Autisme: remise en question du modèle théorique dominant
Publié par Isabelle le 19/11/2018 à 12:00
Source: CEA

© Miguel Guevara
Troubles du spectre de l'autisme: une étude d'imagerie cérébrale inédite semble remettre en cause le modèle théorique dominant

Dans le cadre du programme scientifique InFoR-Autism*, soutenu par l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un...) Roche (La roche, du latin populaire rocca, désigne tout matériau constitutif de l'écorce terrestre. Tout matériau entrant dans la composition du...), une étude de neuroimagerie IRM s'est intéressée aux liens entre la connectivité anatomique locale et la cognition sociale chez des personnes présentant des troubles du spectre de l'autisme (Le terme autisme tend a désigner aujourd'hui un trouble affectant la personne dans trois domaines principaux:) (TSA). Fruits de la collaboration entre la Fondation FondaMental, des chercheurs de l'Inserm, NeuroSpin (CEA Paris-Saclay) et les Hôpitaux universitaires Henri Mondor, AP-HP, les résultats semblent remettre en question le modèle théorique dominant selon lequel les TSA proviendraient d'un déficit de connexions "longue-distance" entre des neurones situés d'un bout à l'autre du cerveau (Le cerveau est le principal organe du système nerveux central des animaux. Le cerveau traite les informations en provenance des sens, contrôle de...), associé à une augmentation de la connectivité neuronale à "courte distance", entre des zones cérébrales adjacentes. Publiés dans Brain, ces travaux pourraient, s'ils étaient confirmés à plus large échelle, ouvrir la voie à l'exploration (L'exploration est le fait de chercher avec l'intention de découvrir quelque chose d'inconnu.) de nouvelles approches thérapeutiques.

Les troubles du spectre de l'autisme (TSA) sont des troubles du neuro-développement qui se caractérisent par des troubles de la communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle, groupale...) que l'animal (communication intra- ou inter-...), une altération des interactions sociales et des anomalies sensorielles et comportementales. Les travaux menés en génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est la science qui étudie l'hérédité et les gènes.) et en imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui représentent des êtres ou des choses. La fabrication se faisait jadis...) cérébrale suggèrent que des anomalies du développement du cerveau, concernant notamment la formation des réseaux neuronaux et le fonctionnement des synapses, pourraient participer à la survenue des TSA. 

Ces dernières années, des travaux de neuroimagerie ont mis en évidence, chez des personnes présentant des TSA, des anomalies du fonctionnement de certaines aires (Aires (en espagnol, les airs) est une compagnie aérienne intérieure de Colombie.) cérébrales que l'on sait responsables du traitement des émotions, du langage ou encore des compétences sociales. Des travaux sur la connectivité cérébrale des personnes avec TSA ont notamment mis en évidence un déficit de connexions "longue distance" contrastant avec une augmentation de la connectivité "courte distance". Ces résultats ont servi de base à l'élaboration d'un modèle théorique de compréhension des TSA, selon lequel le défaut d'attention sociale et de traitement de l'information observé (difficulté à appréhender une situation (En géographie, la situation est un concept spatial permettant la localisation relative d'un espace par rapport à son environnement proche ou non....) dans son ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble),...), attention portée à certains détails) s'explique par une saturation d'informations traitées par le cerveau, liée à l'augmentation de la connectivité neuronale entre des zones cérébrales adjacentes.

Pour autant, le Pr Josselin Houenou, professeur de psychiatrie (La psychiatrie est une spécialité médicale traitant de la maladie mentale ou des maladies mentales. L'étymologie du mot psychiatrie provient du grec...) à l'UPEC, chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les domaines de...) au sein de l'Inserm, praticien aux Hôpitaux universitaires Henri Mondor, AP-HP et dernier auteur de l'étude publiée dans Brain, précise: "ce modèle repose sur l'étude de populations pédiatriques hétérogènes, comprenant des enfants autistes d'âges variables et à la symptomatologie très variée, et sur des méthodes de neuroimagerie peu spécifiques ne permettant pas de mesurer avec fiabilité (Un système est fiable lorsque la probabilité de remplir sa mission sur une durée donnée correspond à celle spécifiée dans le cahier des charges.) la connectivité ''courte distance''."

Afin de tester le modèle actuel, les auteurs de cette étude ont utilisé une innovation conçue par Miguel Guevara, Jean-François Mangin et Cyril Poupon à NeuroSpin, à savoir un atlas spécifiquement dédié à l'analyse par tractographie de 63 connexions "courte distance" à partir d'images obtenues par IRM de diffusion (Dans le langage courant, le terme diffusion fait référence à une notion de « distribution », de « mise à disposition » (diffusion d'un produit, d'une...) (IRMd). L'IRMd permet de mettre en évidence in vivo (In vivo (en latin : « au sein du vivant ») est une expression latine qualifiant des recherches ou des examens pratiqués...) les faisceaux de matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. La matière occupe de...) blanche du cerveau en mesurant la diffusion des molécules d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.), notamment le long des axones. Il est alors possible par tractographie de reconstituer de proche en proche les trajets des faisceaux de fibres (Une fibre est une formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se présentant généralement sous forme de faisceaux.) nerveuses représentés sous la forme d'un tractogramme.

