Mécanismes cérébraux sous-tendant le binding en mémoire chez les personnes autistes

Abstract

Les individus ayant un trouble du spectre de l’autisme (TSA) présentent une altération de diverses fonctions cognitives, dont de la mémoire de travail (MdT). La MdT se définit comme un système dédié au stockage et à la manipulation de l'information disponible pour une courte durée de temps. En MdT, le fait d’associer des informations, communément appelé binding, est essentiel pour la mémoire épisodique et les processus d’apprentissage. On distingue deux formes de binding : la forme automatique, pour laquelle les associations entre les informations se font à l’insu de l'individu, et la forme contrôlée, pour laquelle il est nécessaire de fournir un effort conscient afin de faire des liens entre diverses informations. Ces deux formes de binding reposent sur des substrats neuronaux distincts : le binding automatique repose sur le fonctionnement de l’hippocampe, alors que le binding contrôlé repose sur une communication entre l’hippocampe et le CPF. Certaines études ont démontré des difficultés en binding automatique chez les personnes TSA, mais aucune étude à ce jour, à notre connaissance, n’a étudié la forme de binding contrôlé dans cette population. Des études ont démontré que ces individus ont de la difficulté dans les tâches de MdT nécessitant une organisation intentionnelle de l’information, laissant croire que le binding contrôlé est également atteint. L’objectif de cette étude était d’étudier les mécanismes cognitifs et cérébraux sous-tendant le binding automatique et contrôlé chez les personnes ayant un TSA, en comparaison avec des personnes neurotypiques (NT). Dix-sept participants TSA et seize participants NT ont effectué une tâche de binding en mémoire de travail dans un appareil IRMf. Celle-ci consistait en la présentation de mots et d’ellipses (indiquant la position spatiale) de couleur, à mémoriser. Dans la condition automatique, les mots étaient présentés directement à l’intérieur des ellipses, alors que dans la condition contrôlée, les mots étaient présentés au centre de l’écran et étaient séparés des ellipses. Les participants devaient associer eux-mêmes les mots et les ellipses de même couleur. Les résultats suggèrent que les individus TSA ont des capacités préservées de binding contrôlé et automatique. Au niveau cérébral, en lien avec le binding contrôlé, les individus TSA ont présenté des niveaux d’activation comparables à ceux des participants NT dans diverses régions cérébrales, mais ont présenté des activations dans des régions supplémentaires, notamment au niveau de l’hippocampe et du cortex frontal. Les différences dans les activations cérébrales retrouvées entre les groupes laissent présager une modulation différente de l’activité en fonction du niveau de difficulté de la tâche et de la charge exécutive.

Individuals with autism spectrum disorder (ASD) demonstrate alteration of various cognitive functions, including working memory (WM). WM is defined as a limited-capacity system devoted to temporary storage and short-term handling of information. Within the different components of working memory, the ability to combine various information, referred to as binding, is crucial for episodic memory and learning processes. There are two types of binding: the automatic form, for which associations between pieces of information are made unconsciously (information being presented already bound together), and the controlled form, for which these associations require a conscious effort. These two forms of binding are based on separate neural substrates: automatic binding is based on the functioning of the hippocampus, while controlled binding is based on the communication between the hippocampus and prefrontal cortex. Some studies have suggested preserved automatic binding capabilities in autistic individuals, while other studies have shown difficulties in intentional organization of information, suggesting that controlled binding is also affected. The objective of the present study was to investigate the cognitive and brain mechanisms underlying both automatic and controlled forms of binding in individuals with ASD, in comparison with neurotypical (NT). Seventeen ASD and sixteen NT participants performed a working memory experiment in an MRI scanner. The tasks consisted in the presentation of words and ellipses (indicating a spatial position) of different colors, to memorize. In the automatic condition, words were presented directly inside ellipses. In the controlled condition, words were presented in the center of the screen, separated from ellipses. Participants had to associate words and ellipses of the same color. The results suggest that ASD individuals have preserved controlled and automatic binding capabilities. At the brain level, for the controlled binding, ASD participants presented comparable levels of activation to those of NT participants in various brain regions, but showed activations in additional regions, including the hippocampus and frontal cortex. Differences in brain activation found between groups suggest a difference in activity modulation, associated with the level of difficulty of the task and the executive load.