammation cérébrale. La minocycline a des effets anti-inflammatoires connus et a montré son efficacité dans d'autres désordres cérébraux comme la maladie de Huntington.

La troisième étude cherche à vérifier la théorie répandue mais non prouvée que l'autisme peut être traité avec succès par la thérapie par chélation, qui cherche à éliminer les métaux lourds dans le sang. La chélation est généralement employée pour traiter l'intoxication au plomb, mais actuellement, beaucoup de familles tentent le traitement pour essayer d'enlever le mercure et d'autres métaux dans le sang de leur enfant autiste. Cette pratique est basée sur la croyance que de nombreux cas d'autisme ont été provoqués par exposition au thimerosal, un conservateur dérivé du mercure, utilisé auparavant dans les vaccins pour enfant. Selon la Food and Drug Administration, depuis 2001, tous les vaccins recommandés pour des enfants 6 ans et moins ne contiennent plus de thimerosal ou seulement des traces, excepté le vaccin inactivé de la grippe, qui est fabriqué en deux conditionnements avec et sans thimerosal. Le vaccin de la grippe sans thimerosal, autorisé pour les enfants âgés de de 6 à 23 mois, est disponible en quantité limitée. En plus, les nouveaux vaccins pédiatriques autorisés ne contiennent pas thimerosal. Néanmoins, de nombreuses familles continuent de se tourner vers la chélation pour soigner l'autisme. Le NIMH entreprendra une étude avec groupe de contrôle pour examiner l'efficacité et l'inocuité de la chélation pour des enfants avec des désordres du spectre autistique. Cependant, la chélation peut également enlever les aliments minéraux essentiels, tels que le calcium, le fer, et le zinc.
"Comme la thérapie par chélation n'est pas spécifique au seul mercure, il est important pour conduire une recherche systématique, afin de déterminer si la thérapie de chélation est bénéfique ou otentiellement dangereuse pour les enfants avec autisme", indique le Docteur Sasan Swedo, qui dirige le secteur de la recherche pédiatrique comportementale à la Division of Intramural Research Programs du NIMH (http://intramural.nimh.nih.gov/), où les études sur l'autisme sont en cours.

L'autisme est un trouble mental qui surgit dans la petite enfance et est caractérisé par des retards du développement des aptitudes sociales et des capacités de communication, ainsi que par des intérêts restreints et des comportements stéréotypés. L'autisme revêt de nombreuses formes et peut être associé à différentes pathologies. Il fait partie d'un groupe plus important de désordres, souvent désigné sous le nom de Désordres du Spectre Autistique (DSA), incluant également le syndrome d'Asperger et le Trouble Envahissant du Développement. Développer de meilleurs outils de diagnostic, une meilleur vision de l'autisme et trouver des traitements efficaces passe par l'obtention de plus d'informations sur ces différents désordres et sous-types, dont on estime qu'ils affectent actuellement entre 2 et 6 enfants sur 1000.

L'Intramural Research Program du NIMH est impliqué dans la réalisation de recherches cliniques fiables et impartiales pour améliorer la santé humaine. Chacune des études proposées a subi un processus critique rigoureux pour s'assurer de la qualité et de la sûrete des recherches. Pour en savoir plus sur ce processus ou trouver des informations générales sur des essais cliniques, visitez http://clinicaltrials.gov/.

Environ 500 scientifiques travaillent à la Divison of Intramural Research Programs (http://intramural.nimh.nih.gov/) situé sur le campus principal du NIH à Bethesda, dans le Maryland. Les scientifiques de l'Intramural vont de biologistes moléculaires travaillant en laboratoire à des chercheurs cliniciens travaillant avec des patients du NIH Clinical Center. A travers sa Division of Extramural Activities (http://www.nimh.nih.gov/dea/index.cfm), le NIMH finance plus de 3500 bourses de recherche et contracts avec des chercheurs d'université et d'autres institutions à travers le pays et à l'étranger. Eb moyenne, plus de 80 pour cent du budget de recherche du NIMH est alloué aux recherches extérieures. Pour en savoir plus sur les différentes divisions de recherches du NIMH, visitez http://www.nimh.nih.gov/about/compon.cfm.

Les Instituts Nationaux de la Santé (NIH) — l'Agence Nationale de Recherche Médicale — inclut 27 Instituts et Centres et font partie du Ministère de la Santé et des Affaires Humaines US. C'est la principale agence fédérale pour diriger et financer des recherches médicale de base, essais cliniques et leur traduction, et recherche les causes, pour traiter et guérir les maladies communes ou rares. Pour plus dinformation sur le NIH et ses programmes, visitez http://www.nih.gov/.

Un "X" marque la cachette des gènes de l'autisme

Un nouveau facteur de risque d'autisme, non reconnu précédemment, a peut-être été trouvé, sous forme de mutations qui affectent le développement neuronal dans une région du cerveau importante pour l'apprentissage et les interactions sociales.

L'autisme est a peu près quatre fois plus fréquent chez les garçons que chez les filles; ce qui suggère que les mutations sur le chromosome de X jouent un rôle, car les garçons n'ont pas de deuxième chromosome X qui pourrait compenser des anomalies génétiques. Les études ont bien identifié plusieurs centaines de gènes candidats, mais jusqu'à ce jour, aucun lien concluant à une mutation spécifique n'avait été trouvé.

Aujourd'hui, une recherche internationale d'une quinzaine d'années a identifié deux mutations différentes du même gène sur le chromosome X, qui semblent être liées à l'autisme dans deux familles indépendantes (/psychiatrie moléculaire/, DOI : 10.1038/sj.mp.4001883). Le gène code une protéine appelée L10, un composant essentiel des ribosomes; les structures qui construisent des protéines. L10 est généralement fabriqué au niveau de l'hippocampe, une région du cerveau importante pour l'apprentissage, la mémorisation ainsi que pour les fonctions sociales
et l'émotion.

Le principal auteur, Sabine Klauck de la Division of Molecular Genome Analysis au centre allemand de recherche sur le cancer d'Heidelberg dit que les mutations sont rares, et non présentes chez leurs autres patients. Mais ils indiquent une voie importante par laquelle les différents défauts génétiques pourraient mener à différents types d'autisme.

Essi Viding du Collège Universitaire de Londres indique que les résultats sont en conformité avec les changements structuraux de cerveau vus dans l'autisme, mais elle avertit que beaucoup d'autres gènes peuvent être impliqués.

Extrait du numéro 2568 du New Scientist magazine, 8 septembre 2006, page 20

Les pères âgés auraient un risque accru d'avoir des enfants autistes

Les enfants de pères âgés de 40 ans et plus auraient un risque augmenté d'être atteint d'autisme ou de syndromes apparentés comparés à ceux nés de pères de moins de 30 ans, d'après une étude publiée dans la revue spécialisée américaine Archives of General Psychiatry de septembre.

L'étude apporte "le premier élément de preuve convaincant qu'un âge paternel avancé représente un facteur de risque d'avoir un enfant souffrant de troubles autistiques", estiment les auteurs, Abraham Reichenberg de Mount Sinai School of Medicine (New York) et ses collègues de Londres (Institute of Psychiatry, King's College). Les auteurs admettent cependant que des "travaux complémentaires sont nécessaires pour confirmer cette interprétation". L'étude a porté sur 132.271 enfants juifs nés en Israel dans les années 1980.

Pour l'enfant, le risque d'être atteint de ces troubles du développement, marqués par des difficultés de communication, serait près de six fois plus élevé lorsque le père avait 40 ans ou était plus âgé au moment de la conception, par comparaison à ceux dont le père avait 29 ans ou moins. L'étude n'a pas retrouvé d'association avec l'âge maternel.

