Étude des effets de l’amélioration du contrôle de l’inhibition par la TDCS et de ses effets de transfert sur l’attention soutenue chez les enfants autistes : une recherche basée sur l’fNIRS

Contexte

Le trouble du spectre autistique (Autism Spectrum Disorder, ASD) est un trouble neurodéveloppemental caractérisé par des difficultés dans les interactions sociales, des intérêts restreints et des comportements répétitifs. De nombreuses études ont révélé des déficiences significatives dans la capacité de contrôle inhibiteur chez les individus avec ASD. Ces déficiences sont particulièrement marquées pendant l’enfance et l’adolescence, probablement en raison de troubles spécifiques du développement de certaines régions cérébrales. Il est donc crucial d’aborder ces déficiences du contrôle inhibiteur pendant l’enfance, car elles sont essentielles pour le développement d’autres capacités futures.

Actuellement, les interventions visant à améliorer la capacité de contrôle inhibiteur chez les individus ASD se concentrent principalement sur les entraînements comportementaux. Cependant, ces méthodes isolées ne donnent pas de résultats optimaux et nécessitent des périodes d’intervention prolongées. La stimulation transcrânienne à courant continu (Transcranial Direct Current Stimulation, TDCS) est une technologie de neuromodulation émergente qui a récemment attiré une attention considérable dans les domaines des neurosciences cognitives et cliniques, en raison de sa sécurité et de sa tolérabilité. Le mécanisme de la TDCS consiste à appliquer un faible courant continu sur les neurones cibles pour moduler le potentiel de membrane des neurones, modifiant ainsi l’excitabilité corticale. En général, la TDCS anodique augmente l’excitabilité neuronale, tandis que la TDCS cathodique la diminue. Des études ont montré que la TDCS peut améliorer l’efficacité des thérapies comportementales.

Source de la recherche

L’article « The effect of tdcs on inhibitory control and its transfer effect on sustained attention in children with autism spectrum disorder: an fnirs study » a été réalisé par les auteurs suivants : Liu Chen, Bang Du, Ke Li (co-premiers auteurs), Kaiyun Li (auteur correspondant), Tingting Hou, Fanlu Jia de l’Institut d’éducation et de psychologie de l’Université de Jinan, Chine, et Li Li du Centre d’éducation spéciale de Boshan à Zibo, Chine. L’article a été publié le 30 avril 2024 dans le journal Brain Stimulation.

Méthodologie de la recherche

Processus

Cette étude vise à explorer les effets d’une série de sessions de TDCS combinées à un entraînement de contrôle inhibiteur sur le contrôle inhibiteur, les effets de transfert à proximité (contrôle de l’interférence) et les effets de transfert à distance (attention soutenue, stabilité de l’attention) chez les enfants ASD, en utilisant la spectroscopie fonctionnelle proche infrarouge (fNIRS) pour mesurer les changements d’activité cérébrale liés à ces effets.

L’expérience a impliqué 28 enfants ASD, répartis aléatoirement entre un groupe de TDCS réel et un groupe de TDCS simulé. Le groupe expérimental a reçu une stimulation TDCS bilatérale des lobes frontaux (1,5 mA) pendant 15 minutes par jour pendant 8 jours consécutifs, tout en accomplissant une tâche d’entraînement au contrôle inhibiteur go/no-go sur ordinateur. La performance comportementale a été évaluée à l’aide de diverses tâches, y compris les tâches stroop chien/singe et jour/nuit (contrôle inhibiteur), ainsi que le Continuous Performance Test et le test d’annulation (attention soutenue). En outre, le contrôle inhibiteur et l’attention soutenue en classe et à la maison ont été évalués.

Paramètres fNIRS et TDCS

L’fNIRS a enregistré les variations de l’oxyhémoglobine (HbO) dans le cerveau des participants pendant la tâche stroop jour/nuit et le Continuous Performance Test sur ordinateur. Les paramètres de la TDCS étaient une électrode anodique placée sur la région frontale gauche F3 et une électrode cathodique sur la région frontale droite F4, avec une durée de stimulation de 15 minutes à une intensité de 1,5 mA. La TDCS simulée avait le même protocole temporel mais ne fournissait qu’une brève stimulation au début et à la fin, sans stimulation pendant l’expérience.

