A big-world network in ASD: dynamical connectivity analysis reflects a deficit in long-range connections and an excess of short-range connections
De laatste jaren is er steeds meer bewijs voor de hypothese dat Autisme Spectrum Stoornis (ASS) een aandoening is van veranderde functionele connectiviteit in de hersenen. De grote meerderheid van deze empirische studies is gebaseerd op functionele magnetische resonantie beeldvorming (fMRI) die een relatief slechte temporele resolutie heeft. Slechts een handvol studies heeft netwerken onderzocht die ontstaan uit dynamische coherentie op milliseconde resolutie en er zijn geen onderzoeken van coherentie op de laagste frequenties in het power spectrum, waarvan recent is aangetoond dat het lange-afstand cortico-corticale verbindingen weerspiegelt. Hier hebben we gebruik gemaakt van elektro-encefalografie (EEG) om de dynamische hersenconnectiviteit in ASS te beoordelen, waarbij we ons concentreerden op het lage frequentiegebied (delta). We ontdekten dat connectiviteitspatronen verschillend waren in ASS en controle populaties en een dubbele dissociatie weerspiegelden: ASD proefpersonen misten lange-afstands verbindingen, met een meest prominent tekort in fronto-occipitale verbindingen. Omgekeerd vertoonden personen met ASS verhoogde korte-afstands verbindingen in de laterale-frontale elektroden. Dit effect tussen categorieën vertoonde een consistente parametrische afhankelijkheid: naarmate de ernst van de ASS toenam, was de korte-afstandscoherentie meer geprononceerd en nam de lange-afstandscoherentie af. Er zijn theoretische argumenten naar voren gebracht die stellen dat verschillende patronen van connectiviteit kunnen resulteren in netwerken met een verschillende efficiëntie in informatieoverdracht. Wij tonen aan dat de netwerken van proefpersonen met ASS een lagere clusteringcoëfficiënt, een grotere karakteristieke padlengte en een grotere modulariteit vertonen dan de netwerken van de controlegroep, wat erop wijst dat de topologie van het netwerk afwijkt van small-world gedrag. Samen tonen deze resultaten aan dat delta-band coherentie kwalitatieve en kwantitatieve aspecten onthult die geassocieerd worden met de ASS pathologie.