New Research Explains Autistic’s Exceptional Visual Abilities

Mapping data shows enhanced activity in the “perception” part of the brain

Newswise — MONTREAL, April 4, 2011 – Researchers directed by Dr. Laurent Mottron at the University of Montreal’s Centre for Excellence in Pervasive Development Disorders (CETEDUM) have determined that people with autism concentrate more brain resources in the areas associated with visual detection and identification, and conversely, have less activity in the areas used to plan and control thoughts and actions. This might explain their outstanding capacities in visual tasks. The team published their findings in Human Brain Mapping on April 4, 2011.

Aiming to understand why autistic individuals have strong abilities in terms of processing visual information, the researchers collated 15 years of data that covered the ways autistic brain works when interpreting faces, objects and written words. The data came from 26 independent brain imaging studies that looked at a total of 357 autistic and 370 non-autistic individuals. “Through this meta-analysis, we were able to observe that autistics exhibit more activity in the temporal and occipital regions and less activity in frontal cortex than non-autistics. The identified temporal and occipital regions are typically involved in perceiving and recognizing patterns and objects. The reported frontal areas subserve higher cognitive functions such as decision making, cognitive control, planning and execution,’’ explained first author Fabienne Samson, who is also affiliated with the CETEDUM.

“This stronger engagement of the visual processing brain areas in autism is consistent with the well documented enhanced visuo-spatial abilities in this population,” Samson said. The current findings suggest a general functional reorganization of the brain in favor of perception processes – the processes by which information is recorded the brain. This allows autistic individuals to successfully perform, albeit in their own way, higher-level cognitive tasks that would usually require a strong involvement of frontal areas in typical individuals. These are tasks that require reasoning – for example, a research participant would be asked if a statement is true or false, or to categorize a range of objects into groups.

“We synthesized the results of neuroimaging studies using visual stimuli from across the world. The results are strong enough to remain true despite the variability between the research designs, samples and tasks, making the perceptual account of autistic cognition currently the most validated model,” Mottron said. “The stronger engagement of the visual system, whatever the task, represents the first physiological confirmation that enhanced perceptual processing is a core feature of neural organization in this population. We now have a very strong statement about autism functioning which may be ground for cognitive accounts of autistic perception, learning, memory and reasoning.” This finding shows that the autistic brain successfully adapt by reallocating brain areas to visual perception, and offers many new lines of enquiry with regards to developmental brain plasticity and visual expertise in autistics.

Dr. Isabelle Soulières of the CETEDUM and the Neural Systems Group at the Massachusetts General Hospital (NSGMGH) and Dr.Thomas Zeffiro of the NSGMGH, also contributed to the findings. The CETEDUM is based at the University of Montreal affiliated Rivière-des-Prairies Hospital and is part of the Fernand-Seguin Research Centre. It is officially known as Centre d’Excellence en Troubles Envahissants du Développement de l’Université de Montréal. The research was financed in part by grants from Autism Speaks, the Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada, the Canadian Institutes for Health Research and the Fonds de la Recherche en Santé du Québec.

Teleconference/Webcast for Press

A limited number of journalists are invited to take part in a web-based teleconference at which the researchers will present their findings and respond to questions. Human Brain Mapping’s embargo policy also applies to information exchanged during the course of the presentation and discussion. The teleconference will take place on March 30, 2011 at 10.00 am Eastern time.Please contact William Raillant-Clark at 514-343-7593 or w.raillant-[email protected] to RSVP for the conference or to request individual interviews.

Une nouvelle étude confirme les capacités visuelles exceptionnelles des autistes Augmentation de l'activité de la zone du cerveau responsable de la « perception »

SOUS EMBARGO JUSQU'À 09H00 (HEURE DE MONTRÉAL) LE 4 AVRIL 2011

MONTRÉAL, le 4 avril 2011 – Sous la direction du professeur Laurent Mottron, des chercheurs du Centre d'excellence en troubles envahissants du développement de l'Université de Montréal (CETEDUM) ont démontré que les personnes autistes présentent une concentration de ressources cérébrales plus importante dans les zones associées à la détection et à l'identification visuelles et, à l'inverse, présentent moins d'activité dans les zones responsables de la planification et du contrôle des pensées et des actions. Cela pourrait expliquer les capacités exceptionnelles des autistes pour les tâches visuelles. L'équipe a rendu ses découvertes publiques le 4 avril 2011, dans la publication Human Brain Mapping.

