Les différences dans la connectivité cérébrale sont liées à plusieurs troubles du développement neurologique, mais les scientifiques ont encore du mal à déterminer quels changements sont communs ou uniques à chaque condition. Une nouvelle étude analysant les scintigraphies cérébrales de plus de 2 100 personnes révèle un schéma commun de perturbation de la connectivité neuronale dans l'autisme, le TDAH et la schizophrénie. La recherche identifie également des signatures moléculaires et cellulaires distinctes pour chaque trouble, offrant ainsi un aperçu de la façon dont les conditions psychiatriques complexes résultent de mécanismes biologiques qui se chevauchent mais qui sont différents.
Les troubles neurodéveloppementaux et psychiatriques tels que les troubles du spectre autistique (TSA), le trouble déficitaire de l'attention/hyperactivité (TDAH) et la schizophrénie sont généralement étudiés comme des troubles distincts. Chaque trouble a ses propres critères de diagnostic, symptômes et stratégies de traitement. Pourtant, les recherches menées au cours de la dernière décennie ont révélé qu’ils pourraient partager des influences génétiques et des voies biologiques. Comprendre ces mécanismes partagés pourrait aider les scientifiques à dépasser les frontières diagnostiques traditionnelles et à découvrir les systèmes cérébraux sous-jacents qui contribuent à de multiples troubles.
Pour relever ce défi, une équipe de chercheurs dirigée par le professeur Fengchun Wu du département de psychiatrie de l'hôpital affilié du cerveau de l'université médicale de Guangzhou, Guangzhou, Chine, ainsi que le professeur Kai Wu de l'école des sciences et de l'ingénierie biomédicales de l'université de technologie de Chine du Sud, campus international de Guangzhou, Chine, ont mené une analyse à grande échelle des données d'imagerie cérébrale pour explorer les mécanismes neuronaux partagés et spécifiques aux troubles. En combinant une analyse informatique avancée avec des données moléculaires, l’équipe a cherché à découvrir des modèles de connectivité cérébrale qui relient ces conditions. Leurs résultats ont été publiés le 4 février 2026 et publiés dans le volume 9 de la revue Recherche.
Une manière prometteuse d’examiner ces troubles consiste à étudier la manière dont les différentes parties du cerveau communiquent entre elles. La connectivité fonctionnelle – l'activité coordonnée entre les régions du cerveau – joue un rôle central dans la cognition, les émotions et le comportement. Cependant, il est difficile d’identifier des modèles cohérents chez les individus souffrant de troubles psychiatriques complexes, car les signaux cérébraux varient considérablement d’une personne à l’autre.
Pour surmonter ce défi, les chercheurs ont analysé les données d'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle au repos (rs-fMRI) de 2 176 participants, y compris des personnes diagnostiquées avec un TSA, un TDAH et une schizophrénie, ainsi que des témoins sains. À l’aide d’une approche informatique appelée factorisation matricielle hétérogène, ils ont extrait des modèles communs d’activité cérébrale entre individus. Ces signaux partagés ont ensuite été utilisés pour construire des réseaux de connectivité fonctionnelle qui révèlent comment les différentes régions du cerveau interagissent.
L'analyse a révélé un modèle de connectivité anormale partagé reliant des systèmes de régulation profonds, tels que le cervelet et les réseaux sous-corticaux, à des régions corticales d'ordre supérieur impliquées dans la perception, l'attention et la prise de décision. Cette découverte suggère que les perturbations de la communication entre les structures régulatrices fondamentales et les réseaux cognitifs complexes pourraient représenter une caractéristique neuronale commune sous-jacente à plusieurs troubles neurodéveloppementaux.
Dans le même temps, l’analyse a révélé de nettes différences entre les troubles. L'autisme et le TDAH présentaient des structures de connectivité similaires mais dans des directions opposées : la connectivité était réduite dans les cas de TSA mais augmentée dans les cas de TDAH. La schizophrénie, en revanche, présentait des perturbations plus répandues et plus hétérogènes dans les réseaux cérébraux. Ces écarts spécifiques à un trouble étaient également associés à des différences dans la gravité des symptômes, ce qui suggère que les modèles de connectivité reflètent des variations biologiques significatives plutôt que des changements aléatoires.
Pour mieux comprendre la base biologique de ces modèles, les chercheurs ont lié les changements de connectivité aux caractéristiques moléculaires et cellulaires du cerveau. Le modèle de connectivité partagée était associé à des gènes impliqués dans l'organisation synaptique, le métabolisme lipidique et les processus structurels cellulaires. Pendant ce temps, les écarts de connectivité spécifiques à un trouble ont été connectés à des systèmes de neurotransmetteurs et à des voies cellulaires distincts, indiquant que différents mécanismes moléculaires peuvent façonner les caractéristiques uniques de chaque maladie.
« Comprendre les signatures neuronales partagées et distinctes de ces troubles peut nous aider à mieux interpréter comment des conditions psychiatriques complexes se développent« , a déclaré le professeur Wu. « Nos résultats suggèrent que les perturbations courantes dans les réseaux cérébraux pourraient constituer une base biologique dans toutes les catégories de diagnostic. »
L’étude démontre également la puissance de l’intégration de données d’imagerie cérébrale à grande échelle avec des informations moléculaires. Selon le professeur Wu, de telles approches pourraient contribuer à combler le fossé entre les observations au niveau du cerveau et les mécanismes biologiques sous-jacents. « La combinaison de la neuroimagerie avec des données moléculaires et cellulaires nous permet de construire une compréhension multi-échelle des troubles cérébraux, » dit-il.
Bien que d’autres études soient nécessaires, les résultats pourraient aider les chercheurs à identifier des marqueurs biologiques qui améliorent la détection précoce des troubles neurodéveloppementaux. Au fil du temps, de tels travaux pourraient également remodeler la manière dont les scientifiques classent les troubles psychiatriques, en passant des catégories basées sur les symptômes aux systèmes biologiques partagés qui influencent la santé du cerveau tout au long de la vie.