L'autisme et les formes apparentées sont devenus de plus en plus courants aux Etats-Unis, touchant 50 enfants sur 10.000 contre 5 sur 10.000 il y a vingt ans, selon les auteurs. Une augmentation partiellement due à une plus grande sensibilisation et à des changements des modalités diagnostiques, mais qui pourrait aussi refléter une augmentation de l'incidence de l'autisme. Des mécanismes génétiques pourraient expliquer cette association entre autisme et âge paternel, dont des mutations spontanées lors de la formation du sperme.

American Journal of Psychiatry 163:1622-1629, September 2006
doi: 10.1176/appi.ajp.163.9.1622
© 2006 American Psychiatric Association

Study Provides New Insights Into Brain Organization

Scientists have provided new insights into how the brain is organised - knowledge which could eventually inform diagnosis of and treatments for conditions like Alzheimer’s Disease and autism.

A study by Newcastle University and the International University Bremen, Germany debunked a prevailing theory that the nervous system should have mainly very short nerve fibre connections between nerve cells, or neurons, to function at its most effective.

Instead the study, which carried out a sophisticated computer analysis of public databases containing detailed information of worldwide anatomical studies on primate and worm brains, found that long nerve fibre connections were just as vital to overall brain function as short ones.

Much of what we know about the human brain derives from neuroscience research on primates, which are used because they have have experienced similar evolutionary stages to humans.

Brain scans of Alzheimer’s patients and people with autism have shown that they are lacking certain long-distance neural interactions, although experts have yet to discover their specific purpose.

The new study, published in the academic journal PLoS Computational Biology, found that long fibres are important because they can send messages quickly over a longer distance compared with if the same message was sent over the same distance via lots of short fibres. It also found that long fibres are more reliable for transmission of messages over longer distances.

“You can draw parallels with a train journey from Newcastle to London,” said lead researcher, Dr Marcus Kaiser (pictured), of Newcastle University’s School of Computing Science and the University’s Institute of neuroscience.

“For example, you would get to London much more quickly and easily if you took a direct train there. However, if you had to make the journey via Durham, Leeds and Stevenage, changing trains each time, then it will take you longer to get there, and there is the possibility you would miss a connection at some point. It’s the same in the human brain.”

The computer programme, run over several days, took information about the length of nerve fibres in the primate brain and neuronal connections called axons in the brain of a species of worm known as Caenorhabditis elegans. It then tested if the total length of fibres could be reduced, by testing billions of different position arrangements. Indeed, wiring lengths could be reduced by up to 50% owing to the fact that neural systems have surprisingly many long-distance connections.

Co-researcher Dr Claus Hilgetag, an associate professor with International University Bremen’s School of Engineering and Science, said: “Many people have suggested that the brain is like a computer and that for optimum effectiveness it should have mainly short connections between the nerve cells. Our research suggests that a combination of different lengths of neural projections is essential.

“It is particularly interesting that we made the same observations in both the primate and the worm as their brains are very different in terms of shape and size.”

Although it is too early for the research to have direct clinical applications, the researchers suggest that it may eventually contribute towards insights into the diagnosis and possibly the treatment of patients with Alzheimer’s and autism if more information about neural networks - and specifically what the long and short nerve fibres do in the brain - is garnered.

One potential development could be a predictive test for the conditions, which examines and analyses a patient’s brain organisation, aiding diagnosis and possibly showing how the condition may develop over the coming years.

The study is the most comprehensive yet to look at the spatial organisation of the nervous system in primates and worms.

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RESUME

Le cerveau des primates et des vers est très différent à la fois en taille et en volume. Pourtant les observations faites par les chercheurs de l’Université de Newcastle et de l’Université Internationale de Brême à partir des données anatomiques des cerveaux des primates et des vers sont identiques. Elles remettent en cause l’idée courante selon laquelle pour bien fonctionner un cerveau doit avoir un maximum de connexions courtes entre ses cellules avec des fibres nerveuses courtes.

L’étude montre que les fibres longues sont aussi vitales que les fibres courtes pour le fonctionnement global du cerveau car elles permettent à l’information de voyager plus vite et plus de façon plus fiable pour la transmission des messages sur de longues distances. La combinaison des connexions de différentes longueurs est essentielle à l’efficacité optimale du cerveau.

Les scanners des cerveaux de patients avec la maladie d’Alzheimer ou de personnes avec autisme ont montré qu’ils sont déficients dans certaines interactions à longue distance, bien que les experts aient encore à découvrir leur rôle spécifique.

Bien qu’il soit trop tôt pour que cette recherche débouche sur des applications cliniques, les chercheurs suggèrent que cela pourrait contribuer au diagnostic et à un traitement possible de patients avec la maladie d’Alzheimer ou de personnes avec autisme si plus d’informations sur le travail des fibres nerveuses courtes et des fibres nerveuses longues dans le cerveau, sont recueillies.

Finding Adds Another Piece to Autism Puzzle

By Leslie Sabbagh

HealthDay Reporter

MONDAY, Aug. 21 (HealthDay News) -- Contrary to common medical thought, young children with autism do not have accelerated brain growth even though their brains appear enlarged, new research claims.

The finding, published in the Aug. 22 issue of Neurology, confirms some earlier reports and conflicts with others.

Dr. Stephen Dager, of the University of Washington School of Medicine, and his colleagues compared 60 autistic children to 16 children with developmental delay and 10 children with typical development. They used magnetic resonance imaging (MRI) scans to measure the transverse relaxation (T2) of gray and white matter in the children's cortexes. This measures how much water is moving around inside brain tissue, and it gives clinicians an indirect way to measure brain maturation.

The researchers found the autistic children had differences in the gray matter of their brains compared to the children with typical development. A number of studies has suggested the brains of younger children with autism are 10 percent larger, Dager explained. This new research honed in on tissue chemistry and found the abnormality wasn't due to lack of "pruning," which is how the normal developing brain rids itself of unnecessary neurons.

The abnormality is "clearly not accelerated brain growth. An alternative hypothesis could be inflammatory processes. Our data would be consistent with adult studies that found higher levels of cytokines, associated with inflammation, in postmortem studies," he explained.

A popular current theory is that autistic children have more rapid brain growth that plateaus at the age of 5 or 6. "We didn't find evidence for that, just the opposite, in fact," Dager said. "The processes that go along with brain maturation were slower in the autistic brains, particularly in gray matter."

The finding is "tantalizing," said Andrew Shih, director of research and programs at the National Alliance for Autism Research. "This is one of the first attempts to differentiate beyond volumetric difference to really look at what's behind those differences."

The field, he explained, has been "intrigued by reports last year that suggest a model of autism could be premature development or unchecked brain growth leading to disorganized circuitry. The thinking was, synaptic pruning didn't occur, so that noise became predominant over signal itself."

But Dager's study suggests gray matter development in autism involves the same volume as normal brains, but fewer neurons. "The convergence of evidence now seems to suggest a model in which gray matter abnormality could be inflammatory. T2 measures water molecules, and the findings here suggest there's more water in these kids' brains...," Shih explained.

The differences in gray matter were found only in the brains of autistic children, while both gray and white matter differences were found in the brains of children with learning delays. For children with learning delays, the findings suggest slowed neuronal development is to blame, while autistic children have a different kind of neuronal development abnormality, possibly induced by inflammation. Gray matter consists of the brain's neurons, while white matter is the brain's wiring system.

Another important finding, that gray matter seems to be affected differently in autism, supports earlier research. "There's evidence of connectivity problems at older ages; in younger ages, it seems gray matter is problematic. Autism is a developmental problem and evolves as people age," he noted.

Autism affects up to one in every 175 school-age children, according to a recent study from the U.S. Centers for Disease Control and Prevention.

The government researchers also found that boys are nearly four times more likely to be diagnosed with autism than girls, and Hispanic parents were slightly less likely than non-Hispanic whites to report a child with autism, although this may be due to cultural or other factors, including access to medical care.

In the end, the findings only add another piece to the jigsaw puzzle that is autism, Dager said, adding, "We're no closer to a treatment."

