Alterazione della connettività cerebrale omotopica nel disturbo dello spettro dell'autismo: una revisione della letteratura

Autism spectrum disorder (ASD) is a pervasive neurodevelopmental disorder characterised by symptoms that impair, to a degree that varies from individual to individual, three areas of functioning: social interaction, communication, and the area of restricted interests and repetitive behaviour. Symptomatology affects the day-to-day functioning of the individual with ASD in the social, work, interpersonal and/or school spheres (American Psychiatric Association, 2013). Homotopic functional connectivity (FC) is the simultaneous activation of two homologous areas, i.e. structurally corresponding regions in the two hemispheres (Mancuso et al., 2019). FC shows differences throughout development and according to gender: it decreases linearly in association areas, whereas it increases in somatosensory regions with age (Zuo et al., 2010) and is lateralised in the left hemisphere in females and in the right hemisphere in males (Tomasi and Volkow, 2012). The alteration of homotopic connectivity in subjects diagnosed with autism spectrum disorder has been investigated in the literature through functional neuroimaging studies. FC in subjects diagnosed with ASD is reduced in fronto-posterior circuits and the default mode network, showing a pattern of underconnectivity. these circuits correspond to the neural bases of complex cognitive functions, such as language, executive function, social processing, working memory, high-level inhibition and visuospatial processing (Anderson et al., 2010). In contrast, in the primary sensory and motor regions, superior temporal gyrus and left inferior frontal gyrus of subjects with ASD, functional connectivity shows a pattern of hyperconnectivity (Cerliani et al., 2015). These patterns of altered HC would explain autistic symptomatology: subcortical-cortical overconnectivity is related to hyperresponsiveness to sensory stimuli (Cerliani et al., 2015), while underconnectivity of the default mode network is associated with social deficits (Monk et al., 2009). Specifically, the reduction of FC in the posterior cingulate cortex and right superior frontal gyrus is related with impairment of social interaction, while its increase in the posterior cingulate cortex and right parahippocampal gyrus is associated with the severity of repetitive behaviours (Chen et al, 2018). Therefore, based on the results of these studies, researchers hypothesise that the patterns of altered functional connectivity found in individuals with ASD can be used as a biomarker of the disorder, which is necessary for early diagnosis by employing functional neuroimaging techniques during assessment (Yao et al., 2021).

Il disturbo dello spettro autistico (ASD; dall'inglese Autism Spectrum Disorder) è un disturbo pervasivo del neurosviluppo caratterizzato da sintomi che compromettono, in misura variabile da individuo a individuo, tre aree di funzionamento: l'interazione sociale, la comunicazione e l'area degli interessi ristretti e dei comportamenti ripetitivi. La sintomatologia influisce sul funzionamento quotidiano dell'individuo con ASD nella sfera sociale, lavorativa, interpersonale e/o scolastica (American Psychiatric Association, 2013). La connettività funzionale omotopica (FC, da functional connectivity) è l'attivazione simultanea di due aree omologhe, ossia regioni strutturalmente corrispondenti nei due emisferi (Mancuso et al., 2019). La FC mostra differenze durante lo sviluppo e in base al sesso: diminuisce linearmente nelle aree di associazione, mentre aumenta nelle regioni somatosensoriali con l'età (Zuo et al., 2010) ed è lateralizzata nell'emisfero sinistro nelle femmine e nell'emisfero destro nei maschi (Tomasi e Volkow, 2012). L'alterazione della connettività omotopica nei soggetti con diagnosi di disturbo dello spettro autistico è stata indagata in letteratura attraverso studi di neuroimaging funzionale. La FC nei soggetti con diagnosi di ASD è ridotta nei circuiti fronto-posteriori e nella rete di modalità predefinita, mostrando un modello di sottoconnettività. Questi circuiti corrispondono alle basi neurali di funzioni cognitive complesse, come il linguaggio, la funzione esecutiva, l'elaborazione sociale, la memoria di lavoro, l'inibizione di alto livello e l'elaborazione visuospaziale (Anderson et al., 2010). Al contrario, nelle regioni sensoriali e motorie primarie, nel giro temporale superiore e nel giro frontale inferiore sinistro dei soggetti con ASD, la connettività funzionale mostra un modello di iperconnettività (Cerliani et al., 2015). Questi pattern di alterazione della FC sarebbero alla base della sintomatologia autistica: l'iperconnettività sottocorticale-corticale è correlata all'iperreattività agli stimoli sensoriali (Cerliani et al., 2015), mentre la sottoconnettività della rete di modalità predefinita è associata a deficit sociali (Monk et al., 2009). In particolare, la riduzione della FC nella corteccia cingolata posteriore e nel giro frontale superiore destro è correlata a una compromissione dell'interazione sociale, mentre il suo aumento nella corteccia cingolata posteriore e nel giro paraippocampale destro è associato alla gravità dei comportamenti ripetitivi (Chen et al, 2018). Pertanto, sulla base dei risultati di questi studi, i ricercatori ipotizzano che i modelli di connettività funzionale alterata riscontrati nei soggetti con ASD possano essere utilizzati come biomarcatori del disturbo, necessari per la diagnosi precoce mediante l'impiego di tecniche di neuroimmagine funzionale durante la valutazione (Yao et al., 2021).