Pistes de déséquilibre des signaux cérébraux avec le sexe et traits autistiques

Une nouvelle étude a révélé que les hommes autistes présentent un plus grand déséquilibre entre les signaux excitateurs et inhibiteurs dans le cortex préfrontal médian que les femmes autistes

spectrumnews.org Traduction de "Brain signal imbalance tracks with sex and with camouflaging autism traits | Spectrum | Autism Research News"

Des pistes de déséquilibre des signaux cérébraux avec le sexe et avec des traits autistiques camouflés
par Peter Hess / 17 septembre 2020

Cerveau masculin : Les hommes autistes présentent un plus grand déséquilibre de signalisation dans le cerveau, en particulier dans le cortex préfrontal médian (en haut), que les hommes typiques ou les femmes autistes ou typiques. Cerveau masculin : Les hommes autistes présentent un plus grand déséquilibre de signalisation dans le cerveau, en particulier dans le cortex préfrontal médian (en haut), que les hommes typiques ou les femmes autistes ou typiques.
Une nouvelle étude a révélé que les hommes autistes présentent un plus grand déséquilibre entre les signaux excitateurs et inhibiteurs dans le cortex préfrontal médian que les femmes autistes 1. La différence entre les sexes dans cette zone du cerveau, qui est impliquée dans le comportement social et la cognition, pourrait contribuer à expliquer pourquoi les femmes autistes semblent camoufler leur autisme plus souvent que les hommes autistes, selon les chercheurs.

Les travaux s'appuient sur la théorie du déséquilibre de signalisation de l'autisme, qui propose que l'autisme soit le résultat d'une trop grande excitation ou d'une trop faible inhibition dans le cerveau. Les chercheurs ont eu beaucoup de mal à mesurer directement ce déséquilibre, également connu sous le nom de ratio E:I.

Certaines études se sont appuyées sur des patchs, des dispositifs qui mesurent l'activité électrique cellule par cellule dans des tranches de cerveau ou chez des animaux sous sédatifs et qui sont trop invasifs pour être utilisés chez l'homme 2. D'autres études ont déduit le rapport E:I des schémas d'activité neuronale des scanners cérébraux, en s'appuyant sur une mesure appelée pente 1/f, qui évalue le caractère "bruyant" ou aléatoire d'un signal 3.

Une mesure connexe appelée l'exposant de Hurst (H) informe les nouveaux résultats. Plus l'exposant H est grand, moins les signaux cérébraux sont bruyants et plus l'équilibre entre l'inhibition et l'excitation est typique.

En 2010, les membres de la même équipe de recherche ont rapporté que l'H était significativement plus faible dans le cerveau des hommes autistes que dans celui des hommes neurotypiques 4. Pour cette nouvelle étude, ils voulaient savoir s'il en allait de même pour les femmes. Ils ont utilisé les scanners cérébraux de l'étude précédente, recueillis à l'aide d'une technique appelée imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf).

"Nous avons pensé qu'une mesure comme le H pourrait peut-être nous donner cette fenêtre sur les mécanismes de l'E:I", explique Michael Lombardo, chercheur principal sur les troubles du développement neurologique à l'Istituto Italiano di Tecnologia de Gênes, en Italie. "C'était une bonne occasion de tester cette question avec des données d'imagerie, mais nous avons dû faire beaucoup de travail préparatoire pour arriver à ce point".

Mesurer le déséquilibre

Ce travail de base a commencé avec des modèles de calcul, que l'équipe de Lombardo a utilisés pour prédire comment les changements du rapport E:I affecteraient la pente 1/f et le H dans les mesures d'IRMf. Les modèles ont prédit qu'à mesure que l'excitation augmente, les signaux cérébraux deviennent plus bruyants, la pente en 1/f s'aplatit et la valeur de H diminue.

Ils ont ensuite testé cette prédiction sur des souris conçues pour que leurs neurones excitateurs produisent des protéines "de conception" ; l'injection aux souris d'un médicament expérimental qui se lie spécifiquement à ces protéines augmente l'excitation dans leur cerveau. Selon les mesures de l'IRMf, la pente de l'IRMf était plus plate en 1/f et le H plus faible.