Other new research is also starting to unravel common beliefs about this disorder. In addition to social interaction problems, a study in the current issue of Child Neuropsychology found autism prevents different parts of the brain from working together. That makes complex tasks, such as tying shoelaces, much more difficult. The children studied were 8 to 15 years old.

More information

For more information on autism, go to National Institute of Mental Health (www.nimh.nih.gov ).

SOURCES: Stephen Dager, M.D., professor, radiology research, Center on Human Development and Disability, University of Washington School of Medicine, Seattle; Andrew Shih, director, research and programs, National Alliance of Autism Research, Princeton, N.J,; Aug. 22, 2006, Neurology

Un gène lié à l'évolution du cerveau humain

Le Soir en ligne, Sciences et santé.

Une recherche belgo-américaine vient d'aboutir à la découverte de ce qui pourrait être un gène clef de l'évolution du cerveau humain. Ce travail permet d'ouvrir de nouvelles perspectives notamment en médecine et en biologie.

Ce gène clef, appelé HAR1 (Human Accelerated Region 1), a été découvert initialement par des méthodes de comparaison des génomes de l'homme, du chimpanzé et des rongeurs, visant à identifier les portions de notre génome qui ont évolué le plus rapidement depuis la divergence entre l'espèce humaine et ces autres espèces, il y a plusieurs millions d'années.

Le gène HAR1 ne permet pas la production de protéines (qui remplissent des fonctions très diverses dans notre organisme), mais bien la production d'un ARN à la structure élaborée. L'ARN, qui du point de vue de sa structure moléculaire est similaire à l'ADN, se distingue par son rôle essentiel de messager de l'information génétique. L'ARN est un intermédiaire-convoyeur entre l'ADN et les structures cellulaires, chargées de la production des protéines.

Du fait de l'évolution très accélérée de HAR1 dans la lignée humaine, cet ARN a acquis une structure unique, propre à l'homme.

Qui plus est, HAR1 serait particulièrement actif dans le cortex cérébral en développement, au sein de cellules très spécialisées, les neurones de Cajal-Retzius, qui jouent un rôle primordial dans le développement harmonieux du cortex cérébral.

Ces découvertes permettent d'ouvrir de nouvelles perspectives quant à plusieurs aspects importants de médecine et de biologie. En effet, il est possible que les mutations de HAR1 puissent entraîner des anomalies du cortex cérébral, associées à des retards mentaux et des épilepsies, et des anomalies du développement des fonctions cérébrales supérieures propres à certaines affections neuropsychiatriques, comme la schizophrénie ou l'autisme.

Le travail est une collaboration entre des chercheurs belges (groupe de Pierre Vanderhaegen, chercheurs FNRS à l'IRIBHM, Université Libre de Bruxelles) et américains (groupe de David Haussler, Université de Santa Cruz). Les résultats sont publiés dans la revue "Nature".

(D'après Belga)

L'autisme « affecte l'ensemble du cerveau »

Traduction de l'article de la BBC, publié le 16/08/2006, intitulé "Autism 'affects all of the brain"

L'autisme n'affecte pas simplement la façon dont les personnes entrent en relation avec autrui mais il a aussi un large éventail d'effets, ainsi que le suggère, cette étude.

Des chercheurs américains ont comparé 56 enfants avec autisme avec 56 sans autisme.

Ceux qui avaient de l'autisme se sont avérés avoir plus de problèmes avec des tâches complexes, tel qu'attacher leurs lacets, suggérant que beaucoup de secteurs du cerveau étaient affectés.

Un expert anglais de l'autisme précise que l'étude de la neuropsychologie infantile a montré combien le trouble était envahissant :

"Les difficultés sociales ont reçu beaucoup d'attention lors des recherches mais cette nouvelle étude nous rappelle que les causes de l'autisme ont des effets plus larges.", Professeur Simon Baron Cohen, Centre de Recherches sur l'Autisme.

Les personnes avec autisme sont traditionnellement considérées comme ayant des problèmes d'interaction avec autrui et des difficultés dans la communication verbale et non-verbale.

Elles peuvent également avoir des comportements stéréotypés et des intérêts très limités.

Mais cette étude suggère que l'autisme peut affecter la perception, le mouvement et la mémoire sensorielle parce qu'il empêche différentes parties du cerveau travaillant ensemble de réaliser des tâches complexes.

Lacets « difficiles »

Les enfants avec autisme de l'étude étaient tous capable de parler, de lire et d'écrire.

Tout ceux étudiés par l'équipe du Collaborative Program of Excellence étaient âgés de 8 à 15 ans.

Tandis que les enfants avec autisme réussissaient aussi bien, et même parfois mieux, que les autres enfants dans les tests de base, ils ont tous éprouvé des difficultés dans les tâches complexes.

Ainsi dans les tests visuels et spatiaux, les enfants avec autisme étaient très performants pour retrouver des petits objets dans une image complexe, ou bien pour retrouver le personnage Waldo dans les livres de la série « où est Waldo ?». Mais quand ils ont été invités à faire la différence entre les personnes qui se ressemblaient, ils ont trouvé cela très difficile.

Alors que les enfants avec autisme avaient tendance à être très bons en énonciation et en grammaire, ils ont eu plus beaucoup de mal à comprendre les figures complexes du discours, telles que les idiomes - où la signification de l'expression n'est pas identique à ce que les mots réels suggèrent.

Par exemple, ils ne comprendraient pas l'expression "casser sa pipe" signifiant que quelqu'un était mort puisqu'on ne peut être mort et être susceptible de "casser sa pipe".

Les enfants avec autisme avaient également des problèmes avec leur écriture.

Câblage « défectueux »

Nancy Minshew, une spécialiste en psychiatrie et neurologie de l'Université de Médecine de Pittsburgh , qui a mené cette recherche, a indiqué : « Ces résultats prouvent que vous ne pouvez pas compartimenter l'autisme. Il est beaucoup trop complexe".

Elle a expliqué que les chercheurs qui étudent l'autisme doivent rechercher les causes qui affectent des secteurs multiples du cerveau, plutôt que regarder simplement des secteurs reliés à la communication et aux comportement stéréotypés et compulsifs.

Le docteur Minshew a ajouté : « Notre étude suggère fortement que l'autisme n'est pas principalement un désordre d'interaction sociale mais un désordre global affectant la façon dont le cerveau traite l'information qu'il reçoit - particulièrement quand l'information devient compliquée. »

L'équipe avait précédemment trouvé, en regardant des scanners de cerveau, que les personnes avec autisme avaient des anomalies dans le câblage neurologique par lequel différents secteurs du cerveau communiquent.

Elle a dit que ces anomalies étaient susceptibles d'expliquer pourquoi les enfants avec autisme dans l'étude ont eu des problèmes avec des tâches complexes mais ont bien réussi dans les tâches qui ont seulement exigé la mobilisation d'une seule région du cerveau.

Professeur Simon baron Cohen, chef du Centre de Recherches sur l'Autisme de Cambridge, a dit : « Cette nouvelle étude est importante car elle ne se limite pas au fonctionnement atypique dans des domaines sociaux et non-sociaux, des personnes qui sont dans le spectre autistique.

« Précédemment les difficultés sociales ont suscité beaucoup d'attention de recherches.

« Mais cette nouvelle étude nous rappelle que les causes de l'autisme ont bien plus d'effets. »

BBC, 2006

Autism 'affects all of the brain'

Autism does not simply affect how people relate to others but has a wide range of effects, a study suggests.

US researchers compared 56 children with autism with 56 who did not have the condition.

Those with autism were found to have more problems with complex tasks, such as tying their shoelaces, suggesting many areas of the brain were affected.

A UK autism expert said the Child Neuropsychology study showed how pervasive the condition was.

