Une mince isolation pourrait expliquer l’épaisseur atypique du cortex observée dans l’autisme

La limite entre la substance blanche et la substance grise semble plus nette dans certaines régions chez les personnes autistes

Un manque d’isolation autour des axones pourrait expliquer l’épaisseur apparente de certaines parties du cortex cérébral sur les images cérébrales des personnes autistes, selon une étude récente.

Les études d’imagerie par résonance magnétique (IRM) montrent que certains enfants autistes présentent un cerveau plus volumineux que leurs camarades non autistes, la plus grande partie de la croissance excessive se situant dans le cortex cérébral. Cette différence demeure inexplicable, mais elle semble correspondre à un excès apparent de substance grise, constituée de corps cellulaires neuronaux, par rapport à la matière blanche, composée d’axones.

Selon certains chercheurs, les neurones nouvellement formés dans le cerveau des autistes migreraient avec difficulté à l’endroit adéquat, et brouilleraient la limite entre la substance blanche et la substance grise dans certaines régions en augmentant l’épaisseur de la substance grise à l’IRM.

Toutefois, des volumes plus importants de myéline – la membrane isolante qui entoure les axones –, chez les personnes non autistes pourraient également fausser ces mesures, explique le chercheur principal de ces récents travaux, Mallar Chakravarty (photo ci-dessus), professeur agrégé de psychiatrie à l’Université McGill et membre du Centre Azrieli pour la recherche sur l’autisme ou CARA au Neuro. Sur l’IRM, la myéline apparaît plus brillante que les autres tissus, de sorte qu’une abondance de myéline près de la limite entre substance grise et substance blanche risque de donner l’illusion d’une substance grise plus mince, explique-t-il.

Pour valider l’une de ces deux hypothèses, M. Chakravarty et ses collègues ont conçu une nouvelle méthode afin d’« évaluer la netteté de la démarcation entre les substances blanches et grises sur les examens d’IRM.

Ils ont constaté des différences de netteté sur cette démarcation dans les zones présentant une épaisseur atypique du cortex chez les autistes. La frontière entre la substance grise et la substance blanche était également plus nette dans certaines régions du cerveau des personnes autistes que dans celles des personnes non autistes. Cette observation semble confirmer qu’une estimation de son épaisseur pourrait être faussée en raison d’une myélinisation atypique.

« Cette astucieuse approche nous permet d’en savoir plus sur la signification de certaines des mesures de neuro-imagerie que nous étudions », souligne Antonio Hardan, professeur de psychiatrie et de sciences du comportement à l’Université Stanford en Californie, qui n’a pas participé à ces travaux.

Brains scans reveal sharper boundaries between white and gray matter in autistic people.

 

Contraste d’image : La frontière entre substance blanche et substance grise semble plus nette dans certaines zones chez les autistes que chez les non-autistes.

Une frontière nette

M. Chakravarty et ses collègues ont appliqué leur nouvelle méthode aux examens de 415 personnes autistes et de 721 personnes non autistes, âgées de 2 à 65 ans, provenant de plusieurs ensembles de données internationaux, dont l’étude multicentrique d’imagerie de l’autisme du Medical Research Council du Royaume-Uni et l’Autism Brain Imaging Data Exchange. L’équipe avait déjà analysé l’épaisseur corticale sur ces mêmes clichés.

Pour chaque cliché cérébral, ils ont échantillonné 77 212 points dans le cortex, en mesurant l’intensité de l’image à 10 points équidistants sur la limite entre substance blanche et substance grise.

Les valeurs obtenues leur ont permis de calculer le taux de variation de l’intensité, une mesure dénommée comme « coefficient de netteté de la frontière ». Des valeurs élevées signifient une variation rapide de l’intensité, marquant une délimitation nette, tandis que des valeurs faibles dénotent un changement progressif, caractéristique d’une frontière floue.

Les autistes présentent des limites plus nettes que les non-autistes dans certaines zones précises du cerveau, notamment le gyrus temporal supérieur bilatéral, le gyrus temporal inférieur et le gyrus frontal inférieur gauche, ont rapporté les chercheurs en mars dans Cerebral Cortex.

Les différences les plus marquées dans la netteté des limites entre autistes et non-autistes s’observaient dans la tranche d’âge de 12 à 20 ans. L’équipe a également remarqué que les mesures de la netteté des limites du pôle temporal médian droit des participants autistes présentaient une corrélation avec la sévérité de leurs traits autistiques, évalués selon le programme d’observation du diagnostic de l’autisme.

Nouvelles mesures

Étant donné que la myélinisation intracorticale révèle la puissance des connexions entre les différentes régions du cerveau, ces résultats semblent renforcer l’hypothèse d’une connectivité atypique dans l’autisme, explique Emily Olafson, étudiante diplômée dans le laboratoire d’Amy Kuceyeski à l’Université Cornell.

Toutefois, comme l’observation d’une grande netteté de la frontière entre substance grise et blanche dans le cerveau des personnes autistes contredit les constatations des études précédentes, elle reste difficile à interpréter, déclare Ruth Carper, professeure associée de recherche en psychologie à l’Université d’État de San Diego, qui n’a pas participé à l’étude.

« C’est plausible, mais il se peut que ce soit faux, dit-elle. Cela vaudrait la peine de faire un suivi approfondi ».

Pour assurer un tel suivi, il serait possible d’utiliser des modèles animaux ou des échantillons post-mortem pour vérifier si la mesure de la netteté de la frontière se retrouve réellement dans les tissus, explique Mme Hardan.

Tous les chercheurs s’accordent à dire que les résultats doivent être reproduits par d’autres groupes, en utilisant d’autres ensembles de données.

Indépendamment d’une confirmation des résultats ou de leur réfutation, ce nouvel indicateur offre l’occasion d’améliorer les mesures des limites corticales par IRM, souligne Mme Carper.

Cet article a été initialement publié dans Spectrum le 23 avril 2021.

 

À propos du CARA
Le Centre Azrieli de recherche sur l’autisme (CARA) transforme la recherche, la formation et les soins afin d’améliorer la vie des personnes autistes et de leurs familles. Créé en 2017 grâce à la Fondation Azrieli, le CARA axe son action sur la science ouverte, l’inclusion et la collaboration communautaire. Ce centre de recherche de pointe s’est engagé à approfondir les mécanismes sous-jacents à l’autisme et aux affections connexes, à mettre au point de nouveaux outils de diagnostic et des interventions efficaces grâce à une recherche translationnelle novatrice et à des soins intégrés et à former la relève en matière de recherche fondamentale et clinique sur l’autisme.

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