Les différences de comportement chez les personnes atteintes de troubles du spectre autistique (TSA) sont étroitement liées aux différences de neuroanatomie – la forme d’un cerveau – rapporte aujourd’hui une équipe de neuroscientifiques du Boston College dans la revue La science. Cette découverte pourrait aider à comprendre les causes des TSA et à développer des interventions personnalisées.
L’équipe a utilisé l’intelligence artificielle (IA) pour étudier les données d’imagerie par résonance magnétique de plus de 1 000 personnes atteintes de TSA et a comparé ces images à des simulations générées par l’IA de ce à quoi ressemblerait le cerveau s’il n’avait pas de TSA.
Nous avons constaté que différentes personnes atteintes de TSA peuvent avoir différentes zones cérébrales affectées, et grâce aux cerveaux simulés par l’IA, nous avons pu identifier les régions cérébrales spécifiques qui varient selon les individus TSA. De plus, la séparation des variations liées aux TSA dans l’anatomie du cerveau des variations non liées a révélé des relations cachées entre les différences individuelles dans l’anatomie du cerveau et les symptômes. »
Aidas Aglinskas, chercheur postdoctoral au Boston College et co-auteur du rapport
L’autisme diffère – à la fois dans les symptômes et la neuroanatomie – d’un individu à l’autre. Des recherches antérieures ont émis l’hypothèse qu’il pourrait ne pas y avoir un seul ensemble de corrélats neuroanatomiques communs à tous les individus atteints de TSA.
Confirmer ces suggestions a été difficile car l’identification des altérations neuronales spécifiques au TSA est une tâche difficile, a déclaré Aglinskas. Les cerveaux sont différents en raison de nombreux facteurs, y compris la variation génétique non due au TSA, qui est difficile à contrôler dans une étude de recherche.
L’équipe a franchi cette barrière en utilisant l’IA pour identifier les modèles de variabilité neuronale spécifiques au TSA, ce qui a ensuite permis à l’équipe d’identifier les voies neuronales spécifiquement affectées par le TSA, a déclaré Aglinskas, qui a mené la recherche avec les professeurs adjoints de neurosciences du Boston College Joshua. Hartshorne et Stefano Anzellotti.
« Les différences liées au TSA dans l’anatomie du cerveau peuvent » se cacher « parmi les différences qui ne sont pas liées au TSA », a déclaré Aglinskas. « En conséquence, il a été difficile d’identifier les différences dans l’anatomie du cerveau qui sont liées aux différences dans les symptômes. Nous avons utilisé l’IA pour distinguer les différences liées aux TSA des différences non liées. »
L’équipe a entrepris de déterminer si les caractéristiques spécifiques au TSA de l’anatomie du cerveau varient d’une personne à l’autre d’une manière liée à leurs symptômes. Des études antérieures portant sur les différences individuelles dans l’anatomie du cerveau au sein des TSA n’ont pas séparé les caractéristiques spécifiques aux TSA des autres différences individuelles non liées dans la neuroanatomie, ce qui rend difficile l’étude des relations entre la neuroanatomie et les symptômes, a déclaré Aglinskas.
Avec les données IRM de 1103 participants à l’étude, l’équipe a utilisé une méthode analytique vaguement similaire aux « deep fakes » – photographies, vidéos et autres images simulées difficiles à détecter créées en utilisant des modèles de données visuelles impliquant les participants à l’étude, selon le rapport .
L’équipe a plutôt utilisé des modèles détectés par ordinateur pour créer une simulation de ce à quoi ressemblerait le cerveau de chaque individu TSA s’il n’avait pas de TSA. Cela a été rendu possible par une nouvelle technique d’IA, qui sépare les différences individuelles dans l’anatomie du cerveau en caractéristiques spécifiques au TSA et non liées au TSA, a rapporté l’équipe.
« Nous avons été surpris de constater que, malgré l’observation d’une grande variation de l’anatomie cérébrale entre les individus TSA selon plusieurs dimensions, les individus ne se regroupaient pas en sous-types distincts et catégoriques comme on le pensait auparavant », a déclaré Aglinskas. « Au niveau de l’anatomie du cerveau, les différences individuelles au sein des TSA pourraient être mieux capturées par des dimensions continues que par des sous-types catégoriels, mais surtout cela n’exclut pas la possibilité que des sous-types catégoriels puissent être trouvés avec d’autres types de mesures cérébrales, comme l’imagerie fonctionnelle. «
À l’avenir, les chercheurs soulignent la nécessité de comprendre plus en détail comment ces différences neuroanatomiques affectent le comportement.
Anzellotti a déclaré que l’équipe prévoit d’utiliser les outils d’IA pour regarder au-delà de la simple structure cérébrale afin de mieux comprendre les diagnostics de TSA et le comportement des personnes atteintes de TSA.
« Deux cerveaux peuvent avoir une forme très similaire mais fonctionnent toujours différemment », a déclaré Anzellotti. « Il y a un certain nombre d’autres aspects du cerveau que nous devrons examiner pour obtenir une image complète. À l’heure actuelle, nous nous concentrons sur la connectivité fonctionnelle – une mesure de la façon dont le cerveau est » câblé « . Une grande question est de savoir si cela nous montrera quelque chose de nouveau sur les différences individuelles au sein des TSA. L’objectif de ce type de travail est de pouvoir utiliser les données d’imagerie cérébrale pour aider à développer des approches de soins de santé personnalisées pour les personnes atteintes de TSA.
