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Troubles du spectre de l’autisme : une étude d’imagerie cérébrale inédite remet en cause le modèle théorique dominant.


​Dans le cadre du programme scientifique InFoR-Autism* impliquant NeuroSpin, une étude de neuroimagerie par IRM a découvert une corrélation entre la diminution de la connectivité anatomique locale et les déficits de cognition sociale chez des personnes présentant des troubles du spectre de l'autisme (TSA). Publiés dans Brain, ces résultats remettent en question le modèle théorique dominant expliquant les TSA et pourraient ouvrir la voie à l'exploration de nouvelles approches thérapeutiques.

Publié le 13 novembre 2018

​Les troubles du spectre de l'autisme (TSA) sont dus à des perturbations du développement qui se caractérisent par des troubles de la communication, une altération des interactions sociales et des anomalies sensorielles et comportementales. Les travaux menés en génétique et en imagerie cérébrale suggèrent qu'un développement différent du cerveau, concernant notamment la formation des réseaux neuronaux et le fonctionnement des synapses, pourrait 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 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 (difficulté à appréhender une situation dans son 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 à l'UPEC, Inserm U955, praticien aux Hôpitaux universitaires Henri Mondor et chercheur à NeuroSpin 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 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, 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 (IRMd) (Programme H2020Human Brain Project). L'IRMd permet de mettre en évidence in vivo les faisceaux de matière blanche du cerveau en mesurant la diffusion des molécules d'eau, notamment le long des axones. Il est alors possible par tractographie de reconstituer de proche en proche les trajets des faisceaux de fibres nerveuses représentés sous la forme d'un tractogramme.

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).
« La puissance 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 sociale, etc.) », rappelle le Dr Marc-Antoine d'Albis (HU Henri Mondor, Inserm U955), premier auteur de l'étude et également chercheur à NeuroSpin.

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 de la cognition sociale (interactions sociales et empathie) chez les sujets présentant des TSA. Ces résultats préliminaires sont bel 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.

Visualisation en 3D de l'atlas des faisceaux « courte distance » utilisé pour comparer les sujets TSA avec des sujets contrôle. Les couleurs de la figure correspondent soit à un faisceau, soit à un des plis corticaux contournés par les faisceaux. © M. Guevara, C. Poupon, JF. Mangin / CEA

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 magnétique transcrânienne pourrait être utilisée car la connectivité cérébrale entre des zones adjacentes est localisée en superficie du cerveau. »

Ce travail, soutenu par l'Institut Roche de Recherche Médecine Translationnelle est le fruit de la collaboration entre la Fondation FondaMental, l'équipe Inserm U955, NeuroSpin et l'APHP (Hôpitaux universitaires Henri Mondor). Il a fait l'objet d'un communiqué de presse le 13 novembre 2018.

* InFoR-Autism
La Fondation FondaMental, l'Inserm, Inserm Transfert et l'Institut Roche de Recherche Médecine Translationnelle (IRRMT) sont partenaires depuis fin 2012 dans le cadre du programme scientifique 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, 117 patients et 57 volontaires sains, âgés de 6 à 56 ans, ont été inclus dans l'étude. Il s'agit de l'une des cohortes proposant la plus grande richesse de données (cliniques, biologiques, eye tracking, et imagerie) par patient et témoin.

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