Traitement des données

Les données fNIRS ont été analysées avec le logiciel NIRSpark, en utilisant un modèle linéaire général (GLM) pour traiter les séries chronologiques de la concentration en oxyhémoglobine. L’analyse statistique des données comportementales a été réalisée avec le logiciel SPSS 25.0, utilisant le test de F pour évaluer les performances des groupes à différents points temporels.

Résultats de la recherche

Effet de transfert à proximité

Les résultats des tâches de transfert à proximité (tâches stroop chien/singe et jour/nuit) ont montré que les enfants ASD ayant reçu la TDCS combinée à l’entraînement go/no-go ont considérablement amélioré leur contrôle inhibiteur (scores aux tâches chien/singe, différence de temps de réaction et précision aux tâches stroop jour/nuit). Cela indique que la TDCS appliquée aux régions frontales bilatérales peut améliorer efficacement la capacité de contrôle inhibiteur des enfants ASD et ses effets de transfert sur des tâches similaires.

Effet de transfert à distance

Dans les tâches de transfert à distance (Continuous Performance Test et test d’annulation), les enfants ASD ayant reçu la TDCS combinée à l’entraînement au contrôle inhibiteur ont montré des améliorations significatives dans le temps de réaction (RT) et la stabilité de l’attention (scores LISAS). Cela suggère que la TDCS peut améliorer l’attention soutenue des enfants ASD et que cet effet se manifeste dans différents types de tâches.

Réactions physiologiques

Les résultats fNIRS montrent que les enfants ASD ayant reçu la TDCS ont vu une augmentation significative de la concentration sanguine en oxyhémoglobine (HbO) dans les régions préfrontales polaires droites (FPA) et dans les cortex préfrontaux dorsolatéraux bilatéraux (DLPFC) lors de l’accomplissement des tâches. Cela indique que la TDCS a non seulement amélioré les performances comportementales des enfants ASD mais aussi augmenté l’activité de leurs régions cérébrales associées.

Performances en classe et dans la vie quotidienne

En milieu scolaire, la fréquence et la durée totale des comportements d’attention soutenue chez les enfants ASD se sont significativement améliorées, tandis que la durée totale des comportements problématiques a significativement diminué. Cependant, aucune amélioration significative n’a été observée dans les scores de contrôle inhibiteur et d’attention soutenue dans la vie quotidienne.

Conclusion

Cette étude démontre que les sessions répétées de TDCS combinées à un entraînement au contrôle inhibiteur peuvent améliorer significativement la capacité de contrôle inhibiteur des enfants ASD et ses effets de transfert sur les tâches associées, et ce, également dans un contexte scolaire. Cependant, aucun effet significatif n’a été observé dans la vie quotidienne.

Importance de l’étude

Cette recherche suggère que la TDCS combinée à un entraînement au contrôle inhibiteur est une méthode potentiellement prometteuse, sûre et efficace pour améliorer la capacité de contrôle inhibiteur et l’attention soutenue des enfants ASD. Cette méthode aide non seulement à améliorer les performances comportementales des enfants ASD, mais elle a également un impact significatif en augmentant l’activité des régions cérébrales concernées. Les recherches futures pourraient explorer davantage les effets à long terme de différents paramètres et intensités d’entraînement de la TDCS sur les enfants ASD, ainsi que rendre cette méthode applicable à un éventail plus large de populations. En outre, l’exploration des modifications des connexions et des réseaux cérébraux fonctionnels pourrait fournir davantage de preuves pour comprendre les mécanismes neuronaux des patients ASD.

Directions futures de recherche

Bien que cette étude ait apporté des contributions significatives à la compréhension de l’impact de la TDCS sur l’ASD, elle présente certaines limitations. Par exemple, cette étude a uniquement sélectionné des enfants ASD avec un QI > 60. Les recherches futures pourraient élargir la gamme d’âge et de QI pour améliorer la généralisation des résultats. De plus, la combinaison de l’étude des connexions fonctionnelles neuronales et des modifications dans différentes régions cérébrales pourrait approfondir la compréhension des mécanismes neuronaux du contrôle inhibiteur chez les patients ASD.