The social difficulties have received a great deal of research attention but this new study reminds us that the causes of autism have more pervasive effects Professor Simon Baron Cohen, Autism Research Centre

People with autism are traditionally identified as having problems interacting with others and with both verbal and non-verbal communication.

They can also display repetitive behaviours and have very focused interests.

But this study suggests autism can affect sensory perception, movement and memory because it prevents different parts of the brain working together to achieve complex tasks.

Shoelaces 'difficult'

The children with autism all had the ability to speak, read and write.

All those studied by the team from the Collaborative Program of Excellence in Autism were aged eight to 15.

While children with autism performed as well as, and sometimes better than, the other children in basic tests, they all had trouble with complex tasks.

So in the visual and spatial skills tests, children with autism were very good at finding small objects in a busy picture, such as finding the character Waldo in the "Where's Waldo" picture books series.

But when they were asked to tell the difference between similar-looking people, they found it very difficult.

And while children with autism tended to be very good at spelling and grammar, they found it much harder to understand complex figures of speech, such as idioms - where the meaning of the phrase is not the same as the actual words suggest.

For example, they would not understand "He kicked the bucket" as meaning someone had died and were likely to actually hop if told to "hop it".

Children with autism also had problems with their handwriting.

'Faulty' wiring

Nancy Minshew, a specialist in psychiatry and neurology at the University of Pittsburgh School of Medicine, who led the research, said: "These findings show that you cannot compartmentalise autism. It's much more complex.

She said researchers investigating autism needed to look for causes that affect multiple brain areas, rather than simply looking at areas related to communication and repetitive behaviours or obsessive interests.

Dr Minshew added: "Our paper strongly suggests that autism is not primarily a disorder of social interaction but a global disorder affecting how the brain processes the information it receives - especially when the information becomes complicated."

The team has previously found, through looking at brain scans, that people with autism have abnormalities in the neurological wiring through which brain areas communicate.

She said these abnormalities were the most likely explanation for why the children with autism in the current study had problems with complex tasks but did well in tasks that only required one region of the brain.

Professor Simon Baron Cohen, head of the Autism Research Centre in Cambridge, said: "This new study is important in highlighting atypical functioning in both social and non-social domains, by people with autism spectrum conditions.

"Previously the social difficulties have received a great deal of research attention.

"But this new study reminds us that the causes of autism have more pervasive effects."

© BBC MMVI

L'autisme s'accompagne de perturbations du flux sanguin et d'un stress oxydant

Source: Faculté de médecine de l'université de Pennsylvanie

En prenant comme point de comparaison des enfants en bonne santé, des chercheurs de la faculté de médecine de l'université de Pennsylvanie ont découvert que les enfants atteints d'autisme souffraient d'anomalies du flot sanguin ainsi que d'un stress oxydant notable. Ces enfants présentaient des niveaux de substances biochimiques révélateurs d'une vasodilatation insuffisante au niveau de l'endothélium vasculaire (cellules qui tapissent les vaisseaux) avec risque accrû de formation de caillots (par les plaquettes).
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En étudiant les rapports existant entre le stress oxydant et l'état des vaisseaux sanguins chez les sujets autistes, les chercheurs espèrent trouver d'autres axes thérapeutiques pour ce syndrome. Ces derniers, qui ont travaillé sous la direction du Dr Domenico Pratico, professeur de pharmacologie, ont publié leurs résultats dans le numéro d'août d'Archives of Neurology.

Selon l'ASA (Autism Society of America), le nombre de cas d'autisme aux Etats-Unis progresse de 10 à 17 % par an. Pathologie neurodéveloppementale, l'autisme se caractérise par une perturbation des interactions sociales, une communication verbale et non verbale limitée, et des comportements répétitifs et restreints. L'intensité et la portée des symptômes sont variables, ce qui évoque l'existence de causes multifactorielles. De précédentes études ont révélé une hypoperfusion du cerveau par rapport aux sujets de groupes de contrôle en bonne santé.

Les échantillons d'urines d'enfants autistes d'âge similaire et de groupes de contrôle ont été fournis par le Pfeiffer Treatment Center (www.hriptc.org) qui avait préalablement procédé au diagnostic d'autisme et à une évaluation. Les patients ayant précédemment reçu un traitement comportant des antioxydants ou présentant des pathologies telles que maladie chronique, dépression, psychose ou troubles inflammatoires, ou encore malades au moment des prélèvements, ont été exclus de l'étude. Ces critères stricts sont la cause du nombre restreint de sujets pris en compte dans cette étude préliminaire : 26 enfants atteints d'autisme et 12 enfants en bonne santé.

L'équipe du Dr Pratico a mesuré l'isoprostane, l'un des marqueurs du stress oxydant, la thromboxane, indice d'activation plaquettaire, et la prostacycline, mesure du tonus des vaisseaux sanguins. "Cette étude est la première à établir que non seulement la synthèse de la thromboxane et de la prostacycline est notablement élevée dans l'autisme, mais qu'il existe en outre une étroite corrélation avec le taux de stress oxydant constaté", a déclaré le Dr Pratico. Les enfants atteints d'autisme présentaient des niveaux d'isoprostane, de thromboxane et de prostacycline supérieurs à ceux des groupes de contrôle.

Le stress oxydant est le résultat d'une formation excessive de dérivés chimiques instables, les radicaux libres, au sein même des cellules. Dans des conditions normales, la cellule est à même de détruire ces radicaux libres. Toutefois, en présence d'une accumulation excessive, ces molécules montent à l'assaut de la cellule pour s'y stabiliser.

"Pendant le stress oxydant, c'est un peu comme si les radicaux libres n'avaient qu'une jambe", explique le Dr Pratico. "Ils sont à la recherche d'une seconde jambe pour ne pas tomber. Malheureusement, ils ne trouvent cet équilibre chimique qu'en infligeant un dommage irréversible aux cellules et à l'organe". Les radicaux libres peuvent endommager les membranes cellulaires, les protéines et les gènes par oxydation, à la manière de cette réaction chimique qu'est l'apparition de la rouille sur le fer.

En mesurant les niveaux d'isoprostane, dérivé chimique de l'attaque des cellules graisseuses par les radicaux libres, le Dr Pratico et son équipe ont constaté que les sujets porteurs d'autisme présentaient un stress oxydant près de deux fois supérieur à celui des sujets du groupe de contrôle.

Les échantillons des patients autistes ont également révélé la présence d'un déséquilibre biochimique dans les vaisseaux sanguins, déséquilibre résultant en des niveaux élevés de thromboxane – indice d'activité plaquettaire – et de prostacycline, indice de vasoconstriction des cellules endothéliales. La thromboxane et la prostacycline opèrent normalement de concert pour assurer l'intégrité des vaisseaux. En réponse à différents types de stress, les plaquettes libèrent la thromboxane, qui entraîne une constriction des vaisseaux. L'endothélium répond à ces niveaux élevés de thromboxane en libérant la prostacycline. L'effet de constriction des vaisseaux est ainsi contré par un effet de dilatation améliorant à son tour le flot sanguin.

L'autisme est une pathologie neurologique complexe dont le déséquilibre oxydant constitue l'une des composantes. Différents aspects bien établis viennent étayer cette hypothèse selon laquelle un déséquilibre oxydant pourrait jouer un rôle dans cette maladie : l'autisme se caractérise par un système de défense anti-oxydants perturbé, une production élevée de radicaux libres, ainsi qu'une amélioration des symptômes comportementaux après la prise d'anti-oxydants.

"Nous savons d'une manière générale que les anomalies constatées dans les vaisseaux sanguins s'expriment d'un point de vue clinique par un flot sanguin anormal", indique le Dr Pratico. "De ce fait, il est intéressant de rappeler que de précédentes études d'imagerie cérébrale ont permis de constater une hypoperfusion du cerveau chez l'enfant autiste. Cet éclairage supplémentaire sur le lien existant entre le stress oxydant et la santé des vaisseaux dans la pathologie de l'autisme permet d'anticiper une amélioration des traitements".

