Les chercheurs Dr Yuval Hart et Oded Wertheimer du département de psychologie et du Centre Edmond et Lily Safra pour les sciences du cerveau (ELSC) de l'Université hébraïque de Jérusalem ont développé un nouveau modèle informatique pour expliquer les différences neuronales et comportementales dans les troubles du spectre autistique. Ce modèle offre de nouvelles perspectives sur le traitement de l’information dans le cerveau des personnes atteintes de troubles du spectre autistique, ouvrant ainsi de nouvelles voies pour de futures recherches et compréhensions.
On sait que les troubles du spectre autistique présentent des caractéristiques neuronales et comportementales uniques par rapport aux individus neurotypiques, mais les mécanismes informatiques sous-jacents restent complexes et multiformes. Le modèle proposé par le Dr Hart et Wertheimer s'articule autour du concept de « plage dynamique » au sein des populations neuronales. La plage dynamique fait référence à la gamme de signaux pour lesquels les neurones suscitent des réponses perceptibles. En termes plus simples, cela reflète la manière dont les neurones répondent progressivement ou brusquement aux stimuli – une réponse plus graduelle implique une plage dynamique accrue.
Notre modèle suggère que les troubles du spectre autistique ne sont pas un « rouage cassé dans la machine », mais plutôt un ensemble de points sur la ligne de compromis informatique entre une inférence précise et une adaptation rapide », a déclaré le Dr Yuval Hart. « Ce compromis informatique a prouvé être un cadre fructueux pour expliquer bon nombre des caractéristiques neuronales et comportementales observées dans l'autisme.
Dr Yuval Hart, Université hébraïque de Jérusalem
Les chercheurs ont découvert qu'une plage dynamique accrue, indiquant une réponse progressive d'une population neuronale aux changements d'entrée, explique les variations neuronales et comportementales chez les personnes diagnostiquées avec un TSA dans diverses tâches. Cette réponse progressive permet un codage plus précis des détails, mais s'accompagne d'un compromis : une adaptation plus lente aux changements. En revanche, une plage dynamique plus étroite permet des réactions rapides basées sur des seuils, facilitant une adaptation rapide mais potentiellement au détriment d'une discrimination fine.
En testant leur modèle sur diverses simulations et tâches comportementales, notamment la synchronisation du tapotement du doigt, la reproduction de l'orientation et la cohérence globale des mouvements, les chercheurs ont démontré qu'une plage dynamique accrue pourrait être à l'origine de certains comportements liés aux troubles du spectre autistique. Cette variation de réponse pourrait provenir de différences dans la manière dont les neurones individuels s’activent. Par exemple, une variabilité accrue du point de demi-activation des neurones individuels, le point où la réponse du neurone est la moitié de sa valeur maximale, pourrait conduire à une plage dynamique plus large au niveau de la population, influençant la manière dont les entrées sensorielles sont traitées et interprétées par le cerveau. .
« Nous montrons comment l'hétérogénéité des points de demi-activation de neurones uniques peut entraîner une réponse plus progressive de la population et ainsi conduire à une plage dynamique accrue. » a expliqué Oded Wertheimer. « Compte tenu de la vaste littérature qui mappe les troubles du spectre autistique à des mutations dans les gènes liés aux récepteurs neuronaux, le mécanisme biologique proposé est très pertinent – de nombreuses sources d'hétérogénéité dans ces caractéristiques neuronales peuvent conduire à une plage dynamique accrue. Ce modèle offre une nouvelle perspective pour la compréhension. trouble du spectre autistique, qui relie les mécanismes biologiques au niveau neuronal aux principes informatiques.
Les découvertes du Dr Hart et de Wertheimer donnent également un aperçu des raisons pour lesquelles la recherche sur les troubles du spectre autistique donne souvent des résultats contradictoires. Les différences dans la plage dynamique au sein de la population atteinte de troubles du spectre autistique peuvent contribuer à la variation des résultats entre les études, soulignant la nécessité de groupes de participants plus larges pour garantir des résultats robustes.
Leur modèle s'aligne sur les théories existantes qui associent les troubles du spectre autistique au traitement sensoriel atypique, soutenant un lien avec des facteurs biologiques et génétiques plus larges. Des mutations génétiques spécifiques associées aux troubles du spectre autistique, telles que celles affectant la régulation synaptique, peuvent contribuer à cette plage dynamique accrue. Ces facteurs biologiques pourraient conduire à une réponse neuronale plus variable, créant un codage nuancé de type analogique observé chez les personnes atteintes de troubles du spectre autistique.
En explorant ce compromis informatique, l’étude introduit non seulement une nouvelle perspective sur les troubles du spectre autistique, mais suggère également de futures orientations d’étude. Les chercheurs proposent que l’examen de cette plage dynamique à différents stades de développement, ou via des modèles animaux, pourrait clarifier davantage son impact sur les comportements liés aux troubles du spectre autistique.
