Corrélats neuronaux sous-tendant le maintien en MdT pour le processus de binding dans l’autisme

A. Différences entre les groupes

Les résultats pour les comparaisons inter-groupes, au niveau du binding actif, montrent que les participants TSA présentent un niveau d’activation plus élevée dans le gyrus postcentral droit et le gyrus précentral droit, ainsi qu’un niveau d’activation plus faible du gyrus frontal inférieur droit. L’hypothèse au niveau cérébral prédisait une différence de niveau d’activation de l’hippocampe entre les deux groupes. Les résultats montrent que les deux groupes ne présentent pas de différence au niveau de l’activation de la région hippocampique. Ces résultats sont surprenant puisque un niveau d’activation plus faible de la région hippocampique ainsi que des déficits en binding avaient déjà été rapportés dans la littérature (Bowler, D. M., & al., 2008; Gaigg, S. B., & al., 2015). Cependant, la littérature concernant le binding, et plus particulièrement le binding actif, dans le TSA reste limitée voire inexistante, à notre connaissance. Il n’est donc pas étonnant de retrouver des résultats contradictoires.

Le gyrus frontal inférieur présente une hypoactivation chez les participants TSA lors du maintien de l’information en MdT, pour la condition de binding actif. Le gyrus frontal inférieur est un élément constitutif du système neuronal de la MdT (Rottschy, C., & al., 2012). Il joue un rôle dans la manipulation (Mitchell, K. J., & al., 2000; Wager, T. D.,

Wager, T. D., & Smith, E. E., 2003; Rottschy, C., & al., 2012). Il est également lié à la charge mnésique des tâches en MdT ainsi que dans les tâches où il est nécessaire de mémoriser l’identité du stimulus (Rottschy, C., & al., 2012). L’hypothèse stipulée dans l’introduction prédisait une hypoactivation des régions préfrontales reflétant ainsi le déficit en binding actif également prédit. Cependant, les résultats comportementaux ne montrent pas de différence significative de performance au binding actif entre les deux groupes. L’hypoactivation cérébrale de cette région pourrait ne pas refléter un déficit mais plutôt une stratégie compensatoire ou une réorganisation cérébrale compensatoire. Ainsi, les participants TSA auraient un niveau équivalent de performance aux tâches de binding actif que les participants NT car ils utilisent d’autres régions cérébrales afin d’accomplir ces tâches.

Ensuite, une hyperactivation du gyrus précentral et du gyrus postcentral est observée chez les participants TSA. Le gyrus précentral joue un rôle important dans le traitement de l’information dans la MdT (Cohen, J. D., Perlstein, W. M., Braver, T. S., Nystrom, L. E., Noll, D. C., Jonides, J., & Smith, E. E., 1997), et plus spécifiquement dans la MdT spatiale (Owen, A. M., Stern, C. E., Look, R. B., Tracey, I., Rosen, B. R., & Petrides, M., 1998) et la MdT verbale (Awh, E., Jonides, J., Smith, E. E., Schumacher, E. H., Koeppe, R. A., & Katz, S., 1996; Crosson, B., Rao, S. M., Woodley, S. J., Rosen, A. C., Bobholz, J. A., Mayer, A., ... & Cox, R. W., 1999), ainsi que dans l’attention visuelle lors de tâche de MdT (De Fockert, J. W., Rees, G., Frith, C. D., & Lavie, N., 2001) et dans le processus de binding (Mitchell, K. J., Johnson, M. K., Raye, C. L., & D’Esposito, M., 2000). Il a également été lié à la charge mnésique lors de tâche de MdT, tout comme le gyrus postcentral (Cohen, J. D., & al., 1997; De Fockert, J. W., & al., 2001). Dans la présente étude, le niveau d’activité plus important du gyrus précentral et du gyrus

postcentral a été décelé uniquement dans l’HD, hémisphère principalement responsable du traitement de l’information spatiale (Owen, A. M., & al., 1998). La condition de binding actif demande un effort cognitif important de la part de l’individu, et nécessite donc une implication plus important des régions responsables du fonctionnement exécutif. L’activité plus grande de ces deux régions pourrait indiquer une manipulation plus importantes des informations spatiales chez les participants TSA et reflèterait également l’utilisation différente des ressources neuronales disponibles entre les deux groupes afin d’effectuer une tâche tâche complexe en MdT.

