Subtly altered topological asymmetry of brain structural covariance networks in autism spectrum disorder across 43 datasets from the ENIGMA consortium
Zhiqiang Sha
,
Daan van Rooij
(1)
,
Evdokia Anagnostou
(2, 3)
,
Celso Arango
(4)
,
Guillaume Auzias
(5)
,
Marlene Behrmann
,
Boris Bernhardt
(6)
,
Sven Bolte
(7, 8, 9)
,
Geraldo Busatto
(10)
,
Sara Calderoni
(11)
,
Rosa Calvo
(12)
,
Eileen Daly
(13)
,
Christine Deruelle
(5)
,
Meiyu Duan
,
Fabio Luis Souza Duran
,
Sarah Durston
(14)
,
Christine Ecker
(15)
,
Stefan Ehrlich
(16)
,
Damien Fair
(17)
,
Jennifer Fedor
,
Jacqueline Fitzgerald
,
Dorothea Floris
,
Barbara Franke
,
Christine Freitag
,
Louise Gallagher
,
David Glahn
,
Shlomi Haar
,
Liesbeth Hoekstra
,
Neda Jahanshad
,
Maria Jalbrzikowski
,
Joost Janssen
,
Joseph King
,
Luisa Lazaro
,
Beatriz Luna
,
Jane Mcgrath
,
Sarah Medland
,
Filippo Muratori
,
Declan Murphy
,
Janina Neufeld
,
Kirsten O’hearn
,
Bob Oranje
,
Mara Parellada
,
Jose Pariente
,
Merel Postema
,
Karl Lundin Remnelius
,
Alessandra Retico
,
Pedro Gomes Penteado Rosa
,
Katya Rubia
,
Devon Shook
,
Kristiina Tammimies
,
Margot Taylor
,
Michela Tosetti
,
Gregory Wallace
,
Fengfeng Zhou
,
Paul Thompson
,
Simon Fisher
,
Jan Buitelaar
,
Clyde Francks
1
Donders Center for Cognitive Neuroimaging
2 Holland Bloorview Kids Rehabilitation Hospital [Toronto, ON, Canada]
3 University of Toronto
4 UCM - Universidad Complutense de Madrid = Complutense University of Madrid [Madrid]
5 INT - Institut de Neurosciences de la Timone
6 MNI - McConnell Brain Imaging Centre
7 Karolinska Institutet [Stockholm]
8 SLSO - Stockholm Health Care Services
9 Curtin University
10 USP - Universidade de São Paulo = University of São Paulo
11 University of Pisa - Università di Pisa
12 Department of Child and Adolescent Psychiatry and Psychology, Centro de Investigación Biomédica en Red de Salut Mental (CIBER-SAM Network)
13 King‘s College London
14 University Medical Center [Utrecht]
15 Goethe-Universität Frankfurt am Main
16 MGP (US 1367) - MetaGenoPolis
17 OHSU - Oregon Health and Science University [Portland]
2 Holland Bloorview Kids Rehabilitation Hospital [Toronto, ON, Canada]
3 University of Toronto
4 UCM - Universidad Complutense de Madrid = Complutense University of Madrid [Madrid]
5 INT - Institut de Neurosciences de la Timone
6 MNI - McConnell Brain Imaging Centre
7 Karolinska Institutet [Stockholm]
8 SLSO - Stockholm Health Care Services
9 Curtin University
10 USP - Universidade de São Paulo = University of São Paulo
11 University of Pisa - Università di Pisa
12 Department of Child and Adolescent Psychiatry and Psychology, Centro de Investigación Biomédica en Red de Salut Mental (CIBER-SAM Network)
13 King‘s College London
14 University Medical Center [Utrecht]
15 Goethe-Universität Frankfurt am Main
16 MGP (US 1367) - MetaGenoPolis
17 OHSU - Oregon Health and Science University [Portland]
Zhiqiang Sha
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1192256
- ORCID : 0000-0001-6604-6202
Celso Arango
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1192257
- ORCID : 0000-0003-3382-4754
Marlene Behrmann
- Fonction : Auteur
Boris Bernhardt
- Fonction : Auteur
- PersonId : 764715
- ORCID : 0000-0001-9256-6041
Sven Bolte
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1192258
- ORCID : 0000-0002-4579-4970
Rosa Calvo
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1192259
- ORCID : 0000-0001-9572-4228
Meiyu Duan
- Fonction : Auteur
Fabio Luis Souza Duran
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1192261
- ORCID : 0000-0002-7603-6152
Jennifer Fedor
- Fonction : Auteur
Jacqueline Fitzgerald
- Fonction : Auteur
Dorothea Floris
- Fonction : Auteur
Barbara Franke
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1192058
- ORCID : 0000-0003-4375-6572
Christine Freitag
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1192262
- ORCID : 0000-0001-9676-4782
