Imaging the brain in childhood psychiatric disorders : localization and progression of anatomical abnormabilities and linkages with clinical deficits
Institution:
Clermont-Ferrand 1Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
Little is known about the profile of brain changes and anatomical abnormalities in psychiatrid disorders. In this thesis, it was our goal to apply, adapt and elaborate advanced brain mapping techniques to childhood-onset schizophrenia and autism, in order to identify disease-specific patterns. We first aimed to chart the emergence of cortical deficits in a severely-affected cohort of subjects with schizophrenia, followed for 5 years, revealing an unsuspected developmental trajectory in adolescence. We linked these anatomical deficits with cognitive and clinical assessments in the same subjects. We further aim to detect and visualize spatial patterns of corpus callosum (CC) abnormalities in children with autism using surface mesh models and statistical maps. We pinpointed specific callosal regions with thinning in autistic children, revealing the scope and extent of the white matter anomaly in the disorder. We also attempted to resolve previous controversial findings regarding lateral ventricular and hippocampal abnormalities found in autism. We compared a manual segmentation method, based on anatomical surface meshes, to an automatic method, which uses signal intensity information for extraction of tissue classes and the lateral ventricles. This work contributes significantly to a growing body of work on probabilistic brain atlases in psychiatric disorders, which capture how the brain changes in disease, and provides new measures of disease progression for use in future therapeutic trials.
Abstract FR:
"Les caractéristiques des changements cérébraux et des anomalies anatomiques des maladies psychiatriques sont peu connues. Le but de ces travaux de thèse a été d'utiliser, d'adapter et d'élaborer des techniques de neuroimagerie, à des maladies psychiatriques, comme la schizophrénie et l'autisme, dans le but de trouver les profils spécifiques de la maladie. Nous proposons tout d'abord dans ce manuscrit de mettre en évidence les déficits corticaux observé dans une population de schizophrènes suivis pendant 5 ans, révélant une surprenante trajectoire " développementale " chez l'adolescent. Nous proposons aussi d'établir un lien entre ces déficits anatomiques et l'évaluation cognitive et clinique des malades. De plus, en utilisant des modèles de maillage de surface et des cartes statistiques, nous détectons et visualisons des anomalies anatomiques du corps calleux chez des patients atteints d'autisme. Nous identifions les régions callosales anormalement fines chez les enfants autistes, révélant l'ampleur et l'étendue des anomalies de la matière blanche. Nous tentons aussi d'élucider une polémique concernant les anomalies des ventricules latéraux et de l'hippocampe dans l'autisme. Nous comparons une méthode de segmentation manuelle, fondée sur des surfaces anatomiques de maillage, à une méthode automatique qui utilise l'extraction des ventricules latéraux. Ce travail apporte une contribution considérable aux atlas probabilistes du cerveau en psychiatrie, lesquels capturent les changements cérébraux au cours d'une maladie, et fournit de nouveaux paramètres de progression des maladies dans de futurs essais thérapeutiques. "