Autisme et Imagerie Cérébrale - 18/10/2011 Stephane Malik Hammoutene LEJEUNE Morgan DCEM

Autisme et Imagerie
                   Cérébrale

18/10/2011
Stephane Malik Hammoutene
LEJEUNE Morgan
DCEM 1

I) Introduction

II) Les principales techniques d'imagerie

III) Physiologie du lobe temporale

IV) Résultats de l'imagerie des autistes

V) Conclusion

I) Introduction
L’autisme est une affection dont les causes sont multiples

Des anomalies cérébrales sont associées à certaines formes d’autisme

Les premières études morphométriques des cerveaux autistes datent de 1980 (réalisées
grâce à la tomodensitométrie)

L’autisme cérébral est la conséquence d’un trouble du développement cérébral dont on
ignore encore les causes, les structures cérébrales impliquées

Jusqu’à présent cette pathologie était considérée comme psychologique, on sait désormais
qu’elle à une base neurologique.

Le développement des techniques d’imagerie cérébrale fonctionnelle ouvre un nouvel
espoir de pouvoir diagnostiquer précocement les sujets autistes en mettant en évidence ces
anomalies neurologiques.

II)Techniques d’imageries
Plusieurs méthodes pour l’étude des cerveaux autistes:

-TEP

-IRM

-IRM d’activation : permet de voir les zones activés du cerveau lors de la
   réalisation d’une tache donnée

Tomographie par émission de positons

Injection d’un traceur radioactif
Mesure du rayonnement émis par
ce traceur sur des capteurs externes

TEP : les différents traceurs
15   O-eau perfusion débit sanguin
18   F-deoxyglucose métabolisme du glucose
11   C-raclopride récepteurs dopaminergiques
 18  F-dopa synthèse de la dopamine
11   C-flumazenilrécepteurs benzodiazépines

TEP : imagerie d’activation

 Inconvénients : Rayonnement radioactif
                 Multiples injections
                 Faible signal
                 Moyennage sur plusieurs
 sujets

IRM fonctionnelle : principes de l’IRM

IRM : Imagerie par Résonance Magnétique
- basée sur la résonance des spins des protons
en présence d’un champ magnétique B

     M : moment magnétique

principes de l’IRM

IRM fonctionnelle : principe
effet BOLD:
Oxyhémoglobine : diamagnétique.
Désoxyhémoglobine : paramagnétique.

IRM fonctionnelle : principe
effet BOLD
Effet BOLD = variation locale de susceptibilité magnétique
par variation de concentration en désoxyhémoglobine (agent de
contraste intrinsèque) variation du T2*variation de l’amplitude du signal
   RMN.
Séquence d’imagerie ultra-rapide sensible au T2*séquence EPI (Echo
   Planar Imaging).
Technique non invasive de mesure indirecte de l’activation
cérébrale.
Très bonne résolution spatiale (3 . 4 mm).
Résolution temporelle : environ 1 s.

IRM fonctionnelle : protocoles
Paradigme en bloc
Exploitation des variations locales
 d’inhomogénéités de champ magnétique entre
 une phase de controle (OFF) et une phase de
 tâche (ON).
Paradigme de type ON/OFF en créneaux

Avantage : Facilité de mise en oeuvre.
Inconvénient : Processus transitoires peu ou
pas explorés.

IRM fonctionnelle : protocole
              événementiel
Quantification de l’activation d’un voxel
par identification du signal RMN à une
fonction modéle (fonction gamma,
gaussienne).

