Le trouble du spectre autistique (TSA) est compliqué. Il fait référence à une foule de troubles complexes du neurodéveloppement, qui se caractérisent tous par des schémas de comportement répétitifs et des difficultés de connexion et d’interaction sociales. Ces symptômes, tels que l’incapacité à établir un contact visuel ou à parler de ses sentiments, les phrases répétées ou l’attention excessivement focalisée sur certains objets ou sujets, commencent dès la petite enfance et continuent d’affecter le fonctionnement quotidien tout au long de la vie de la personne.
« L’autisme a des causes multiples – telles que des facteurs génétiques, et des facteurs environnementaux, des conditions neurologiques et mentales comorbides – telles que l’épilepsie, la déficience intellectuelle, le TOC et le TDAH, et un large éventail de symptomatologie », explique Lorenza Culotta, PhD, boursière post-doctorale à la Feinberg School of Medicine de l’Université Northwestern, au Centre pour l’autisme et le neurodéveloppement.
Si nous nous tournons vers le cerveau pour obtenir des réponses ou un diagnostic, nous ne le trouverons pas nécessairement – du moins pas facilement. Les techniques d’imagerie nous permettent de voir des différences que nous pouvons mesurer ; mais, il est difficile de distinguer un cerveau autiste d’un cerveau sans TSA avec suffisamment de sensibilité et de spécificité pour établir un pronostic, voire un diagnostic.
« Les changements dans le cerveau sont subtils et nous les voyons surtout dans la moyenne de beaucoup d’individus parce que chez les individus uniques, juste les différences normales d’une personne à l’autre ont tendance à être beaucoup plus dramatiques que les changements systématiques subtils associés à l’autisme », dit Jeffrey S. Anderson, MD, PhD, professeur de radiologie à l’Université de l’Utah.
Pour autant, la science a fait de nombreuses études de comparaison entre les cerveaux TSA et les cerveaux non affectés. Voici ce que leurs résultats peuvent nous apprendre sur la structure et l’interfonctionnement du cerveau autiste.
En quoi la structure du cerveau est-elle différente ?
« La neuroanatomie de l’autisme est difficile à décrire, dit le Dr Culotta. Il serait donc plus facile de parler de l’architecture du cerveau et de la façon dont le cerveau autiste peut être différent.
Alors, qu’est-ce qui est différent dans la structure de cet organe de trois livres ? Commençons par un rapide rappel d’anatomie : Tout d’abord, le cerveau est divisé en deux moitiés ou hémisphères. Ce sont ces deux hémisphères qui nous donnent l’idée d’un cerveau gauche et d’un cerveau droit. En réalité, notre pensée et nos processus cognitifs rebondissent entre les deux moitiés. « Il y a un peu de difficulté dans l’autisme à communiquer entre les hémisphères gauche et droit du cerveau. Il n’y a pas autant de connexions fortes entre les deux hémisphères », explique le Dr Anderson.
Au cours des dernières années, la science a découvert que les hémisphères des cerveaux atteints de TSA sont légèrement plus symétriques que ceux d’un cerveau ordinaire. Cette petite différence d’asymétrie n’est pas suffisante pour diagnostiquer un TSA, selon un rapport paru dans Nature Communications. Et, la manière exacte dont la symétrie peut jouer dans les traits de l’autisme fait encore l’objet de recherches.
Voici ce que les chercheurs savent. L’asymétrie gauche-droite est un aspect important de l’organisation du cerveau. Certaines fonctions du cerveau ont tendance à être dominées, ou pour utiliser le terme technique latéralisé, par un côté du cerveau. La parole et la compréhension en sont un exemple. Pour la plupart des gens (95 % des droitiers et environ 70 % des gauchers), ces fonctions sont traitées dans l’hémisphère cérébral gauche. Les personnes atteintes de TSA ont tendance à avoir une latéralisation du langage vers la gauche réduite, ce qui pourrait expliquer pourquoi elles ont également un taux plus élevé de gauchers par rapport à la population générale.
Les différences dans le cerveau ne s’arrêtent pas là. Un autre petit rappel de biologie 101 : Dans chaque moitié, il y a des lobes : frontal, pariétal, occipital et temporal. À l’intérieur de ces lobes se trouvent des structures qui sont responsables de tout, du mouvement à la pensée. Au-dessus des lobes, se trouve le cortex cérébral, c’est-à-dire la matière grise. C’est là que se fait le traitement de l’information. Les plis du cerveau augmentent la surface du cortex cérébral. Plus il y a de surface ou de matière grise, plus il y a d’informations qui peuvent être traitées.
Maintenant, nous allons devenir un peu techniques. La matière grise ondule en pics et en creux appelés respectivement gyri et sulci. Selon des chercheurs de l’université d’État de San Diego, ces plis et rides profonds pourraient se développer différemment dans les TSA. Plus précisément, dans les cerveaux autistes, il y a beaucoup plus de plis dans les lobes pariétal et temporal gauches, ainsi que dans les régions frontale et temporale droites.
« Ces altérations sont souvent corrélées à des modifications de la connectivité des réseaux neuronaux », explique le Dr Culotta. « En fait, il a été proposé que les régions corticales fortement connectées soient rapprochées au cours du développement, avec des gyri se formant entre les deux. Dans le cerveau autiste, la connectivité réduite, connue sous le nom d’hypoconnectivité, permet aux régions faiblement connectées de s’éloigner les unes des autres, avec des sillons se formant entre elles. » La recherche a montré que plus ces fosses sulci sont profondes, plus la production du langage est affectée.