De surcroît, le gyrus précentral est également impliqué dans l’initiation des mouvements volontaires et ainsi que dans préparation motrice d’une réponse (Thomas, K. M., King, S. W., Franzen, P. L., Welsh, T. F., Berkowitz, A. L., Noll, D. C., ... & Casey, B. J., 1999). Lors d’une tâche en MdT, les individus doivent tout d’abord identifier un stimulus à mémoriser, ensuite planifier une réponse adéquate à ce stimulus ainsi que la maintenir jusqu’à la période de temps appropriée pour y répondre, et enfin y répondre. Ceci impliquerait donc une activité du gyrus précentral afin de maintenir cette réponse jusqu’au moment approprié (Thomas, K. M., & al., 1999). Braver et al. (1997) ainsi que Owen et al. (2005) ont suggéré que l’activité du gyrus précentral pouvait ainsi augmenté lorsque la charge mnésique était importante et qu’il y avait un délai entre le stimulus présenté et la réponse demandée lors de la tâche (Braver, T. S., Cohen, J. D., Nystrom, L. E., Jonides, J., Smith, E. E., & Noll, D. C., 1997; Owen, A. M., McMillan, K. M., Laird, A. R., & Bullmore, E., 2005). Dans la présente étude, l’activité plus grande du gyrus précentral chez les individus TSA pourrait indiquer une préparation motrice plus importante, ainsi qu’un effort plus important afin de maintenir l'information et la réponse en MdT avant de pouvoir initier la réponse.

B. Similitudes entre les groupes

Des niveaux d’activation cérébrale comparables de plusieurs structures entre les deux groupes ont été mis en évidence. Ces différentes structures sont le gyrus frontal médian gauche, le lobule pariétal inférieur gauche, le lobule pariétal supérieur droit et le précuneus droit.

Le gyrus frontal moyen est une structure appartenant en partie au CPF dorsolatéral (CPFDL). Ce dernier est impliqué dans diverses fonctions cognitives comme les fonctions exécutives (Happe, F., Ehlers, S., Fletcher, P., Frith, U., Johansson, M., Gillberg, C., ... & Frith, C., 1996; Cohen, & al., 1997; Courtney, S. M., Ungerleider, L. G., Keil, K., & Haxby, J. V., 1997; Baron-Cohen, S., & al., 1999), le maintien de l’attention (Cohen, & al.,

1997; Courtney, S. M., & al., 1997) ainsi que la MdT (Happe, F., & al., 1996; Cohen, & al., 1997; Baron-Cohen, S., & al., 1999). Cette région est également impliquée dans la maintenance et la manipulation de l’information en MdT (Braver, T. S., & al., 1997). De plus Cohen et al. (1997) ont mis en évidence une activité de cette région en lien avec la charge mnésique de la tâche. Ces résultats ont également été retrouvé par Courtney (1996) et son équipe qui ont utilisé une tâche de MdT spatiale (Courtney, S. M., Ungerleider, L. G., Keil, K., & Haxby, J. V., 1996). Cette activation cérébrale commune aux deux groupes semble pertinente puisque la tâche de binding actif demande une grande manipulation de l’information et un maintien de l’information en MdT. Cette tâche est haute en demande cognitive et l’activation du gyrus frontal médian aiderait donc à surmonter le niveau de difficulté de la tâche.