Yuemang Yao (Université de Pennylvanie), William J. Walsh (Pfeiffer Treatment Center) et Woody R. McGinnis (Oxidative Stress in Autism Initiative) sont co-auteurs de cette étude financée pour partie par le Pfeiffer Treatment Center.

Echographie: un danger pour le cerveau des foetus de souris, selon une étude

WASHINGTON (AP) -- Chez la souris, l'échographie perturberait le développement cérébral du foetus, selon une étude publiée mardi dans les annales de l'Académie nationale des sciences aux Etats-Unis. Ce constat qui n'a pas été confirmé chez la femme ne remet pas en cause l'emploi de cette technique chez les femmes enceintes, à condition de ne pas en abuser.

Chez les souris enceintes soumises à des échographies, un petit nombre de cellules nerveuses du cerveau du foetus n'arrivent pas à se développer correctement dans le cortex cérébral.

Toutefois, Pasko Rakic, qui dirige le service de neurobiologie de l'école de médecine de l'Université de Yale, souligne qu'il ne faut pas pour autant "renoncer à une échographie justifiée à des fins de diagnostic et autres raisons médicales". Toutefois, a-t-il précisé lors d'une interview téléphonique, "les femmes devraient éviter les examens inutiles avant le résultat de nouvelles recherches".

De son côté, le Dr Joshua Copel, président-élu de l'Institut américain d'échographie, déclare que son organisation déconseille l'échographie "de divertissement", par opposition au même examen jugé important lorsqu'il est réalisé pour des motifs médicaux. "Nous devons toujours peser le pour et le contre. Il peut être très important de connaître le terme exact de la grossesse, cela nous aide à déterminer l'anatomie du foetus, mais ne devons pas maintenir la sonde des heures et des heures sur l'abdomen de la mère", explique-t-il.

L'Agence américaine du médicament s'oppose elle aussi à la pratique en vogue des "échographies-souvenir".

En ce qui concerne les résultats publiés mardi, le Dr Copel souligne la différence entre une échographie de souris et une échographie de femme: du fait de leur taille, par exemple, la distance entre le foetus et l'appareil est plus important chez la femme que chez la souris, ce qui réduit la puissance des ultrasons; de plus, la densité des os du crâne chez le foetus est elle aussi plus importante que chez la souris, ce qui réduit encore davantage l'exposition.

L'article rappelle par ailleurs que, la période de développement de ces cellules cérébrales étant plus longue chez les humains que chez les souris, le temps d'exposition ne représente qu'un tout petit pourcentage de la période de développement. Toutefois, la période de développement de ces cellules étant plus complexe chez les humains, et la quantité de cellules plus importante, le risque de problème est lui aussi plus élevé.

Dans l'étude de Rakic, les souris étaient soumises à une exposition allant de cinq à 420 minutes. Les cerveaux des bébés souris ont été étudiés après leur naissance et comparés à ceux de souriceaux dont la mère n'avait pas été exposée.

L'étude qui portait sur 335 souris est arrivée à la conclusion que dans le premier groupe (la mère avait été exposée au moins 30 minutes), un nombre statistiquement significatif de cellules cérébrales n'avait pas réussi à se développer à leur place normale et étaient restées dispersées dans des endroits incorrects. Le nombre de cellules concernées croissait proportionnellement au temps d'exposition.

L'étude a été financée par l'Institut national des pathologies neurologiques et de l'accident vasculaire cérébral.

Vaccine avoidance caused measles outbreak

ATLANTA, Aug. 3 (UPI) -- The Atlanta-based Centers for Disease Control and Prevention said a measles outbreak in 2005 was caused by parents who chose not to immunize their children.

The CDC National Center for Immunization study, published in the New England Journal of Medicine, said the outbreak began when a 17-year-old girl attended church in Indiana after visiting an orphanage in Romania, where measles is common, The Wall Street Journal reported Thursday.

The study said all but one of the 34 people involved in the outbreak attended church with the girl; 82 percent were school aged, and 20 were home schooled.

The church's minister estimated that 10 percent of congregants at the church avoided vaccination after hearing that the treatments could cause autism. However, U.S. vaccinations do not include the mercury-based chemical thimerasol, which has been the root of the autism worries.

Kim Mulholland, a professor at the London School of Hygiene and Tropical Medicine, said in commentary accompanying the study that parents should not "respond to spurious claims about the risks of vaccine by refusing to vaccinate their infants."

Copyright 2006 by United Press International. All Rights Reserved.

Malheureusement, les nouvelles de l'innocuité du vaccin ROR et du thimerosal ne font pas la une des journaux, contrairement aux prétentions des spécialistes de l'épouvante et de la pseudoscience.

Different genes may cause autism in boys and girls

Like detectives trying to solve a murder case, researchers searching for the biological cause of autism have come up with some surprising suspects.

They've found that different genes may be responsible for causing autism in boys than in girls.

In addition, the researchers also have discovered that other genes may play a role in the early onset form of the developmental disorder and in the recently verified regression, or late onset, type of autism, according to a new study published today in the online edition of the journal Molecular Genetics.

The study also provides new evidence for the idea that multiple genes contribute to autism, said lead author Gerard Schellenberg, a researcher at the Puget Sound Veterans Affairs Medical Center and a research professor of medicine at the University of Washington. The research team was headed by Schellenberg, Ellen Wijsman, a UW research professor of medical genetics and Geraldine Dawson, director of the UW's Autism Center.

"It is highly unlikely that there is only one gene responsible for autism," said Schellenberg. "There may be four to six major genes and 20 to 30 others that might contribute to autism to a lesser degree.

"If an individual only gets three high-risk variants of these genes, it could mean a less-severe form of autism. And because autism is rarer in females, it may take more risk genes for a female to have autism. There also is the possibility that there might be a biological difference in autism for females versus males," he said.

"What is meaningful is that we have found evidence for two genetic subtypes of autism, male versus female and early versus late onset," added Geraldine Dawson, a professor of psychology. "This is a critical piece of information. With Alzheimer's disease research, one big breakthrough was segregating the late and early onset forms of the disease, and this led to important genetic discoveries."

Schellenberg said the study came up with "strong support" for an autism gene on chromosome 7 and "less, but still compelling evidence" for genes on chromosomes 3, 4 and 11. These results confirm some data from previous studies, particularly involving chromosome 7.

The search for autism genes is part of a long-term Autism Center effort to uncover the genetic and neurobiological causes of autism. To find regions of the human genome that contain autism genes, the researchers scanned the DNA of 169 families that had at least two siblings who met the strict criteria for autism. They also scanned the DNA of another 54 families that, in addition to having individuals with strictly defined autism, also included members who had less severe forms of the disorder, such as Asperger syndrome.

"We have been working almost 10 years to get to this point," said Schellenberg. "If we can find and confirm that a particular gene is involved in autism the field will explode. We have to find a gene so that molecular biology can be defined and we can understand what's inside autism. Until that happens, we are dancing on the outside."

Dawson said the researchers are looking for autism susceptibility genes, ones that heighten the risk of an individual getting autism, just as there are genes that raise the chances of getting breast cancer.

"Once we discover these susceptibility genes, we can immediately screen infants to identify those at risk early in life. Early identification can lead to early intervention, which could have a much more dramatic effect.

"Also, when a gene is discovered, you discover the underlying biology of autism at the molecular level. Once you understand the biology you can develop a prevention strategy including medical approaches. Genetic research is a good strategy for eventually designing effective medical treatments for autism," she said.

From University of Washington

Autisme: laissez Freud en dehors de tout ça!

VIRGINIE POYETTON
Le Courrier (Genève)

PRISE EN CHARGE - L'autisme: psychose ou handicap? Des parents demandent que cesse la prise en charge psychanalytique et que des écoles spécialisées soient créées à Genève.