Avantages :
Processus transitoires accessibles.
Etude de la dynamique de l’activation cérébrale.
Inconvénients :
Rendement faible

Electroencéphalographie (EEG) et Magnétoencéphalographie
                          (MEG)

Mesurent l’activité électrique neuronale
Imagerie non invasive
Résolution temporelle ~1ms

   EEG : mesure du Potentiel électrique.
                                             MEG : mesure du champ magnétique.
   Ordre de grandeur : quelques microvolts   Ordre de grandeur : 10-13 tesla
   Capteurs : électrodes                     Capteurs : SQUID couplés . des bobines
   Appareillage très répandu
                                             Appareillage très coûteux

INSTRUMENTATION EEG
1er EEG : Hans Berger 1929 sur patient trépané

   Système 64-128 électrodes
   casque d’électrodes

INSTRUMENTATION MEG
1er MEG : Cohen -MIT 1968 avec de nombreux bobinages
1972 : apparition des squids=Capteur magnétique Supraconducteur 4degree K
(refroidi à l’hélium liquide)
1980 : Systèmes 7à37 capteurs couverture partielle de la tête
1990 : Système casque intégral, ~150 capteurs
Enregistrement MEG + EEG simultané

INSTRUMENTATION MEG
Principe de la mesure en MEG

                    Détection :
                    bobines réceptrices de flux
                    +
                    transformateurs de flux : squids
                    SQUIDS : dispositif supra Basse T
                    (refroidi . L’hélium liquide

DIFFERENCES ENTRE MEG ET
          EEG : RECAPITULATIF
MEG                                                       EEG

Mesure le champ magnétique               Mesure le potentiel électrique
Réponse dipolaire perpendiculaire à la   Réponse dipolaire parallèle à la
direction du dipôle                      direction du dipôle
Réponse focale                           Réponse diffuse
Peu affecté par tissus cérébraux         Très affecté par les tissus
Sélectif pour sources tangentielles      Sensible à toutes orientations
Peu sensible aux sources profondes       sensible aux sources profondes
Appareillage coûteux                     Appareillage moins cher

III) Physiologie du lobe temporale

Essentiel pour le langage et la cognition sociale

Joue un rôle dans le traitement des signaux environnementaux qui entrent dans
le système nerveux par les organes visuels et auditifs

Impliqué dans le contrôle de la direction du regard, dans la reconnaissance des
visages et dans le langage

Le sillon temporal supérieur est une région cérébrale impliquée la « perception
sociale » : une anomalie de cette région serait pertinente avec les difficultés
relationnelles observées chez l’enfant autiste

IV) Résultats de l’imagerie

Grâce à la TEP, on a constaté au niveaux du lobe temporale:

-une diminution du débit sanguin cérébrale (DSC) (hypoperfusion)

-de façon bilatérale

-ceci chez 80% des enfants autistes (au repos)

-particulièrement au niveau du : Gyrus temporal supérieur (GTS)
                                 Sillon temporal supérieur (STS)

-confirmé par une étude récente en SPECT

Similitude	
  de	
  localisa.on	
  des	
  foyers	
  d’hypoperfusion	
  sur	
  	
  vue	
  latérale,	
  frontale	
  et	
  axiale	
  
(deux	
  études	
  indépendantes	
  sur	
  deux	
  cerveaux	
  au.stes)	
  

On a également constaté:

- une moindre activation des régions frontales (siège des fonctions
exécutives)

- une absence d’activation de l’amygdale (impliquée dans le
traitement des stimulis sociaux et émotionnels)

- des insuffisances dans le traitement de l’information auditive par
l’hémisphère gauche

-Insuffisances d’activation de la zone temporo-pariéto-occipitale
(impliquée dans l’organisation corticale du langage)

-des anomalies au niveau de la substance blanche du lobe
temporal (langage et la cognition sociale) chez 40% des patients
autistes.

Lésions pouvant êtres observées chez certains patients autistes :

      -lésions lobes temporaux (fréquence+++)
      -lésions lobes frontaux
      -lésions lobes fronto-temporaux
      -dysfonctionnement bilatéral du cerveau
      -malformations amygdale, cervelet, ventricules, tronc cérébral

	
  	
  	
  	
  	
  L'imagerie cérébrale montre des nettes différences entre les processus
                    cognitifs du cerveau des personnes autistes et celui des personnes
                    normales.
    (les zones du cerveau qui s'activent chez les personnes autistes et chez les
   personnes normales sont différentes pour un stimuli donné).

