Sonder le cerveau dans l'autisme par IRMf et de Diffusion Tensor Imaging

L’objectif général de l’expérience suivante est d’examiner les connexions entre les zones du cerveau qui sont importantes pour la cognition sociale dans l’autisme. À l’aide de l’IRM fonctionnelle et de l’imagerie du tenseur de diffusion du cerveau chez les enfants et les adultes autistes, on y parvient en concevant des expériences FMRI appropriées, puis en recrutant des participants autistes. Les participants doivent être adéquatement préparés à la procédure afin d’obtenir des images cérébrales de qualité, fonctionnelles et structurelles.

Les expériences fonctionnelles sont présentées au participant dans le scanner IRM pendant l’exécution d’une tâche prédéfinie. Les images RM acquises permettent d’obtenir une quantité relativement importante de données pour chaque expérience. Les données de neuroimagerie acquises sont transférées sur le serveur informatique du laboratoire, puis prétraitées et soumises à une analyse statistique en créant des modèles.

En plus de l’analyse de base de l’activation cérébrale, la connectivité fonctionnelle et anatomique est examinée chez les participants autistes et témoins. FMRI. Des résultats sont obtenus qui montrent une activation réduite et une connectivité fonctionnelle plus faible pendant la cognition sociale chez les sujets autistes. De plus, l’analyse des données DTI indique une intégrité anormale de la substance blanche chez l’autisme.

Cette méthode peut répondre à des questions importantes concernant l’organisation et le fonctionnement du cerveau dans les troubles du spectre autistique et potentiellement un jour. Cela peut conduire à l’identification d’un marqueur neurologique de l’autisme. Les implications de cette technique s’étendent à la thérapie de l’autisme, car l’identification d’une connectivité altérée entre les régions du cerveau pourrait conduire au développement de nouvelles thérapies qui réparent ces connexions.

Ainsi, bien que cette méthode puisse être utilisée pour évaluer le cerveau autiste, elle peut également être utilisée dans d’autres techniques telles que l’examen d’autres troubles neurodéveloppementaux, ainsi que le développement du cerveau typique, car il est difficile d’introduire le scanner IRM aux enfants autistes car il s’agit d’un environnement bruyant, auquel ils sont sensibles. C’est un espace compact et potentiellement claustrophobe, et c’est un environnement nouveau. La démonstration visuelle de cette méthode est essentielle pour préparer un enfant autiste.

Pour l’IRMf, l’imagerie peut être difficile et de nombreuses personnes autistes sont généralement des penseurs visuels. Mes étudiants diplômés de mon laboratoire, Donna Murdo, Lauren Libro, Mark Pennick et Heather Wadsworth, feront la démonstration de cette procédure. Avant de s’inscrire à l’étude, les participants potentiels et la famille, dans le cas des sujets enfants, doivent d’abord être informés de l’étude par téléphone.

Cela devrait également inclure un dépistage pour s’assurer que le participant répond aux critères d’inclusion de l’étude. S’il est éligible, le participant potentiel doit alors être recruté pour une IRM au jour et à l’heure qui conviennent au participant ainsi qu’aux chercheurs et au centre d’imagerie. Envoyez au sujet une copie de l’histoire sociale sur la procédure d’IRM et un enregistrement sur CD du bruit du scanner.

Dans le cas des enfants, ils doivent être examinés avec les parents afin de mieux comprendre les procédures d’étude avant le jour de l’examen et de rendre le sujet plus à l’aise avec l’environnement de l’IRM. Lorsque le participant et sa famille arrivent au centre d’imagerie, saluez-les et répondez à toutes les questions qu’ils pourraient avoir sur l’étude et la procédure expérimentale. Ensuite, examinez les documents de l’IRB avant d’obtenir un consentement éclairé.

Ensuite, emmenez le participant dans une pièce calme pour des tests neuropsychologiques, y compris le QI, les capacités linguistiques et la main. Ensuite, demandez au participant de pratiquer des versions courtes des paradigmes d’étude sur un ordinateur portable pour se familiariser avec les expériences. Une fois que tous les tests et la pratique sont terminés, emmenez le participant à un scanner IRM simulé et offrez-lui une expérience simulée de la procédure d’IRM.

Une autre étape préparatoire consiste à décorer l’appareil d’IRM du centre d’imagerie avec des autocollants facilement amovibles et des images d’animaux et de personnages de dessins animés afin de rendre l’environnement de numérisation plus adapté aux enfants. Lorsque le participant retourne au centre d’imagerie, prévoyez une courte pause, puis demandez-lui de remplir un questionnaire de sécurité par ordre d’IRM. Avant d’entrer dans la salle de numérisation, mettez tous vos effets personnels dans un casier, puis vérifiez s’il y a des métaux sur le corps.

Une fois le dépistage terminé, emmenez le participant dans la salle d’examen et faites-le asseoir sur le lit du scanner, lui fournir des bouchons d’oreille et des écouteurs avant de le faire allonger sur le lit du scanner. Ensuite, un technologue en IRM doit placer la bobine de tête multicanaux sur la tête du participant et ajuster le miroir attaché de manière à ce que les images affichées sur l’écran de l’ordinateur puissent être vues. Ensuite, couvrez le participant d’une couverture et fournissez des boîtes de réponse pour la main gauche et la main droite à utiliser pendant les tâches FMRI.

Placez également la balle de compression d’urgence à portée de main afin que le sujet puisse signaler s’il veut sortir du scanner. Enfin, le technologue en IRM fera avancer le lit du scanner dans la boule du scanner et s’assurera que le sujet est à l’aise avant de commencer les balayages. Le technologue commence d’abord la session de balayage en se procurant des localisateurs pour s’assurer que la tête du participant est correctement positionnée.