Ensuite, des activations communes ont été retrouvées dans la région pariétale, qui est une des régions principales impliquée dans le traitement d’informations en MdT (Rottschy, C., & al., 2012). Différentes études montrent son implication dans le maintien des associations, dans l’attribution des ressources attentionnelles (Wendelken, C., Bunge, S. A., & Carter, C. S., 2008), dans la manipulation d’informations spatiales (Shafritz, K. M., Gore, J. C., & Marois, R., 2002) et dans la MdT spatiale (Campo, P., Poch, C., Parmentier, F. B., Moratti, S., Elsley, J. V., Castellanos, N. P., ... & Maestú, F., 2010). Le lobule pariétal supérieur a été rapporté comme étant une des structures pariétales importantes pour le fonctionnement de la MdT (Rottschy, C., & al., 2012), puisqu’il fait partie du réseau fronto-pariétal régissant la MdT (Cohen, & al., 1997; Rottschy, C., & al., 2012). Il est également responsable du contrôle des processus attentionnels en MdT. Le lobule pariétal inférieur a, quant à lui, été défini comme étant un tampon pour les informations de modalités spécifiques (Paulesu, E., Frith, C. D., & Frackowiak, R. S., 1993; Koshino, H., & al., 2005). Ces deux structures, impliquées dans la MdT, ont également été liées à la charge mnésique présente dans la tâche (Braver, T. S., & al., 1997). En effet, lorsque la charge mnésique augmente, le focus attentionnel doit être également plus important, et celui-ci est régi en partie par le lobule pariétal (Owen, A. M., & al., 1998).

Enfin, le précuneus est une structure appartenant au cortex associatif. Il a pour fonction le traitement et l’intégration des diverses informations sensorielles, et pour cela il possède de nombreuses connexions sous-corticales et corticales. Il est impliqué dans différentes fonctions cognitives (Cavanna, A. E., & Trimble, M. R., 2006). L’activation du précuneus a également mise évidence lors du traitement d’objets visuels et spatiales (Ungerleider, L. G., Courtney, S. M., & Haxby, J. V., 1998) ainsi que dans des tâches

impliquant la mémoire d’objet et la mémoire spatiale (Smith, E. E., & Jonides, J., 1995). Celui-ci a également été lié à la complexité de la tâche et la demande attentionnelle (Cohen, M. S., Kosslyn, S. M., Breiter, H. C., DiGirolamo, G. J., Thompson, W. L., Anderson, A. K., ... & Belliveau, J. W., 1996). Dans l’étude de Ring et al. (1999), une activation similaire du précuneus droit a été mis en évidence pour les participants TSA et les participants NT, tout comme dans la présente étude. Cette activation semble pertinente au vu de la complexité de la tâche en binding actif et de la modalité spatiale qu’elle contient.

En conclusion, l’hypothèse cérébrale n’a été validée que partiellement. L’hippocampe ne présentait pas d’hypoactivation chez les participants TSA comparativement aux participants NT lors de la tâche en MdT, pour la condition de binding actif. Ceci pourrait expliquer les résultats comportementaux rapportant un niveau de performance similaire lors de la condition de binding actif. Ensuite, l’hypoactivation du gyrus frontal inférieur, appartenant en partie au CPF, a confirmé seulement en partie l’hypothèse. Cette hypoactivation pourrait révéler une implication différente des régions cérébrales durant le maintien de l’information en MdT pour le binding actif. En effet, une hyperactivation du gyrus précentral et du gyrus postcentral chez les participants TSA a été mise en évidence. Ces régions ont été liées à la charge mnésique ainsi qu’à la manipulation et le maintien de l’information en MdT. Le gyrus précentral a également été lié au maintien et à l’initiation de la réponse face à un stimulus lors d’une tâche évaluant la MdT. Finalement, les régions cérébrales activées de façon similaire dans les deux groupes de participants sont impliquées dans le traitement de stimuli complexes, dans le traitement attentionnel ainsi que dans le traitement de stimuli spatiaux. Le niveau d’activité retrouvé

est donc pertinent par rapport au niveau de complexité de la tâche proposée en binding actif (Grot, S., & al., 2017) ainsi qu’à la modalité spatiale y étant inclue.