Souhaitant comprendre pourquoi les personnes autistes possèdent de grandes capacités de traitement de l'information visuelle, les chercheurs ont colligé 15 années de données sur la manière dont le cerveau autiste travaille lorsqu'il interprète les visages, les objets et les mots écrits. Les données provenaient de 26 études indépendantes d'imagerie cérébrale, qui ont examiné 357 personnes autistes et 370 personnes non autistes. « Grâce à cette méta-analyse, nous avons pu observer que les régions temporales et occipitales du cerveau des autistes démontrent davantage d'activité et le cortex frontal, moins d’activité, que chez les personnes non autistes. Les régions temporales et occipitales identifiées sont traditionnellement engagées dans la perception et la reconnaissance des objets. Les régions frontales dont il est question sont impliquées dans les fonctions cognitives supérieures, comme la prise de décision, le contrôle cognitif, la planification et l'exécution », a expliqué la première auteure de l'article, Fabienne Samson, affiliée au CETEDUM.

« Cet engagement plus prononcé des zones cérébrales responsables des aptitudes visuelles chez les autistes concorde avec les capacités visuo-spatiales supérieures dont jouit cette population », a déclaré madame Samson. La présente découverte suggère une réorganisation fonctionnelle générale du cerveau, aboutissant à favoriser ces processus de perception, grâce auxquels l'information est enregistrée dans le cerveau. Cela permet aux personnes autistes d’accomplir à leur manière des tâches cognitives qui nécessitent une plus grande implication des zones frontales chez les personnes typiques, comme celles nécessitant un raisonnement, par exemple, se prononcer sur la véracité d'un énoncé, ou classer une gamme d'objets par catégories.

« Nous avons synthétisé l’ensemble des recherches actuellement accessibles en neuro-imagerie provenant de tâches qui impliquent des stimuli visuels. Les résultats de cette méta-analyse sont suffisamment concluants pour ressortir malgré la variabilité dans la conception des études, les échantillons et les tâches.

« La robustesse de ce résultat a pour conséquence que le modèle de la cognition des autistes fondé sur un sur-fonctionnement perceptif est le plus validé à l'heure actuelle », a déclaré le professeur Mottron. « L’engagement plus important du système visuel démontré ici constitue la première confirmation physiologique que le sur-fonctionnement du traitement perceptuel est une caractéristique fondamentale de cette population. Nous disposons maintenant d'un énoncé puissant sur le fonctionnement de l'autisme qui permet d’investiguer la perception, l'apprentissage, la mémoire et le raisonnement des personnes autistes sur une base solide ». Cette découverte indique également que le cerveau autiste s'adapte en réaffectant des zones du cerveau à la perception visuelle, ce qui offre plusieurs nouvelles pistes de recherche à l'égard de la plasticité cérébrale du développement et de l'expertise visuelle des autistes.Isabelle Soulières, chercheure au CETEDUM et à l'Hôpital général du Massachusetts (MGH), ainsi que le chercheur Thomas Zeffiro, lui aussi du MGH, ont également contribué à la découverte. Le siège du CETEDUM se trouve à l'Hôpital Rivière-des-Prairies, affilié à l'Université de Montréal, et fait partie du Centre de recherche Fernand-Seguin. Les travaux ont été financés par des subventions octroyées par Autism Speaks, le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, les Instituts de recherche en santé du Canada et le Fonds de la recherche en santé du Québec.

Téléconférence/Webdiffusion à l'intention des médiasUn nombre limité de journalistes sont invités à assister à une téléconférence webdiffusée lors de laquelle les chercheurs présenteront leur découverte et répondront aux questions. La politique d'embargo propre au journal Human Brain Mapping s'applique aux renseignements échangés au cours de la présentation et de la discussion. La téléconférence aura lieu le 30 mars 2011 à 11h00, heure de l'Est.

Veuillez communiquer avec William Raillant-Clark, au 514 343-7593 ou à [email protected], pour confirmer votre présence à la conférence ou pour toute demande d'entrevue individuelle. Images Personne-ressource :William Raillant-ClarkAttaché de presse international Université de MontréalTél. : 514 343-7593 | [email protected] | @uMontreal_News