thetransmitter.org Traduction de "Noisy brain may underlie some of autism’s sensory features" Par Holly Barker - 18 janvier 2024
Le bruit du cerveau pourrait être à l'origine de certaines caractéristiques sensorielles de l'autisme
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Les problèmes sensoriels associés à l'autisme pourraient être dus à la fluctuation du bruit neuronal - le bourdonnement de fond de l'activité électrique dans le cerveau - selon une nouvelle étude sur la souris.
Jusqu'à 90 % des personnes autistes font état de problèmes sensoriels, notamment d'une sensibilité accrue aux sons ou d'une aversion pour certaines odeurs. D'autres, en revanche, enregistrent à peine les signaux sensoriels et peuvent rechercher des sensations en faisant des bruits forts ou en se balançant d'avant en arrière.
Mais penser en termes d'hyper- ou d'hyposensibilité peut être une simplification excessive, explique Andreas Frick, chercheur principal et directeur de recherche à l'INSERM. "Il devient clair aujourd'hui que les choses sont beaucoup plus nuancées".
Par exemple, la réponse du cerveau aux motifs visuels - mesurée à l'aide d'enregistrements électroencéphalographiques (EEG) - varie davantage d'un visionnage à l'autre chez les personnes autistes que chez les personnes non autistes, selon une étude. L'IRM fonctionnelle a détecté une variabilité similaire chez les personnes autistes, suggérant que les problèmes sensoriels peuvent provenir de réponses cérébrales incohérentes.
Dans la nouvelle étude, Frick et ses collègues ont constaté une variabilité dans l'activité de neurones individuels dans un modèle murin du syndrome de l'X fragile, l'une des principales causes de l'autisme. Selon l'étude, cette variabilité de la réponse neuronale correspond aux fluctuations des niveaux de bruit dans le cerveau.
Le bruit dans le cerveau n'est pas nécessairement une mauvaise chose. En fait, une quantité optimale est idéale : une petite quantité peut donner aux neurones la "poussée" dont ils peuvent avoir besoin pour déclencher un potentiel d'action, tandis qu'une trop grande quantité peut empêcher le cerveau de faire la distinction entre différents stimuli. Mais chez les animaux modélisant le syndrome de l'X fragile, le bruit fluctue de telle sorte qu'ils traitent les informations sensorielles de manière moins fiable, explique M. Frick.
"Il s'agit d'une étude passionnante et ambitieuse", déclare Elizabeth Milne, professeure de neurosciences cognitives à l'université de Sheffield, qui a dirigé l'étude EEG mais n'a pas été impliquée dans les nouveaux travaux. Elle permet aux scientifiques d'aller au-delà de la spéculation selon laquelle le bruit neuronal est à l'origine des réponses cérébrales incohérentes observées chez les personnes autistes, dit-elle.
Frick a travaillé avec des souris dépourvues de FMR1, le gène responsable du syndrome de l'X fragile. À l'aide d'une technique appelée enregistrement par patch-clamp, ils ont surveillé l'activité de neurones individuels dans le cortex somatosensoriel - la région du cerveau qui traite le toucher - en tapant de manière répétée sur les pattes des rongeurs.
Chez les souris de type sauvage, les neurones avaient tendance à réagir de la même manière chaque fois que leur patte était touchée. Mais les neurones des rongeurs dépourvus de FMR1 présentaient une plus grande variabilité dans la taille du signal électrique et dans le temps nécessaire pour déclencher une réponse, selon l'étude.
"C'est bien qu'ils utilisent la stimulation de la patte arrière, car cela ajoute une composante translationnelle", déclare Anubhuti Goel, professeure adjointe de psychologie à l'Université de Californie, Riverside, qui n'a pas été impliquée dans l'étude. Les recherches antérieures ont souvent opté pour la stimulation des moustaches, qui n'est manifestement pas pertinente pour l'homme", ajoute-t-elle.
