La nouvelle science de l'utilisation des mouvements oculaires comme un test pour l'autisme

Les neuroscientifiques de l'Université de Rochester ont conçu un test de mouvement oculaire rapide capable de détecter des anomalies du cervelet qui semblent également être un marqueur de certains troubles du spectre autistique (TSA). Leur article intitulé «Mouvements oculaires, adaptation sensorimotrice et apprentissage dépendant du cervelet dans l'autisme: vers des biomarqueurs potentiels et des sous-phénotypes» a été publié en ligne le 12 juillet dans le European Journal of Neuroscience .

Dans une série d'expériences, les auteurs de cette étude avaient des individus avec et sans ASD suivre une cible visuelle pendant qu'il zoomait à différents endroits sur un écran. Alors que les yeux des participants s'élançaient sur l'écran à la poursuite d'une cible, les chercheurs suivaient leurs mouvements oculaires rapides (également appelés «saccades»). Les saccades sont les mouvements rapides synchronisés que font les deux yeux alors que votre regard et votre attention se déplacent rapidement d'un point à l'autre.

Dans les conditions quotidiennes habituelles, la personne moyenne effectue environ 3 à 5 saccades par seconde. Cela représente environ un demi-million de saccades chaque jour. Ces mouvements oculaires rapides sont essentiels pour naviguer et interagir avec les personnes, les lieux et les choses dans le monde qui nous entoure. Chez les individus en bonne santé, sans TSA, les saccades se produisent avec une précision de type laser qui est automatiquement ajustée inconsciemment par le cervelet sans aucun effort conscient ou «cérébral».

Cette expérience a été délibérément conçue pour amener les yeux de quelqu'un à «dépasser» la cible si les commandes motrices sensorielles du cervelet – qui sont responsables de la synchronisation des mouvements oculaires pendant les saccades – étaient altérées. Basé sur des liens antérieurs entre le dysfonctionnement cérébelleux et l'autisme, les chercheurs ont pu identifier que les personnes sans TSA pouvaient ajuster leurs mouvements oculaires pour suivre la cible sans dépasser, alors que les personnes atteintes de TSA continuaient à manquer la cible. ( Cerebellar est le mot qui signifie « cérébral » ou «situé dans le cervelet».)

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Votre «petit cerveau» ne représente que 10% du volume global du cerveau, mais abrite bien plus de 50% des neurones totaux de votre cerveau. Basé sur cette distribution disproportionnée des neurones, mon père défunt, Richard Bergland – qui était neurochirurgien et neuroscientifique du 20ème siècle – spéculerait souvent, "nous ne savons pas exactement ce que fait le cervelet. Mais peu importe ce qu'il fait, il en fait beaucoup.

Source: Gracieuseté de Larry Vanderveert

Historiquement, le cervelet était considéré par la plupart des experts comme une partie du cerveau «non pensante» qui intégrait l'information sensorielle et aidait à affiner et à coordonner les mouvements musculaires. Cependant, au cours des dernières années, le cervelet sous-estimé a été reconnu pour jouer un rôle central dans un large éventail de fonctions psychologiques, émotionnelles et cognitives. Au cours de la dernière décennie, j'ai gardé mes antennes pour des avancées neuroscientifiques qui nous aident à mieux comprendre le cervelet mystérieux et nous nous sommes efforcés de relier les points entre la recherche cérébelleuse apparemment sans rapport de manière nouvelle et utile. J'ai aussi écrit d'innombrables articles sur le cervelet dans Psychology Today .

Par exemple, l'année dernière, j'ai écrit un article sur le blog de Psychology Today, intitulé «Vos yeux sont une fenêtre sur le fonctionnement interne de votre cerveau», qui faisait référence à une étude révolutionnaire réalisée en 2015 par des chercheurs de l'école de médecine Johns Hopkins. les cellules de Purkinje du cervelet », publié dans la revue Nature . Les chercheurs ont rapporté que les cellules de Purkinje dans le cervelet jouent un rôle important dans la coordination des mouvements oculaires rapides connus sous le nom de saccades discutés précédemment.