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Malgré toutes ces informations sur la façon dont un cerveau autiste pourrait être configuré, sa neurobiologie reste un mystère. » Une chose qui est devenue une observation plus récente est qu’il ne s’agit peut-être pas seulement de la structure du cerveau, en d’autres termes, il ne s’agit peut-être pas tant du matériel que du logiciel « , explique le Dr Anderson.
» Il se peut que ce soit le timing de l’activité cérébrale qui soit anormal, que les signaux d’une région du cerveau à une autre soient brouillés dans le temps « , explique le Dr Anderson. « Et les résultats de cela sont que le cerveau est plus stable dans l’autisme et qu’il n’est pas capable de passer d’une pensée ou d’une activité différente aussi rapidement ou aussi efficacement qu’une personne non autiste. »
Comment fonctionne-t-il différemment ?
Les connexions au sein d’un cerveau lui donnent vie. Et ce sont les cellules cérébrales ou neurones qui jouent le rôle de messagers. « Lorsqu’une cellule du cerveau est active, elle crée une impulsion électrique qui se propage aux autres cellules du cerveau. Nous pensons que l’activité électrique tient la base de la pensée, du comportement et du fonctionnement du cerveau », explique le Dr Anderson.
Les chercheurs mesurent indirectement ces impulsions électriques en regardant à quel point les régions du cerveau sont synchronisées. Lorsque les régions travaillent ensemble, elles ont tendance à avoir une activité cérébrale au même moment. La connectivité fonctionnelle est la mesure de la mesure dans laquelle deux régions du cerveau semblent être synchronisées ou parler ensemble.
La question de la connectivité
Lorsque l’on compare la connectivité fonctionnelle des cerveaux de TSA et des cerveaux non affectés, les chercheurs constatent que certains réseaux ont une connectivité plus faible, en particulier dans les schémas où la distance entre les régions du cerveau est plus grande.
« Dans l’autisme, il y a une sur-connectivité à courte portée et une sous-connectivité à longue portée », explique le Dr Anderson. « Ainsi, pour les tâches qui nous demandent de combiner ou d’assimiler des informations dans différentes parties du cerveau, comme la fonction sociale et les tâches motrices complexes, les personnes autistes ont plus de difficultés. Et lorsqu’il y a une tâche très spécifique centrée sur la seule région du cerveau qui est principalement impliquée – des activités comme prêter attention à des caractéristiques spécifiques du monde qui nous entoure, les individus autistes ont tendance à être assez bons, voire meilleurs que la normale. »
Raisons possibles
Mais ces connexions ne sont aussi bonnes que les neurones qui transportent le message à travers leur corps cellulaire vers d’autres neurones. Les neurotransmetteurs sont ces messagers chimiques. « Ces dernières années, une attention particulière a été accordée au lien entre les composés neurotoxiques, les neurotransmetteurs et les TSA », explique le Dr Culotta. Les neurotoxines sont des substances naturelles ou artificielles qui influencent le fonctionnement du système nerveux. Pensez-y : les pesticides, les insecticides et les esters de phtalate (qui sont utilisés comme plastifiants dans la production d’appareils électroniques, d’emballages et de jouets pour enfants).
« On pense que l’exposition prénatale ou périnatale à ces produits chimiques affecte le développement du cerveau et a donc été proposée comme mécanisme étiologique de l’autisme », dit-elle. « Les mécanismes par lesquels les composés neurotoxiques peuvent causer l’autisme ne sont pas encore clairs. L’un des mécanismes proposés est que les composés neurotoxiques interfèrent avec les neurotransmetteurs. »
Ces différences ont-elles un impact sur les symptômes ?
Le plus probable est que le résultat de ces connexions se manifeste par les signes et les symptômes que nous observons. Cependant, le Dr Anderson prévient qu’il est difficile de savoir exactement quelle connexion cérébrale est en corrélation avec quel signe. « En fin de compte, il y a encore beaucoup de choses que nous devons savoir », dit-il. « Rien qu’en regardant cette imagerie cérébrale, nous ne sommes pas vraiment en mesure d’expliquer tous les comportements que nous observons. »
Que se passe-t-il lorsque le cerveau autiste vieillit ?
Les TSA commencent dans la petite enfance et se poursuivent à l’âge adulte. Beaucoup de symptômes et de schémas cérébraux se normalisent avec l’âge mais, en cours de route, beaucoup de développements complexes ont lieu.
Par exemple, 20 à 30 % des personnes vivant avec l’autisme développent des troubles épileptiques. Mais la raison n’est pas vraiment comprise. « Il se peut simplement qu’il y ait ce problème de la poule et de l’œuf, ou parfois le trouble épileptique peut les prédisposer à l’autisme, et parfois cela peut être l’inverse, et nous comprenons encore vraiment ce lien », explique le Dr Anderson.
Auparavant, d’autres troubles de santé mentale entrent en jeu. Il est fréquent que les personnes vivant avec un TSA souffrent également d’anxiété, de dépression et de TOC – plus que dans la population générale.
Une chose est sûre, la société peut bénéficier du cerveau autiste. « Beaucoup de personnes autistes ne le voient pas comme un trouble. Elles peuvent le voir comme un don », explique le Dr Anderson. « La société génère d’énormes bénéfices à partir des individus autistes. Ils sont si bons dans des tâches qui sont vraiment importantes pour la société. Et je pense qu’il est important de toujours insister sur le fait qu’il est dans l’intérêt de la société d’aider à créer des environnements où des personnes ayant des structures cérébrales et des façons de se comporter différentes peuvent s’épanouir. «