Imagerie fonctionnelle
          méthodes	
  d’imagerie	
  qui	
  fournissent	
  des	
  informa.ons	
  sur	
  le	
  
                           fonc.onnement	
  d’un	
  organe	
  

         -Tomographie par émission de positons: TEP
         -Tomographie par émission de simples photons: SPECT

Les études d’activation en imagerie fonctionnelle ont montré que les sujets autistes activaient,
 lors de taches spécifiques, des patterns corticaux différents des sujets contrôles. Cela
suggère qu’il existerait dans l’autisme des connections différentes entre plusieurs
régions cérébrales.

Mesure	
  du	
  Débit	
  Sanguin	
  Cérébrale	
  (DSC)	
  par	
  La	
  TEP	
  

On constate une diminution bitemporale du débit sanguin cérébrale

Ainsi on a repéré un déficit d’activation de certaines zones qui traitent
les informations visuelles et auditives, le contrôle de la direction du
regard et la reconnaissance du visage

Les études suivantes (sur des cerveaux de patient autistes) montrent des résultats contestés
par certains:

 -­‐   mise	
  en	
  évidence	
  d’une	
  dilata.on	
  du	
  système	
  ventriculaire	
  

 -­‐   une	
  hypoplasie	
  de	
  certains	
  lobules	
  du	
  cervelet	
  (VI	
  et	
  VII	
  du	
  vermis)	
  

 -­‐   poly-­‐microgyrie	
  et	
  une	
  macro-­‐gyrie	
  temporale	
  

 -­‐   une	
  diminu.on	
  du	
  volume	
  du	
  lobe	
  pariétal	
  supérieur	
  bilatéral	
  

 -­‐   une	
  diminu.on	
  de	
  la	
  surface	
  du	
  corps	
  calleux	
  

 -­‐	
  	
  	
  	
  	
  absence	
  d’anomalie	
  du	
  volume	
  de	
  l’hippocampe	
  dans	
  l’au.sme	
  

 -­‐	
  	
  	
  	
  	
  diminu.on	
  du	
  volume	
  des	
  régions	
  cingulaires	
  antérieures	
  	
  

 -­‐	
  	
  	
  	
  	
  augmenta.on	
  de	
  la	
  substance	
  grise	
  au	
  niveau	
  de	
  l’amygdale	
  gauche,	
  du	
  cervelet	
  
                      et	
  du	
  gyrus	
  temporal	
  inférieur	
  

IRM

 L’imagerie par résonance magnétique montre que plus
de 40 % des enfants autistes présentent des anomalies
                      cérébrales

Mise en évidence d’anomalies au niveau de la substance blanche
     (entouré) du lobe temporal (essentiel pour le langage et la
                         cognition sociale).

V) Conclusion

Il existe une réelle difficulté pour obtenir un diagnostic fiable et précoce de l’autisme
Car les signes précoces peuvent être discrets ou méconnus

La recherche actuelle en imagerie cérébrale a pour objectif de caractériser les anomalies
et fonctionnements du cerveau impliqués dans l’autisme, ceci permettrai une prise en
charge plus précoce des patient atteint de ce syndrome

L’imagerie cérébrale est actuellement un moyen très utilisé dans la recherche pour l’autisme

Le but de la recherche en imagerie est de pouvoir diagnostiquer précocement les formes
   d’autisme dues à des lésions cérébrales pour pouvoir ainsi améliorer la prise en charge
   de ces patients

Sources
http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/vie-1/d/autisme-anomalie-de-la-reponse-
cerebrale-a-la-perception-de-la-voix_4233/

http://www.univ-tours.fr/recherche/imagerie-et-cerveau-autisme-et-troubles-du-
developpement-equipe-1-116967.kjsp

http://www.amcehpad.fr/spip.php?article47

http://www.fondation-fondamental.org/page_dyn.php?
lang=FR&page_id=MDAwMDAwMDA5NA==

  http://www.cea.fr/var/site/storage/original/application/
  c84d719f12e90da246155b686ecc2144.pdf