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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.5.2008.tde-24042008-132134
Document
Author
Full name
Leandro Augusto Paula da Silva
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2008
Supervisor
Committee
Lafer, Beny (President)
Alves, Tania Corrêa de Toledo Ferraz
Buchpiguel, Carlos Alberto
Lacerda, Acioly Luiz Tavares de
Teixeira Junior, Antonio Lúcio
Title in Portuguese
Estimulação magnética transcraniana: um estudo controlado do padrão da ativação cerebral na depressão maior utilizando a tomografia por emissão de pósitrons
Keywords in Portuguese
Estimulação magnética transcraniana
Processamento de imagem assistida por computador
Tomografia por emissão de pósitrons
TRanstorno depressivo maior/fisiopatologia
Transtornos do humor
Abstract in Portuguese
Falhas na conectividade cerebral e na atividade córtico-límbica podem estar envolvidas no Transtorno Depressivo Maior (TDM). O uso simultâneo da Estimulação Magnética Transcraniana (EMT) e a Tomografia por Emissão de Pósitrons (PET) é um eficiente método não-invasivo para estudar a conectividade funcional interregional do cérebro humano e os mecanismos envolvidos na ação precisa da EMT sobre o córtex préfrontal dorso-lateral (CPFDL), componente do modelo neuroanatômico da depressão. O presente estudo avaliou o padrão de ativação das áreas envolvidas neste modelo, como o CPFDL, tálamo, hipocampo, amígdala, giro do cíngulo e cerebelo, em pacientes com Transtorno Depressivo Maior (TDM), comparados a controles. Dezessete pacientes com TDM e 17 controles foram estudados. A EMT foi aplicada em uma frequência de 3 Hz no CPFDL esquerdo. Um braço robótico para localização precisa do estímulo foi utilizado. Cada indivíduo foi submetido a duas sessões de EMT em três intensidades (90% do Limiar Motor (LM), 100% do LM e 110% do LM) e duas sessões de EMT "placebo" (aplicadas como clicks auditivos). Durante a EMT, as imagens foram realizadas em uma câmera GE 4096 e o fluxo sanguíneo cerebral foi medido através da PET utilizando H2 15O. Imagens por Ressonância Magnética (RMI) foram adquiridas para co-registro da PET-RMI, possibilitando a localização precisa do CPFDL. Mudanças significativas no Fluxo Sanguíneo Cerebral (FSC) indicando atividade neural foram detectadas utilizando uma estratégia de subtração sem áreas de interesse prévias. Os pacientes, comparados a controles, apresentaram uma resposta diminuída do FSC na área estimulada (CPFDL esquerdo) na intensidade de 100% do LM. Áreas não diretamente estimuladas que apresentaram uma diminuição do FSC, em pacientes, foram o giro do cíngulo anterior direito (90% do LM) e, dentre as regiões sub-corticais, globo pálido esquerdo (90% e 110% do LM) e tálamo direito (100% do LM). O giro do cíngulo posterior, bilateralmente, e a vermis cerebelar direita apresentaram aumento do FSC em todas as intensidades de estimulação. Este estudo sugere que pacientes com depressão maior podem apresentar um limiar mais alto para a estimulação com EMT do CPFDL esquerdo, e uma resposta córtico-límbica distinta à EMT, quando comparados aos resultados dos indivíduos controles. Estes achados devem ser considerados em estudos que utilizarem EMT para tratamento da depressão. Este estudo sugere que a fisiopatologia do TDM envolve um prejuízo da conectividade córtico-límbica.
Title in English
A TMS/PET study on brain activity and connectivity in recurrent major depression
Keywords in English
Depressive disorder major/physiopatology
Electric stimulation
Image processing computer-assisted
Mood disorders
Positron-Emission tomography
Abstract in English
Disturbed corticolimbic activity and connectivity may underlie major depressive disorder. The simultaneous use of transcranial magnetic stimulation (TMS) and positron emission tomography (PET) is a powerful noninvasive method to study interregional functional connectivity of the dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC), a major component of the neuroanatomic model of depression. Seventeen unmedicated patients with recurrent major depression and 17 healthy volunteers were studied. TMS was delivered at 3 Hz to the left DLPFC by image guided robotic TMS (irTMS) system. Each subject underwent two trials of TMS at each of three intensities (90% MT (motor threshold), 100% MT, 110% MT), and two trials of sham TMS (delivered as auditory clicks). During the TMS, cerebral blood flow (CBF) was measured with H2 15O-Positron Emission Tomography (PET). An anatomical MR scan was acquired for PET-MRI co-registration to facilitate precise location of the DLPFC. Significant changes in cerebral blood flow indicating neural activity were detected using a ROI-free image subtraction strategy. Patients had a decreased response in regional CBF (rCBF) in left DLPFC in the intensity of 100% of MT. Left and right posterior cingulate demonstrated increased CBF across all intensities in depressed patients. Patients also had a decreased response in the right anterior cingulate at 90% of MT and right cerebellar vermis in response to left DLPFC stimulation across all intensities, compared to healthy volunteers. Among subcortical regions, only left globus pallidus and right thalamus showed a significant de-activation across varying TMS intensities. Patients with major depression may have a higher threshold for the TMS stimulation of the left DLPFC and a different corticolimbic response to TMS stimulation than healthy controls, a finding that must be taken into consideration in studies utilizing TMS as a treatment for depression. These findings suggest impaired cortico-limbic connectivity in unipolar depression, which could underlie illness pathophysiology.
 
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leandrosilva.pdf (7.03 Mbytes)
Publishing Date
2008-05-16
 
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