Spect of the Brain in Childhood Autism: Evidence for a Lack of Normal Hemispheric Asymmetry

SUMMARY Autism is thought to be associated with abnormal hemispheric specialization and left‐hemispheric dysfunction. Brain functional imaging using 133 Xe‐SPECT (single photon emission computed tomography) was used to measure left/right asymmetry and absolute values of regional cerebral blood flow (rCBF) in 18 children with autism aged from four to 17 years and 10 age‐matched controls. All controls but only 10 children with autism were right‐handed. The left‐to‐right indices, both hemispheric and regional, were positive in controls, indicating higher left than right rCBF values, but were negative in patients with autism. This inversion was statically significant for total hemispheres, sensorimotor and language‐related cortex and was explained by a significant decrease of the left absolute rCBF values in these regions in the patients with autism. The inversion was independent of handedness, sex and age. These results confirm the existence of left‐hemispheric dysfunction in childhood autism, especially in the cortical areas devoted to language and handedness, leading to anomalous hemispheric specialization. RÉSUMÉ La tomographic par émission photonique dans l'autisme infantile: mise en évidence de l'absence d'asymétrie hémisphérique normale On considère souvent que l'autisme est associéà une specialisation hémispherique anormale et une dysfonction de L'hémisphère gauche. Une imagerie fonctionnelle cérébrale utilisant le SPECT avec le xénon 133 (tomographic d'émission monophotoniquc) a été utilisée pour mesurer l'asymétrie gauche/droite et les valeurs absolues du debit sanguin cérébral régional (rCBF) chez 18 enfants autistes ages de quatre à 17 ans, et 10 contrôles appariés en âge. Tous les contrôles mais seulement 10 autistes étaient droiticrs. Les indices gauche/droit, à la fois hémisphériques et régionaux, étaient tous positifs chez les contrôles, indiquant des valeurs rCBF plus élévees à gauche qu'à droite, tandis qu'ils étaient négatifs chez les autistes. Cette inversion était statistiquement significative pour L'hemisphere entier, le cortex sensori‐moteur et les régions liées au langage et s'expliquait par une dimunution significative des valeurs absolues gauches du débit de ces régions chez les autistes. L'inversion était indépendante de la latéralité, du scxe et de L'âge. Ces résultats confirment L'existence d'une dysfonction de L'hémisphère gauche dans l'autisme infantile, spécialement dans les aires corticales spécialisés pour le langage et dc la commande manuelle, conduisant à une spécialisation hemisphérique anormale. ZUSAMMENFASSUNG Hint SPECT Darstellung bei kindlichem Aittismus: Verdacht auf das Fehlen eincr normalen Hemisphärenasymmetrie Es wird angenommen, daß Autismus mit abnormer Spezialisierung der Hemisphären und mit einter Dysfunktion der linken Hemisphäre verbunden ist. Es wurde eine Hirnfunktionsdarstellung mit 133‐Xenon SPECT (Einzelphotonenemissionskomputcrtomographie) durchgeführt, urn bei 18 Kindern mit Autismus im Alter von vier bis 17 Jahren und 10 altersentsprechenden Kontrollen die links/rechts Asymmetrie und Absolutwrte des regionalen cerebralen Blutflusses (rCBF) zu messen. Alle Kontrollen, aber nur 10 Kinder mit Autismus waren Rechtshänder. Die links zu rechts Indices waren bei den Kontrollen sowohl hemisphärisch wie regional alle positive, indem links höhere rCBF Werte angezeigt wurden als rechts, bei den Patienten mit Autismus waren sie jedoch negativ. Diese Umkehrung war statistisch signifikant für die Gesamthemisphären, den sensomotorischen – und den Sprach‐Corlex und war erkärt durch cine signifikante Vermindenrung dcr linken absoluten rCBF Werte in diesen Regionen bei den Patientent mil Autismus. Die Umkehrung war unabhängig von Handdominanz, Geschlecht und Alter. Diese Frgebnisse bestatigen das Vorliegen einer Dysfunktion der linken Hemisphäre beim kindlichen Autismus. insbewsondere in den corticalen Regionen für Sprache und Handdominanz, was zu eincr abnormen Hemisphärenspezialisierung führt. RESUMEN Imogen cerebral con SPECT en el autismo infantil: evidenria de una falta de asimetria hemisférica normal. Se crée que el autismo está asociado a una especialiazción hemisférica anormal y a una disfuncfon hemisférica izquicrda. Sc utilizeó la imagen cerebral funcional con el SPECT xenon 133 (tomogrufia compu tada por emisión de un linico fotón), para medir la asimetría derecha – izquicrda y los valores absolutos del flujo cerebral regional (rF'C) en 18 niños con autismo, de cuatro a 17 uños de edad yen 10 controles correspondientes por la edad. Todos los coniroles y sólo 10 niños con autismo eran dextromanos. Los indices izquiderda a derecha, hemisféricos y regionales eran positivos en todos los controles, indicando unos valores de rfC mayores en el lado izquierdo. En cambio. eran negativos en los autistas. Esta inverseón era estadfsticamente significativa para los hemisferios totales y el cortex sensorimotor y el córtex en relación con el lenguaje y se explicó por una disminución significativa de los valores absolutos izquierdos de rFC, en las citadas regiones, en los autistas. La inversión era independiente de la lateralidad manual, el sexo y la edad. Estos resultados confirman la existencia de una disfunción en el hemis ferio izquierdo en los niños autistas, especialmente en las áreas eorticale en relación con el lenguage y la lateralidad manual, produciendo una especialización hemisférica anómala.