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23 avril 2015

Coordination atypique d'oscillations corticales en réponse à la parole dans l'autisme

Traduction: G.M.


Front Hum Neurosci. 2015 Mar 27;9:171. doi: 10.3389/fnhum.2015.00171. eCollection 2015.

Atypical coordination of cortical oscillations in response to speech in autism

Author information

  • 1Department of Neurosciences, University of Geneva Geneva, Switzerland.
  • 2Centre de Recherche de l'Institut du Cerveau et de la Moelle Epinière, INSERM UMRS 975 - CNRS UMR 7225, Hôpital de la Pitié-Salpêtrière Paris, France.
  • 3Unité Inserm 1000, Service de Radiologie Pédiatrique, Hôpital Necker - Enfants-Malades, AP-HP, Université Paris V René-Descartes Paris, France.
  • 4Inserm U960, Département des Etudes Cognitives, Ecole Normale Supérieure Paris, France.
  • 5Unité Multidisciplinaire pour la Santé des Adolescents, Centre Cantonal de l'Autisme, Centre Hospitalier Universitaire Vaudois Lausanne, Switzerland.

Abstract

Subjects with autism often show language difficulties, but it is unclear how they relate to neurophysiological anomalies of cortical speech processing. We used combined EEG and fMRI in 13 subjects with autism and 13 control participants and show that in autism, gamma and theta cortical activity do not engage synergistically in response to speech. Theta activity in left auditory cortex fails to track speech modulations, and to down-regulate gamma oscillations in the group with autism. This deficit predicts the severity of both verbal impairment and autism symptoms in the affected sample. Finally, we found that oscillation-based connectivity between auditory and other language cortices is altered in autism. These results suggest that the verbal disorder in autism could be associated with an altered balance of slow and fast auditory oscillations, and that this anomaly could compromise the mapping between sensory input and higher-level cognitive representations.

Résumé

Les personnes avec autisme présentent souvent des difficultés de langage, mais on ne sait pas comment elles sont liées à des anomalies neurophysiologiques du traitement cortical de la parole. Nous avons utilisé une combinaison d'EEG et d'IRMf chez 13 sujets avec autisme et 13 participants contrôle et montré que dans l'autisme, l'activité corticale gamma et theta ne s'engage pas de façon synergique en réponse à la parole. L'activité Theta dans le cortex auditif gauche ne parvient pas à suivre les modulations de la parole, et à réguler à la baisse les oscillations gamma dans le groupe avec autisme. Ce déficit prédit la gravité à la fois des déficits verbaux et des symptômes de l'autisme dans l'échantillon concerné. 
Enfin, nous avons constaté que la connectivité basée sur l'oscillation entre l'audition et d'autres cortex liés au langage sont modifiés dans l'autisme. 
Ces résultats suggèrent que le trouble verbal dans l'autisme pourrait être associé à une modification de l'équilibre des oscillations auditives lentes et rapides, et que cette anomalie pourrait compromettre le mappage entre les entrées sensorielles et les représentations cognitives de niveau supérieur.

PMID: 25870556 

16 août 2014

Atypical resting synchrony in autism spectrum disorder

Traduction: G.M.

Hum Brain Mapp. 2014 Aug 13. doi: 10.1002/hbm.22604. [Epub ahead of print]

Synchronicité de repos atypique dans le trouble du spectre autistique

Author information

  • 1Diagnostic Imaging, Hospital for Sick Children, Toronto, Ontario; Institute of Medical Science, University of Toronto, Toronto, Ontario; Neurosciences and Mental Health, Hospital for Sick Children Research Institute, Toronto, Ontario.

Abstract

Autism spectrum disorder (ASD) is increasingly understood to be associated with aberrant functional brain connectivity. Few studies, however, have described such atypical neural synchrony among specific brain regions. 
Here, we used magnetoencephalography (MEG) to characterize alterations in functional connectivity in adolescents with ASD through source space analysis of phase synchrony. Resting-state MEG data were collected from 16 adolescents with ASD and 15 age- and sex-matched typically developing (TD) adolescents. 
Le trouble du spectre autistique (TSA) est de plus en plus compris comme étant associé à connectivité cérébrale fonctionnelle aberrante. Peu d'études ont toutefois décrit une telle synchronie neurale atypique dans les régions spécifiques du cerveau. 
Ici, nous avons utilisé la magnéto-encéphalographie (MEG) pour caractériser les modifications de la connectivité fonctionnelle chez les adolescents avec TSA par l'analyse de l'espace source de la phase synchronie. 
Les données de la MEG à l'état ​​de repos ont été recueillies auprès de 16 adolescents autistes et 15 (TD) adolescents appariés en âge et en sexe se développent typiquement. 

Atlas-guided reconstruction of neural activity at various cortical and subcortical regions was performed and inter-regional phase synchrony was calculated in physiologically relevant frequency bands. Using a multilevel approach, we characterized atypical resting-state synchrony within specific anatomically defined networks as well as altered network topologies at both regional and whole-network scales. 

Adolescents with ASD demonstrated frequency-dependent alterations in inter-regional functional connectivity. Hyperconnectivity was observed among the frontal, temporal, and subcortical regions in beta and gamma frequency ranges. In contrast, parietal and occipital regions were hypoconnected to widespread brain regions in theta and alpha bands in ASD. Furthermore, we isolated a hyperconnected network in the gamma band in adolescents with ASD which encompassed orbitofrontal, subcortical, and temporal regions implicated in social cognition. 
Les adolescents avec TSA montrent des altérations dépendant de la fréquence de la connectivité fonctionnelle inter-régionale. L'hyperconnectivité a été observée dans les régions frontales, temporales et sous-corticales dans des fréquences bêta et gamma.
En revanche, les régions pariétale et occipitale ont été hypo connectée des régions générales du cerveau dans les bandes thêta et alpha dans les TSA. En outre, nous avons isolé un réseau hyperconnecté dans la bande gamma chez les adolescents avec TSA qui englobaient les régions orbitofrontale, sous-corticale, et les régions temporale impliquées dans la cognition sociale.

Results from graph analyses confirmed that frequency-dependent alterations of network topologies exist at both global and local levels. We present the first source-space investigation of oscillatory phase synchrony in resting-state MEG in ASD. This work provides evidence of atypical connectivity at physiologically relevant time scales and indicates that alterations of functional connectivity in adolescents with ASD are frequency dependent and region dependent.
Les résultats des analyse de graphiques ont confirmé que des modifications dépendant de la fréquence de topologies de réseau existent à la fois au niveau global et local.  
Nous présentons la première enquête espace-source (?) de la synchronie oscillatoire de phase à l'état-repos avec la MEG dans les TSA.  
Ce travail apporte la preuve de la connectivité atypique à des échelles de temps physiologiquement pertinents et indique que des modifications de la connectivité fonctionnelle chez les adolescents avec TSA sont dépendents de la fréquence et de la localisation.

PMID: 25116896