«J'avais vu des émissions à la télévision. Un enfant qui, à 3 ans, range ses livres de manière obsessionnelle, aligne des petits cailloux ou sélectionne ses aliments, ce n'est pas normal. Je suis allée à la guidance infantile. J'ai demandé: ''est-il est autiste?'' On m'a répondu: ''Non. Il a des troubles du comportement.'' C'était vague. Mais, du coup, ça m'a soulagée.» Deux ans plus tard, le fils de Marie-Jeanne Accietto est diagnostiqué «autiste».
Déçue par le peu de soutien qu'elle reçoit des institutions, et insatisfaite des soins prodigués à son fils en centre de jour – elle juge l'approche psychanalytique inadéquate –, elle décide de s'occuper partiellement de l'éducation de son enfant.
Avec quelque vingt-cinq familles, Marie-Jeanne Accietto a créé un groupe de parents d'enfants autistes. Ce dernier demande que l'autisme soit reconnu comme handicap à part entière et revendique une prise en charge spécialisée des enfants autistes (lire ci-contre). Dans un premier temps, pour former des professionnels spécialisés en autisme et établir des diagnostics, il demande la création d'un centre de compétence en autisme. Finalement, la création de trois écoles spécialisées pour autistes devrait permettre d'apporter une prise en charge spécifique. Un projet a été mis sur papier et envoyé au professeur Eliez, directeur du Service médico-pédagogique de Genève (SMP).

«Il est difficile de faire admettre la spécificité de l'autisme»

En premier lieu, les parents regrettent l'absence de choix réel dans l'approche thérapeutique/éducative. «La psychanalyse est la seule approche utilisée par les institutions. C'est un vrai diktat.» Selon cette théorie, le rôle des parents doit être minimal, soutient Mme Accietto. De nombreux pères et mères se sentent désarmés. «La psychologue de référence du centre de jour où mon fils a été placé m'a dit: «Pleurez un bon coup et ça passera! On a l'impression de ne pas être entendus. On nous taxe d'anxieux. On nous renvoie une image très culpabilisante de nous-mêmes.» «C'est vrai qu'il y a un besoin spécifique de prise en charge de type éducatif pour les enfants autistes à Genève», affirme Anne Emery-Torracinta, présidente d'insieme-Genève, (association de parents de personnes mentalement handicapées).
Pour le directeur du SMP, une approche uniquement psychanalytique est insuffisante. «L'autisme a une multitude de causalités. Il n'existe pas de traitement unique. Nous devons travailler sur une approche plus cognitive.» De là, le professeur en vient à la proposition des parents de créer un centre de compétence: «L'idée fait sens. Mais un tel centre implique une régionalisation et donc des inégalités d'accès pour les parents qui voudraient faire diagnostiquer leur enfant. Et le réseau de soins genevois a au contraire cherché à développer un réseau de proximité.» L'idée semble donc enterrée. Pourtant, pour Marie-Jeanne Accietto, la régionalisation n'est pas une entrave à sa réalisation. Elle soutient que les éducateurs spécialisés, s'agissant de l'autisme, manquent de formation. Le nouveau centre de compétence permettrait aux professionnels d'être informés des différentes méthodes et des avancées scientifiques en matière de prise en charge des enfants autistes. «Il pourrait servir de centre de diagnostic et d'évaluation», complète Mme Emery-Torracinta. «Il est difficile de faire admettre la spécificité de l'autisme, confie Mme Accietto. Pour les institutions publiques, parler de spécificité, c'est enfermer l'autiste dans un ghetto.» Pourtant, pour la jeune mère, la reconnaissance du handicap est primordiale pour aider l'enfant. «Est-ce que vous allez au service orthopédique quand vous souffrez d'une tumeur?» L'absence de diagnostic est perturbante pour de nombreux parents. «Laisser les parents dans le vague, les empêche d'agir, de se renseigner, de comprendre. C'est absurde. Nous souhaitons que le diagnostic soit posé avant l'âge de 3 ans. Même s'il y a un doute. Il faut au moins avertir les parents.» Pour le professeur Eliez, cette revendication est plus que légitime. «Dans ce sens, il faut souligner le rôle essentiel joué par les pédiatres de ville.» Il y a trois ans, le professeur organisait une formation sur l'autisme pour les pédiatres, «mais ce sont des démarches qui doivent être répétées en boucle». Et qui visiblement rencontrent encore de fortes résistances.

Globalement, tous s'accordent sur la nécessité de faciliter l'accès aux classes dites normales

Dans un deuxième temps, les parents du groupe demandent la création d'écoles spécialisées en autisme (une pour les 4-12 ans, et deux pour les 12-18 ans) avec une intégration partielle dans des classes dites normales pour les enfants les plus avancés. Aujourd'hui, les enfants sont placés dans des centres de jour avec d'autres enfants handicapés ou dans des institutions privées. Le professeur Eliez est fermement opposé à la création de telles écoles: «Il n'est pas souhaitable de regrouper des enfants autistes. Les enfants, de manière générale, interagissent. Il est très positif pour les autistes d'être en contact avec leurs pairs. Ce serait une ségrégation contre-productive.» Plus nuancée, Mme Emery-Torracinta avoue n'avoir pas été complètement convaincue par ce projet: «Nous souhaitons évidemment un personnel spécialisé, mais pas à tout prix une école spécifique. Enfin, ça se discute. Mais comme cela fait des années que les parents demandent une prise en charge adaptée, il est normal qu'ils en viennent à demander une école.»
Globalement, tous s'accordent sur la nécessité de faciliter l'accès aux classes dites normales. Un projet de loi est en discussion au Grand Conseil et une classe intégrée ouvrira aux Crêts-de-Champel à la rentrée prochaine.

Les autistes males ont moins de neurones dans l’amygdale

Par David Biello, Scientific American

De nombreux garçons et hommes atteints d’autisme souffrent d’une diminution de leurs capacités de communication et sociales réduites. Ils pourraient aussi souffrir d’un manque de neurones dans l’amygdale, selon les découvertes d’une nouvelle étude. David Amaral et Cynthia Mills Schumann de l’université de Californie à Davis, ont étudié le nombre de neurones dans l’amygdale de neuf autistes mâles et de 10 mâles non-autistes dont les âges variaient entre 10 to 44 ans. Comptant péniblement leur nombre sous un microscope, ils ont observé une quantité significativement moindre de neurones (des cellules de signalisation électrique) dans cette zone du cerveau associée à la peur et la mémoire.

"C’est la première preuve quantitative d’un nombre anormal de neurones dans l’amygdale des autistes," note Amaral. "Nous avons pu analyser post-mortem plus du double de cerveaux qu’avant, dont aucun n’avait eu d’attaque ou autres troubles neurologiques, mis à part l’autisme.

Des études précédentes s’étaient appuyées sur des mesures de densité des neurones ainsi que sur le cerveau d’autistes mâles ayant eu des attaques épileptiques--un état que l’ont sait provoquer des défauts de l’amygdale. Amaral et Schumann ont compté des neurones avec une sonde tridimensionnelle à fort grossissement. Ils ont trouvé que bien qu’il n’y ait pas de variation dans le volume de l’amygdale, celle du groupe des autistes mâles avait globalement 1,5 million de neurones en moins que celle de leurs pairs.

D’autres études utilisant l’imagerie cérébrale ont montré que les garçons autistes développent une amygdale adulte vers l’âge de huit ans, alors que les autres garçons l’atteignent à l’adolescence. On ne sait pas encore s’il y a d’autres régions du cerveau des autistes qui pourraient avoir un déficit de neurones. "Il est possible qu’il y ait toujours moins de neurones dans l’amygdale des personnes atteintes d’autisme. Il est aussi possible qu’un processus de dégénérescence se déclenche plus tard dans la vie et conduise à une perte de neurones," dit Schumann. "Des études complémentaires sont nécessaires pour affiner nos découvertes." Celles-ci sont publiées dans un article qui paraît aujourd’hui dans le Journal of Neuroscience.