Louise Gallagher
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1192019
- ORCID : 0000-0001-9462-2836
David Glahn
- Fonction : Auteur
Shlomi Haar
- Fonction : Auteur
Liesbeth Hoekstra
- Fonction : Auteur
Neda Jahanshad
- Fonction : Auteur
Maria Jalbrzikowski
- Fonction : Auteur
Joost Janssen
- Fonction : Auteur
Joseph King
- Fonction : Auteur
Luisa Lazaro
- Fonction : Auteur
Beatriz Luna
- Fonction : Auteur
Jane Mcgrath
- Fonction : Auteur
Sarah Medland
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1192263
- ORCID : 0000-0003-1382-380X
Filippo Muratori
- Fonction : Auteur
Declan Murphy
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1192264
- ORCID : 0000-0002-6664-7451
Janina Neufeld
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1192265
- ORCID : 0000-0002-7743-526X
Kirsten O’hearn
- Fonction : Auteur
Bob Oranje
- Fonction : Auteur
Mara Parellada
- Fonction : Auteur
Jose Pariente
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1192038
- ORCID : 0000-0002-7358-7602
Merel Postema
- Fonction : Auteur
Karl Lundin Remnelius
- Fonction : Auteur
Alessandra Retico
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1192043
- ORCID : 0000-0001-5135-4472
Pedro Gomes Penteado Rosa
- Fonction : Auteur
Katya Rubia
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1192266
- ORCID : 0000-0002-1410-7701
Devon Shook
- Fonction : Auteur
Kristiina Tammimies
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1192267
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Margot Taylor
- Fonction : Auteur
Michela Tosetti
- Fonction : Auteur
Gregory Wallace
- Fonction : Auteur
Fengfeng Zhou
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1192268
- ORCID : 0000-0002-8108-6007
Paul Thompson
- Fonction : Auteur
Simon Fisher
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1188312
- ORCID : 0000-0002-3132-1996
Jan Buitelaar
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1192269
- ORCID : 0000-0001-8288-7757
Clyde Francks
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1188311
- ORCID : 0000-0002-9098-890X
Résumé
Abstract Small average differences in the left-right asymmetry of cerebral cortical thickness have been reported in individuals with autism spectrum disorder (ASD) compared to typically developing controls, affecting widespread cortical regions. The possible impacts of these regional alterations in terms of structural network effects have not previously been characterized. Inter-regional morphological covariance analysis can capture network connectivity between different cortical areas at the macroscale level. Here, we used cortical thickness data from 1455 individuals with ASD and 1560 controls, across 43 independent datasets of the ENIGMA consortium’s ASD Working Group, to assess hemispheric asymmetries of intra-individual structural covariance networks, using graph theory-based topological metrics. Compared with typical features of small-world architecture in controls, the ASD sample showed significantly altered average asymmetry of networks involving the fusiform, rostral middle frontal, and medial orbitofrontal cortex, involving higher randomization of the corresponding right-hemispheric networks in ASD. A network involving the superior frontal cortex showed decreased right-hemisphere randomization. Based on comparisons with meta-analyzed functional neuroimaging data, the altered connectivity asymmetry particularly affected networks that subserve executive functions, language-related and sensorimotor processes. These findings provide a network-level characterization of altered left-right brain asymmetry in ASD, based on a large combined sample. Altered asymmetrical brain development in ASD may be partly propagated among spatially distant regions through structural connectivity.
Domaines
Sciences du Vivant [q-bio]
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)