Ensuite, un balayage structurel à haute résolution est acquis, qui sera utilisé pour le co-enregistrement et la normalisation. Dans une analyse ultérieure pour divertir le sujet, le chercheur peut présenter un clip vidéo au participant pendant cette balayage. Ensuite, configurez les paramètres d’imagerie appropriés au scanner et à la séquence d’impulsions utilisée.

Le chercheur devrait aider le technologue à prescrire les coupes pour l’imagerie fonctionnelle. Ici, 17 coupes de cinq millimètres sont prescrites dans le plan axial oblique pour permettre une couverture maximale de l’ensemble du cerveau. Maintenant, parlez à travers le microphone pour faire savoir au sujet que l’expérience est sur le point de commencer et donnez des instructions pour la tâche qui sera exécutée.

Ouvrez également la tâche expérimentale sur l’ordinateur, qui doit être synchronisée pour démarrer avec un déclencheur du scanner. Le participant doit appuyer sur un bouton pour démarrer l’expérience et le balayage lorsqu’il est prêt à commencer les tâches expérimentales, y compris les stimuli visuels statiques et dynamiques, ainsi que les stimuli auditifs peuvent être vus ici affichés et programmés via le logiciel ePrime. Assurez-vous de surveiller les réponses du participant pendant qu’elles sont enregistrées et affichées sur l’écran de l’ordinateur.

Après la première expérience, parlez au participant et donnez-lui des commentaires sur l’exécution de la tâche et le mouvement de la tête et préparez-le pour la prochaine expérience qui sera menée. Lorsque toutes les expériences FMRI sont terminées, le chercheur doit demander au sujet de simplement rester immobile pendant environ 12 minutes, pendant qu’un balayage DTI est acquis, un segment d’un film peut à nouveau être montré ici pour le divertissement. Une fois le balayage terminé, sortez le participant du scanner et laissez-le récupérer tous les effets personnels qui ont pu être placés dans le casier.

Ensuite, conduisez-le dans une pièce calme pour une courte séance de débriefing. Au cours de la séance de débriefing, interrogez le participant sur sa performance dans le scanner, des commentaires sur le niveau de difficulté des tâches, ainsi que sur tout problème ou préoccupation qui a pu survenir. Assurez-vous également de remercier le sujet pour sa participation à l’étude.

Entre-temps, le M. Le technologue doit télécharger toutes les données IRM et DTI acquises sur un réseau informatique protégé par la loi HIPAA. Le chercheur peut ensuite se connecter à ce réseau avec un mot de passe pour accéder et transférer les données sur un serveur de recherche. Avant l’analyse, les données acquises doivent être anonymisées en supprimant de l’en-tête de l’image toute information identifiable telle que le nom et la date de naissance.

Convertissez ensuite les données au format d’image astucieux pour commencer le traitement fonctionnel. Le pré et le post-traitement des données peuvent être effectués à l’aide de logiciels tels que la cartographie paramétrique statistique ou SPM eight. La connectivité fonctionnelle d’une tâche donnée doit ensuite être mesurée en dessinant d’abord les régions d’intérêt et en extrayant le parcours temporel du signal FMRI de chaque retour sur investissement pour chaque participant.

Ensuite, corrélez le signal d’un retour sur investissement à l’autre. La connectivité anatomique peut également être examinée à l’aide des données DTI acquises et du logiciel FSL. L’analyse préliminaire avec un tel logiciel examine la diffusion de l’eau dans le cerveau et l’utilise comme indice de l’intégrité de la substance blanche.

Une analyse plus poussée peut impliquer une tractographie de la substance blanche dans laquelle les détails sur l’orientation et la structure du tractus sont déduits. Ici, des cartes fonctionnelles représentatives peuvent être observées avec une activation accrue, comme on le voit dans une tâche linguistique typique telle que la compréhension de phrases. Des activations apparaissent dans le gyrus frontal inférieur gauche et le sillon temporal supérieur inférieur gauche

Pour d’autres, ces cartes sont corrigées FWE avec une valeur de seuil P inférieure à 0,05. Ici, nous voyons des données provenant d’une tâche de cognition sociale chez des participants autistes une connectivité fonctionnelle significativement réduite, indiquant que la synchronisation de l’activation cérébrale entre les régions frontales et temptemporales est démontrée. Enfin, cette figure montre les résultats de la tractographie DTI montrant un faisceau de fibres de substance blanche allant du lobe temporal à la jonction pariétale temporale.

Le point de départ initial de la tractographie était un retour sur investissement identifié par des statistiques spatiales suivies comme ayant une valeur d’AF significativement plus faible chez les jeunes adultes autistes par rapport aux participants témoins typiques appariés selon l’âge. La neuroimagerie pédiatrique peut être très difficile, en particulier avec les enfants autistes, mais avec suffisamment de pratique et de préparation, ces techniques de balayage peuvent être réalisées avec succès. Lorsque vous tentez des IRM avec n’importe quel participant, mais surtout avec des enfants, il est important de s’assurer que l’expérience du laboratoire est agréable et positive.

Les données acquises en suivant cette procédure peuvent être utilisées pour répondre à des questions liées aux neurosciences. De plus, avec les bonnes hypothèses et analyses, on peut utiliser ces informations pour en savoir plus non seulement sur le cerveau, mais aussi sur la relation entre le cerveau et le comportement. N’oubliez pas que le processus d’IRM est extrêmement sensible au mouvement.

De plus, des précautions doivent être prises pour retirer tout le métal des poches et sur le corps des participants avant la fin de l’intervention. Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la façon d’utiliser avec succès la neuroimagerie pour étudier les enfants en général et les enfants atteints de troubles du développement comme l’autisme.