Un pas de plus dans la recherche sur l’autisme

Laurent Suply (lefigaro.fr)

Les causes de ce trouble psychologique sont encore loin d’être élucidées, mais une étude américaine publié mercredi dans le Journal of Neuroscience démontre que les personnes souffrant d’autisme ont moins de neurones dans une zone du cerveau dont dépend l’expression des émotions et le comportement social.

Dix-neuf cerveaux appartenant à des personnes décédées de 10 et 44 ans, dont neuf souffraient d’autisme, ont été examinés par les chercheurs de l’université américaine de Californie. Grâce à une technique nommée « analyse stéréologique », ces chercheurs ont pu dénombrer les neurones des cerveaux dans une zone appelée « amygdale », pour sa forme d’amande. Résultat: les autistes possèdent un nombre significativement inférieur de neurones dans cette région du cerveau, une conclusion qui vient confirmer le lien pressenti entre cette zone et l’autisme.


Le lien entre l’autisme et l’amygdale était déjà pressenti


L’amygdale est une partie du cerveau qui intervient notamment dans le processus de mémorisation des émotions et dans le développement des comportements sociaux. Elle intervient par exemple dans l’apprentissage de la peur. Elle sert également à décrypter les émotions de nos proches. Une étude précédente a montré que l’amygdale s’active lorsqu’il s’agit de deviner les émotions d’autrui en regardant les expressions de son visage. Chez les sujets autistes, l’activation de cette zone n’a pas lieu dans cette situation.


« Ces découvertes complètent d’autres études qui suggéraient que des anomalies de l’amygdale contribuaient significativement au déficit de fonctions sociales » qui définissent l’autisme, explique Emanuel DiCicco-Bloom, professeur de neurologie pédiatrique à l’Université de médecine du New Jersey. Le résultat de l’étude, publiée par le Journal of Neuroscience est jugé « un peu surprenant » par Cynthia Schumann, un des auteurs de l’étude. Des études d’imagerie magnétique antérieures avaient montré que l’amygdale était sensiblement plus grosse en volume chez les jeunes garçons souffrant d’autisme que les sujets « sains ».


Prochaine étape : observer l’évolution des neurones tout au long de la vie


Grâce à l’étude de l’Université de Californie, le lien semble désormais certain. Mais elle n’assure pas pour autant que la déficience de l’amygdale soit la cause de l’autisme. Plusieurs hypothèses sont envisagées. Le déficit neuronal peut tout d’abord dater de la naissance du sujet, ou au contraire découler d’un processus de dégénérescence causant l’autisme. Autre possibilité, l’atrophie neuronale de l’amygdale est la conséquence de l’autisme : à force de ne pas être « utilisés » par le malade, les neurones chargés des émotions disparaissent. Une telle perte pourrait enfin être causée par le très haut niveau d’anxiété ressenti par les intéressés.


Le lien mystérieux entre l’amygdale et ce trouble du comportement devra donc être exploré plus avant. Pour ce faire, l’une des pistes consiste à développer des techniques permettant de compter les neurones de personnes en vie, afin d’observer l’évolution de leur quantité chez des jeunes sujets autistes. La recherche sur ce trouble psychologique est « un processus à plusieurs étapes », souligne David Amaral, autre membre du groupe d’étude, qui ajoute : « Au moins, nous en avons franchi une de plus ».

Researchers gain insight into why brain areas fail to work together in autism

Researchers have found in two studies that autism may involve a lack of connections and coordination in separate areas of the brain.

In people with autism, the brain areas that perform complex analysis appear less likely to work together during problem solving tasks than in people who do not have the disorder, report researchers working in a network funded by the National Institutes of Health. The researchers found that communications between these higher-order centers in the brains of people with autism appear to be directly related to the thickness of the anatomical connections between them.

In a separate report, the same research team found that, in people with autism, brain areas normally associated with visual tasks also appear to be active during language-related tasks, providing evidence to explain a bias towards visual thinking common in autism.

"These findings provide support to a new theory that views autism as a failure of brain regions to communicate with each other," said Duane Alexander, M.D., Director of NIH's National Institute of Child Health and Human Development. "The findings may one day provide the basis for improved treatments for autism that stimulate communication between brain areas."

The studies and the theory are the work of Marcel Just, Ph.D., D.O. Hebb Professor of Psychology at Carnegie Mellon University in Pittsburgh, Pennsylvania, and Nancy Minshew, M.D., Professor of Psychiatry and Neurology at the University of Pittsburgh School of Medicine and their colleagues. The research was conducted by the Collaborative Program of Excellence in Autism, a research network funded by the NICHD and the National Institute on Deafness and Other Communication Disorders.

People with autism often have difficulty communicating and interacting socially with other people. The saying "unable to see the forest for the trees" describes how people with autism frequently excel at details, yet struggle to comprehend the larger picture. For example, some children with autism may become spelling bee champions, but have difficulty understanding the meaning of a sentence or a story.

An earlier finding by these researchers described how a group of people with autism tended to use parts of the brain typically associated with processing shapes to remember letters of the alphabet. A news release detailing that finding appears at http://www.nichd.nih.gov/new/releases/final_autism.cfm.

Participants with autism in both current studies had normal I.Q. There were no significant differences between the participants with and without autism in age or I.Q.

The first of the two new studies recently was published online in the journal Cerebral Cortex. In that study, the researchers used a brain imaging technique known as functional magnetic resonance imaging, or fMRI, to view the brains of people with autism as well as a comparison group of people who do not have autism. All of the study participants were asked to complete the Tower of London test. The task involves moving three balls into a specified arrangement in an array of three receptacles. The Tower of London is used to gauge the functioning of the prefrontal cortex.

This brain area, located in the front, upper part of the brain, deals with strategic planning and problem-solving. The prefrontal cortex is the executive area of the brain, in which decision making, judgment, and impulse control reside.

A little further back is the parietal cortex, which controls high-level visual thinking and visual imagery, supporting the visual aspects of the problem-solving. Both the prefrontal and parietal cortex play a critical part in performing the Tower of London test.

In the normal participants, the prefrontal cortex and the parietal cortex tended to function in synchrony (increasing and decreasing their activity at the same time) while solving the Tower of London task. This suggests that the two brain areas were working together to solve the problem.

In the participants with autism, however, the two brain areas, prefrontal and parietal, were less likely to function in synchrony while working on the task.

The researchers made another discovery, for the first time finding a relationship between this lower level of synchrony and the properties of some of the neurological "cables" or white matter fiber tracts that connect brain areas.

White matter consists of fibers that, like cabling, connect brain areas. The largest of the white matter tracts is known as the corpus callosum, which allows communication between the two hemispheres (halves) of the brain.

"The size of the corpus callosum was smaller in the group with autism, suggesting that inter-regional brain cabling is disrupted in autism," Dr. Just said.

In essence, the extent to which the two key brain areas (prefrontal and parietal) of the autistic participants worked in synchrony was correlated with the size of the corpus callosum. The smaller the corpus callosum, the less likely the two areas were to function in synchrony. In the normal participants, however, the size of the corpus callosum did not appear to be correlated with the ability of the two areas to work in synchrony.

"This finding provides strong evidence that autism is a disorder involving the biological connections and the coordination of processing between brain areas," Dr. Just said.

He added, however, that the thickness, or extent, of connections between brain areas may not be the basis for the disorder. Although the neurological connections between the prefrontal cortex appear to be reduced in autism, the brains of people with autism have thicker connections between certain brain regions within each hemisphere.

"At this point, we can say that autism appears to be a disorder of abnormal neurological and informational connections of the brain, but we can't yet explain the nature of that abnormality," Dr. Just said.

In the second study, published online in the journal Brain, the researchers examined the extent to which brain areas involved in language interact with brain regions that process images. Dr. Just explained that earlier studies, as well as anecdotal accounts, suggest that people with autism rely more heavily on visual and spatial areas of the brain than do other people.