Comme un autre exemple, en 2014, j'ai écrit un article de psychologie "autisme, cellules de Purkinje, et le cervelet sont entrelacés", basé sur une étude par le centre médical de l'université de Chicago rapportant que la plasticité cérébelleuse de Purkinje était associée à l'autisme symptômes chez la souris.

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Simplement en reliant les points entre diverses études du cervelet, j'ai commencé à identifier des modèles et j'ai réalisé qu'il y avait probablement une corrélation entre les mouvements oculaires rapides (saccades), la structure / fonction cérébelleuse atypique et les troubles du spectre autistique. Cela dit, à ma connaissance, avant la dernière étude de John Foxe et Edward Freedman à l'Université de Rochester publiée ce mois-ci, il n'y avait pas d'études cliniques humaines pour corroborer mes hypothèses sur les saccades du cervelet et les suppositions éclairées.

Dans le même ordre d'idées, en 2016, j'ai écrit un article de Psychology Today intitulé «Qu'est-ce qui inhibe le contact visuel lors de conversations émotionnelles?», Inspiré d'une étude de l'Université du Vermont qui a utilisé les technologies avancées de suivi oculaire pour suivre les enfants. conversations émotionnelles et basées sur des faits. L'étude UVM dirigée par Tiffany Hutchins, «Le sujet de conversation modère l'attention sociale dans le trouble du spectre autistique: parler des émotions, c'est comme conduire dans une tempête de neige», a révélé que les enfants atteints de TSA ont des difficultés à garder le contact visuel. aux sujets émotionnels.

L'année dernière, lors d'une conversation téléphonique avec Hutchins au sujet de sa recherche, j'ai demandé si elle pensait qu'il pourrait y avoir un lien entre ses découvertes et d'autres recherches sur le cervelet et les mouvements oculaires. Nous avons eu une discussion hypothétique longue et très instructive sur le sujet. Je décris cette chaîne d'événements dans mon article de blog d'avril 2016:

«En raison de ma fascination unique pour le cervelet, lorsque j'ai lu la nouvelle étude UVM cet après-midi pour la première fois, je l'ai filtrée à travers diverses autres études récentes sur le cervelet, le réflexe vestibulo-oculaire et les troubles du spectre autistique. J'ai également appelé Tiffany Hutchins au téléphone pour lui faire savoir que j'étais en train d'écrire sur sa nouvelle étude. Et pour lui faire savoir que j'incluais mon hypothèse sur le cervelet. Bien que ses recherches n'aient rien à voir avec le cervelet ou l'imagerie cérébrale, elle m'a encouragé à inclure cette recherche dans le cadre de mes recherches en cours sur le lien entre les mouvements oculaires et le cervelet. "

Inutile de dire que j'étais sur la lune quand j'ai lu la nouvelle étude de Foxe et Freedman de juillet 2017 qui proposait une méthode potentiellement révolutionnaire de dépistage des TSA utilisant le suivi rapide des mouvements oculaires pour identifier d'éventuels dysfonctionnements cérébelleux. Enfin, il semble qu'il existe une recherche clinique qui rassemble le lien entre le cervelet, l'autisme et les saccades de manière bénéfique. Dans les années à venir, des tests rapides du mouvement des yeux pourraient aider à mieux identifier et traiter des millions de personnes qui seront confrontées aux défis des troubles du spectre autistique.

Dans un communiqué, John Foxe, directeur du Del Monte Neuroscience Institute de l'Université de Rochester et coauteur de l'étude, a conclu: "Ces résultats s'appuient sur un domaine de recherche en pleine expansion qui montre que le mouvement oculaire pourrait servir de fenêtre sur une partie du cerveau qui joue un rôle dans un certain nombre de troubles neurologiques et de développement, tels que l'autisme. "

D'un point de vue clinique, ces résultats initiaux sont prometteurs. Plus de recherches sont nécessaires, mais si ces déficits cérébelleux-saccades s'avèrent être une constatation constante dans un sous-groupe d'enfants atteints de TSA, il existe une forte possibilité que les mesures par saccade puissent être utilisées comme un moyen peu coûteux et efficace de diagnostiquer l'autisme. Ce type de détection précoce pourrait conduire à des interventions plus rapides et de meilleurs résultats. Restez à l'écoute pour en savoir plus sur ce sujet.