- La Fondation FondaMental, l'Inserm, Inserm Transfert et l'Institut Roche sont partenaires depuis fin 2012 dans le cadre du programme scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.) InFoR Autism, dont l'objectif est de réaliser un suivi des variables cliniques, biologiques et d'imagerie cérébrale afin d'étudier la stabilité et l'évolution des TSA. Au total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un total est le résultat d'une addition, c'est-à-dire une somme. Exemple : "Le total des dettes". En physique le total n'est pas...), 117 patient·e·s et 57 volontaires sain·e·s, âgé·e·s de 6 à 56 ans, ont été inclus dans l'étude. Il s'agit de l'une des cohortes proposant l'une des bases de données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un...) (cliniques, biologiques, eye tracking, et imagerie) les plus riches par patient (Dans le domaine de la médecine, le terme patient désigne couramment une personne recevant une attention médicale ou à qui est prodigué un soin.) et témoin.

Les auteurs ont pu ainsi étudier les liens entre la connectivité "courte distance" et la cognition sociale chez une population adulte homogène de personnes présentant des TSA, issues de la cohorte InFoR-Autism* (27 personnes présentant des TSA sans déficience intellectuelle et 31 personnes contrôle), cohorte offrant l'une des bases de données les plus riches par patient et par témoin.

"La puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) de la cohorte InFoR-Autism* réside dans la grande richesse des données recueillies pour chaque sujet inclus. Nous avons pu ainsi mettre en lien les résultats de neuroimagerie obtenus avec les scores de cognition sociale, mesurant l'habileté sociale, l'empathie, la motivation (La motivation est, dans un organisme vivant, la composante ou le processus qui règle son engagement dans une action ou expérience. Elle en détermine le...) sociale, etc.)", rappelle le Dr Marc-Antoine d'Albis, Hôpital (Un hôpital est un lieu destiné à prendre en charge des personnes atteintes de pathologies et des traumatismes trop complexes pour pouvoir être traités à domicile ou dans le...) Henri Mondor, Inserm U955, premier auteur de l'étude.

Découverte d'un déficit de la connectivité cérébrale "courte distance" associé à un déficit d'interaction sociale et d'empathie

Les résultats obtenus montrent que les sujets souffrant de TSA présentent une diminution de la connectivité dans 13 faisceaux "courte distance", en comparaison avec les sujets contrôles. De plus, cette anomalie de la connectivité des faisceaux "courte distance" est corrélée au déficit de deux dimensions (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son épaisseur, ou bien son diamètre si c'est une pièce de...) de la cognition sociale (à savoir, les interactions sociales et l'empathie) chez les sujets présentant des TSA. 


Visualisation en 3D des faisceaux "courte distance", © Miguel Guevara © © Miguel Guevara

Ces résultats préliminaires sont bel (Nommé en l’honneur de l'inventeur Alexandre Graham Bell, le bel est unité de mesure logarithmique du rapport entre deux puissances,...) et bien en opposition avec le modèle théorique actuel selon lequel le défaut d'attention sociale et de traitement de l'information chez les personnes présentant des TSA s'explique par une augmentation de la connectivité neuronale entre des zones cérébrales adjacentes. Ils nécessitent maintenant d'être confirmés par des études menées chez des enfants présentant des TSA ainsi que l'explique le Pr Josselin Houenou.

Pour le Pr Josselin Houenou, "ces résultats sont préliminaires mais ils suggèrent que ces anomalies de la connectivité ''courte distance'' pourraient être impliquées dans certains déficits de la cognition sociale présents chez les sujets autistes. Il est maintenant nécessaire de conduire des études similaires chez des enfants afin de confirmer les résultats obtenus chez les adultes. Les cohortes pédiatriques permettent des études chez des enfants d'âges - et donc de maturations cérébrales - variés et cela implique de prendre en compte une population de sujets bien plus importante. Si ces premières conclusions étaient confortées, cela permettrait d'envisager le développement de nouvelles approches thérapeutiques pour les déficits de la cognition sociale. Par exemple, la stimulation (Une stimulation est un événement physique ou chimique qui active une ou plusieurs cellules réceptrices de l'organisme. La cellule traduit la stimulation par un potentiel d'action, qui est transmis par les nerfs...) magnétique transcrânienne pourrait être explorée car la connectivité cérébrale entre des zones adjacentes est localisée en superficie (L'aire ou la superficie est une mesure d'une surface. Par métonymie, on désigne souvent cette mesure par le terme « surface » lui-même (par exemple, on parle de la « surface d'un appartement »...) du cerveau."

Références

BRAIN-2018-00985. Local structural connectivity is associated with social cognitive deficits in ASD. d'Albis & al
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