In this study, the researchers used fMRI to examine brain functioning in participants with autism and in normal participants during a true-false test involving reading sentences with low imagery content and high imagery content. A typical low imagery sentence consisted of constructions like "Addition, subtraction, and multiplication are all math skills." A high imagery sentence, "The number eight when rotated 90 degrees looks like a pair of eyeglasses," would first activate left prefrontal brain areas involved with language, and then would involve parietal areas dealing with vision and imagery as the study participant mentally manipulated the number eight.

As the researchers expected, the visual brain areas of the normal participants were active only when evaluating sentences with imagery content. In contrast, the visual centers in the brains of participants with autism were active when evaluating both high imagery and low imagery sentences.

"The heavy reliance on visualization in people with autism may be an adaptation to compensate for a diminished ability to call on prefrontal regions of the brain," Dr. Just said.

The second study also confirmed the observations in the first study--that the prefrontal and parietal brain regions of the cortex in people with autism were less likely to work in synchrony than were the brains of normal volunteers. The second study also confirmed that the extent to which the two parts of the cortex could work together was correlated with the size of the corpus callosum that connected them. Dr. Just and his colleagues are conducting additional studies to ascertain the nature of the abnormality of the connections in the brains of people with autism.

New Model Of Brain Sheds Light On Triggers Of Autism

Science Daily — Approximately 1.5 million children and adults in the U.S. have autism and it is estimated to be the fastest growing developmental disability with a 10 – 17 percent increase each year. While much is known about the symptoms of autism, the exact cause of the condition is not yet defined.

A new model of the brain developed by Dr. Stephen Grossberg, professor and chairman of the Department of Cognitive and Neural Systems at Boston University, and Dr. Don Seidman, a pediatrician with the DuPage Medical Group in Elmhurst, IL, sheds light on the triggers of behaviors commonly associated with autism. The paper, “Neural Dynamics of Autistic Behaviors: Cognitive, Emotional, and Timing Substrates,” appears in the July issue of the journal Psychological Review, published by the American Psychological Association.

“Autism involves multiple genes and correspondingly, people with autism are known to have multiple cognitive, emotional, and motor symptoms – such as impaired development of speech and difficulty expressing emotions,” said Dr. Grossberg. “The iSTART model describes the various brain mechanisms that underlie autism and how they may give rise to the symptoms of the condition.”

iSTART, which stands for Imbalanced Spectrally Timed Adaptive Resonance Theory, is derived from the earlier START model developed by Grossberg to explain how the brain controls normal behaviors. The new model describes how brain mechanisms that control normal emotional, timing, and motor processes may become imbalanced and lead to symptoms of autism. START and its imbalanced version iSTART are a combination of three models, each one of which tries to explain fundamental issues about human learning and behavior.

The first, called Adaptive Resonance Theory, or ART, proposes how the brain learns to recognize objects and events. Recognition is accomplished through interactions between perceptually-driven inputs and learned expectations. Inputs attempt to match expectations which helps prompt the brain to anticipate input/expectation patterns.

“When a match occurs, the system locks into a resonant state that drives how we learn to recognize things; hence the term adaptive resonance,” explained Grossberg.

The degree of match that is required for resonance to occur is set by a vigilance parameter which controls whether a particular learned representation will be concrete or abstract. Low vigilance allows for learning of broad abstract recognition categories, such as a category that is activated by any face; high vigilance forces the learning of specific concrete categories, such as a category that is activated by a particular view of a familiar friend’s face. iSTART proposes that individuals with autism have their vigilance fixed at such a high setting that their learned representations are very concrete, or hyperspecific.

“Hypervigilance leads to hyperspecific learning which perpetuates a multitude of problems with learning, cognition, and attention,” said Grossberg.

The second model, called the Cognitive-Emotional-Motor, or CogEM, model, extends ART to the learning of cognitive-emotional associations, or associations that link objects and events in the world to feelings and emotions that give these objects and events value. Under normal circumstances, arousal of the circuits in the brain that control emotion are set at an intermediate level. Either under-arousal or over-arousal of these circuits can cause abnormal emotional reactions and problems with cognitive-emotional learning.

“If the emotional center is over-aroused, the threshold to activate a reaction is abnormally low, but the intensity of the emotion is abnormally small,” said Grossberg. “In contrast, if the emotional circuits are under-aroused, the threshold for activating an emotion is abnormally high, but when this threshold is exceeded, the emotional response can be over reactive. The iSTART model proposes that individuals with autism experience under-aroused emotional depression which helps explain symptoms like reduced emotional expression as well as emotional outbursts.”

The third model, called the Spectral Timing model, clarifies how the brain adaptively times responses in order to acquire rewards and other goals. iSTART shows how individuals with autism experience failures of adaptive timing that lead to the premature release of behaviors which are then unrewarded.

“iSTART depicts how autistic symptoms may arise from breakdowns in normal brain processes, notably a combination of under-stimulated emotional depression in the amygdala and related brain regions, learning of hyperspecific recognition categories in the temporal and prefrontal cortices, and breakdowns of adaptively timed attention and motor circuits in the hippocampal system and cerebellum,” said Grossberg. “The model clarifies how malfunctions in these mechanisms can, though a system-wide vicious circle, cause and maintain problems with them all.”

According to the researchers, iSTART is a breakthrough in the understanding of the many factors that contribute to autism and provides a unifying perspective that connects autistic symptoms to brain mechanisms that have no obvious connection to the condition.

"This approach should make it easier for scientists studying normal behavior to connect their work to autism research," said Grossberg. "iSTART opens up a wide range of possible new experiments to evaluate autistic behaviors and further test and develop the model.”

More information about iSTART and its component models can be found at http://www.cns.bu.edu/Profiles/Grossberg.

Note: This story has been adapted from a news release issued by Boston University.

Study clears MMR vaccine of autism link

Pervasive developmental disorders (PDD) like autism and Asperger Syndrome have been on the rise for years. Measles Mumps Rubella (MMR) vaccines and thimerosal–containing vaccines (which are approximately 50 percent ethylmercury) have been suggested as possible causes. A new MUHC study published in the scientific journal Pediatrics tomorrow, assesses the link between childhood immunizations and PDD in 28,000 Quebec children and finally clears MMR vaccines and thimerosal–containing immunizations as risk factors.

"There is no relationship between the level of exposure to MMR vaccines and thimerosal–containing vaccines and rates of autism," says Dr. Eric Fombonne, Director of Pediatric Psychiatry at The Montreal Children's Hospital of the MUHC and lead investigator of the new study. Thimerosal was used to prevent bacterial and fungal contamination in the manufacture of various vaccines until its elimination from vaccine formulas in 1996 in Quebec. "According to our data, the incidence of autism was higher in children who were vaccinated after thimerosal was eliminated from vaccines," says Dr. Fombonne.

"In the past, concern about a potential link between MMR vaccinations and autism led some parents to take the drastic step of refusing to inoculate their children against dangerous childhood diseases like measles," says Dr. Fombonne. "This action resulted in resurgence of the measles, which caused the deaths of several young children in Europe." Dr. Fombonne's study indicates that autism rates continued to increase even with reductions in the use of MMR vaccinations. "We hopes this study will finally put to rest the pervasive belief linking vaccines with developmental diseases like autism," says Dr. Fombonne.

Autism is a neuropsychiatry disorder that impairs a child's ability to communicate and interact with others. The prevalence is about 65 cases per 10,000 people (about 1 child in 155) making autism one of the most common childhood disorders. The Psychiatry Department at The Montreal Children's Hospital sees about 350 new cases of autism each year. However, Dr. Fombonne stresses that there is no demonstrated autism epidemic. He attributes the rise in autism rates to a broader definition of autism and greater awareness of the disorder.

From McGill University