Les scientifiques ont ensuite mesuré les variations de l'activité électrique le long de la membrane du neurone lorsque la cellule n'est pas stimulée. Ce "potentiel membranaire de base" varie deux fois plus chez les souris X fragiles que chez les rongeurs de type sauvage. Selon l'étude, plus le bruit neuronal fluctue, plus la réponse de la cellule cérébrale au toucher varie. Cette diminution du rapport signal/bruit pourrait être à l'origine de la réponse "nerveuse" du neurone aux signaux sensoriels, explique Frick.
Les oscillations neuronales - connues sous le nom d'ondes cérébrales - qui contribuent à des états cérébraux spécifiques varient également davantage chez les souris dépourvues de FMR1 et sont en corrélation avec la variabilité de la réponse neuronale, ont constaté les chercheurs. Ces résultats suggèrent que des ondes cérébrales désordonnées - qui ont été liées à l'autisme - pourraient contribuer aux problèmes sensoriels.
L'équipe a ensuite traité les animaux avec un composé qui active un canal ionique de potassium dans la membrane neuronale. Ce canal ionique est régulé par la FMRP - le produit protéique de la FMR1 - et pourrait contribuer à l'hyperexcitabilité des neurones chez les souris dépourvues de cette protéine, comme l'ont montré des travaux antérieurs.
L'activation du canal ionique stabilise la tension membranaire, ce qui fait que l'activité neuronale des souris dépourvues de FMR1 ressemble quelque peu à celle des souris de type sauvage, selon l'étude.Selon M. Frick, c'est la première fois que l'on tente de remédier à des problèmes sensoriels en "jouant avec le bruit" de cette manière.
Les résultats ont été publiés le 30 novembre dans Nature Communications.
Les souris étant anesthésiées, les chercheurs n'ont pas pu dire si les différences neuronales observées chez les souris X fragiles entraînaient des changements de comportement. Mais les données de travaux antérieurs - qui mesuraient la réaction des rongeurs à un son léger - ont révélé que les animaux dépourvus de FMR1 présentaient une plus grande variabilité dans leur réaction comportementale que les souris de type sauvage. Selon les chercheurs, ces résultats suggèrent qu'une activité neuronale incohérente pourrait conduire à un comportement plus varié dans l'autisme.
Certains chercheurs pensent que la variabilité du traitement sensoriel pourrait être à l'origine des problèmes sociaux observés chez les personnes autistes. "Imaginez que vous soyez à une fête et que vous parliez à un ami alors que de la musique est diffusée en arrière-plan", explique M. Frick. "Vous devez intégrer le son de sa voix et le mouvement de ses lèvres. Mais s'il existe une variabilité dans le traitement sensoriel, la socialisation sera plus difficile, ajoute-t-il.
Bien que la théorie soit séduisante, les chercheurs contactés par The Transmitter se sont montrés prudents quant à l'établissement d'un lien sans preuves à l'appui. "À mon avis, ce lien n'est pas particulièrement bien défini ou prouvé dans la littérature actuelle", déclare Milne.
Néanmoins, ces nouveaux travaux expliquent en grande partie la variabilité observée dans les enregistrements EEG des personnes autistes, ajoute-t-elle.
Mais d'autres problèmes subsistent. Les enregistrements de neurones individuels ne reflètent pas les réponses cérébrales variables observées chez les personnes, explique Cian O'Donnell, maître de conférences en analyse de données à l'université d'Ulster, qui n'a pas participé à ces travaux. "Pour que l'activité d'un seul neurone soit détectable au niveau du cuir chevelu, il faudrait qu'elle soit synchronisée entre de nombreux neurones. Pour moi, c'est le chaînon manquant entre les données humaines et animales".
Frick et son équipe prévoient de combler cette lacune en enregistrant des populations de neurones à l'aide de l'imagerie à deux photons. Ils cherchent également à déterminer si la variabilité du traitement sensoriel affecte le comportement social des souris, ce qui pourrait confirmer ou infirmer le lien avec les principaux traits de l'autisme.