Confiants que ces mesures reflétaient le rapport E:I, les chercheurs ont examiné les scanners cérébraux de 34 hommes autistes, 33 hommes typiques, 34 femmes autistes et 34 femmes typiques, tous âgés de 18 à 49 ans. La valeur de H était plus faible dans le cortex préfrontal médian des hommes autistes que dans celui de leurs pairs typiques, indiquant un plus grand déséquilibre E:I. En revanche, le H ne différait pas entre les femmes autistes et les femmes types.

Pour essayer de comprendre comment ce déséquilibre pourrait se produire, ils ont comparé une liste de gènes connus de l'autisme avec une liste de gènes dont l'expression change dans les cellules traitées par une hormone sexuelle masculine, selon des études antérieures 5. Les gènes contrôlés par les hormones sexuelles se chevauchent de manière significative avec les gènes liés à l'autisme qui sont importants pour les neurones excitateurs, ont-ils constaté.

Ces gènes qui se chevauchent sont fortement exprimés dans le cortex préfrontal, selon les données d'un atlas de l'expression des gènes dans le cerveau adulte. Dans l'ensemble, cela suggère que le cortex préfrontal médian est plus susceptible d'être excessivement excitable chez les hommes autistes que chez les hommes ou les femmes typiques. Les résultats ont été publiés en août dans eLife.

La combinaison de la modélisation informatique, de la modélisation de la souris, des données d'imagerie humaine et de l'analyse de l'expression génétique est "un véritable atout de cet article", déclare Audrey Brumback, professeure adjointe de neurologie et de pédiatrie à l'université du Texas à Austin, qui n'a pas participé à l'étude. "Ils abordent vraiment cette question du déséquilibre E:I sous différents angles qui sont tous complémentaires".

Biomarqueur de camouflage

Des travaux antérieurs de cette équipe ont montré que les femmes autistes qui s'adonnent au camouflage - des comportements qui rendent leurs traits autistiques moins apparents aux autres - ont une activité dans leur cortex préfrontal ventromédial qui ressemble beaucoup à celle des femmes typiques.

Les résultats de la nouvelle étude confirment cette idée : des valeurs H plus élevées dans cette même région, reflétant un équilibre E:I plus typique, fortement suivies avec une plus grande capacité chez les femmes autistes à masquer leurs difficultés de communication sociale. Cette relation n'est pas apparue chez les hommes autistes.

Il n'est pas clair si le ratio E:I, plus typique, permet aux femmes autistes de se camoufler ou s'il reflète un cerveau réglé par une vie de camouflage.

"Si vous exercez davantage de flexions sur ce muscle, c'est celui-là qui va devenir plus fort", explique Brumback.

D'autres recherches ont suggéré que le déséquilibre E:I n'est pas une cause fondamentale de l'autisme, mais plutôt le résultat d'une autre cause, encore inconnue.

Quoi qu'il en soit, le déséquilibre E:I pourrait vraisemblablement être un biomarqueur de l'autisme, qui pourrait s'avérer utile pour évaluer les médicaments ou les thérapies, et pour stratifier les personnes par signatures neurales afin de cibler ces thérapies, explique Dan Feldman, professeur de neurobiologie à l'université de Californie, Berkeley, qui n'a pas participé à l'étude.

"L'autisme est une chose si diverse", dit-il, "qu'il peut être utile d'avoir des mesures physiologiques qui aident à grouper ou à subdiviser ou à classer les types d'autisme".

 Références

  1. Trakoshis S. et al. eLife 9, Epub ahead of print (2020) PubMed
  2. Monier C. et al. J. Neurosci. Methods 169, 323-365 (2008) PubMed
  3. Gao R. et al. Neuroimage 158, 70-78 (2017) PubMed
  4. Lai M.C. et al. Biol. Psychiatry 68, 1092-1099 (2010) PubMed
  5. Quartier A. et al. Biol. Psychiatry 84, 239-252 (2018) PubMed

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