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Thèse de Doctorat
DOI
10.11606/T.5.2014.tde-08042014-084141
Document
Auteur
Nom complet
Mariana Penteado Nucci da Silva
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
São Paulo, 2013
Directeur
Jury
Amaro Júnior, Edson (Président)
Lacerda, Shirley Silva
Saldiva, Paulo Hilario Nascimento
Arcuri, Silvia Maria
Martin, Maria da Graça Morais
Titre en portugais
Funções cognitivas em vítimas de afogamento: análise neuropsicológica e ressonância magnética funcional
Mots-clés en portugais
Afogamento
Atividade motora
Hipóxia encefálica
Imagem por ressonância magnética funcional
Memória operacional
Testes neuropsicológicos
Resumé en portugais
OBJETIVO: Avaliar o desempenho em testes neuropsicológicos e a resposta hemodinâmica cerebral medida por ressonância magnética funcional (RMf) em tarefas de memória e motora numa amostra de pacientes vítimas de afogamento com perda de consciência comparados a um grupo de indivíduos saudáveis. MATERIAL E MÉTODO: Estudamos 15 voluntários com média de idade de 23,7 anos no grupo de pacientes, selecionados a partir de amostra de 157 vítimas de afogamento, tendo como critérios de inclusão grau 3 e 4 da Escala de Afogamento (Szpilman, D. 1997) e excluindo-se aqueles com lesões estruturais cerebrais, antecedentes de alterações neurológicas ou psiquiátricas. Este grupo foi comparado a 18 voluntários saudáveis com média de idade de 25,3 anos selecionados para o grupo controle, pareados por anos de educação formal, idade e sexo. As imagens estruturais para referência anatômica (T1 3D; FLAIR 2D) e imagens funcionais axiais eco-planar, gradiente de ecos com ponderação T2*, com voxels isotrópicos de 3mm foram adquiridas em sistema de RM de 3,0 Teslas e os estímulos apresentados visualmente e sincronizados com a aquisição das imagens. O estudo de RMf foi realizado em desenho em bloco, com tarefa motora e de memória. Os dados de RMf foram préprocessados para correção de movimento, filtro espacial e temporal e foi aplicado Modelo Geral Linearizado para identificação de áreas cerebrais associadas às tarefas e produção de mapas estatísticos limiarizados (p < 0,05) representado a resposta cerebral de cada grupo, corrigidos para comparações múltiplas. Foram realizados testes ANOVA na comparação entre os dois grupos quanto às áreas cerebrais detectadas nas duas tarefas, sem e com utilização de co-variáveis obtidas de parâmetros dos testes neuropsicológicos. Além disso, investigamos a conectividade entre as regiões de redes neurais de cada paradigma através da análise de PPI e análise de correlação média de regiões da rede clássica de memória e motora entre os grupos. RESULTADOS: O desempenho neuropsicológico dos grupos foi similar na maioria dos testes, porém os pacientes (GP) apresentaram diferença significativa com pior desempenho no teste FAS e Dígitos e melhor desempenho na parte do reconhecimento do teste BVMT em relação aos controles (GC) (FAS: GC=40,0±8,6; GP=31,7±8,9; P=0,010/ Dígitos: GC=14,3±3,7; GP=12,3±2,1; P=0,050/ BVMT reconhecimento: GC=5,6±0,05; P=6,0; P=0,005). Durante os exames de RMf o desempenho comportamental foi similar em ambos os grupos nas duas tarefas (média de acurácia: GC=70,2±11,3%; GP=73,0±10,1%; P=0,460/ Tempo de reação: GC=1328,6±196,8ms; GP=1163,7±198,5ms; P=0,020/ frequência: GC=2,9±0,9Hz; GP=2,5±0,5Hz; P=0,108). No paradigma de memória, os controles apresentaram maior ativação em relação aos pacientes na região do giro temporal médio à direita e cuneus, giro lingual e sulco intraparietal à esquerda; esta diferença foi modulada pelo desempenho em testes neuropsicológicos de Dígitos, FAS e BVMT; não houve diferença no padrão da rede neural desta tarefa na análise PPI; houve maior correlação da rede frontoparietal à direita no grupo controle. No paradigma motor, os pacientes apresentam maior ativação em relação aos controles na região do putame e ínsula à esquerda; esta diferença foi modulada pelo desempenho em testes neuropsicológicos de Dígitos e FAS; a rede neural motora apresentou diferença entre os grupos na análise PPI: houve decréscimo da conectividade funcional entre a área motora suplementar (AMS) e as regiões do giro pré e pós-central à esquerda e porção opercular do giro frontal médio à direita nos pacientes em relação aos controles; porém, houve maior correlação da série temporal dos pacientes entre a AMS e a área sensitivomotora à esquerda. CONCLUSÃO: O desempenho neuropsicológico encontrado nesta amostra de vítimas de afogamento pode ser considerado normal ou com alterações leves, o que difere de estudos nessa população com diferentes graus de agressão hipóxia. As diferenças de atividade cerebral na rede associada à tarefa de memória - uma função frequentemente descrita como alterada em casos de afogamento mais severo - pode representar mecanismo de reorganização neural. A alteração do padrão de funcionamento da rede neural motora nestes pacientes corrobora as hipóteses baseadas na literatura de pacientes com agressão severa, com alta probabilidade de acometimento estrutural em núcleos da base. Os nossos resultados mostram que alterações na rede cerebral associada à função de memória e motora estão presentes mesmo sem evidente comprometimento estrutural ou neuropsicológico
Titre en anglais
Cognitive functions in drowning victims: neuropsychological assessment and functional magnetic resonance imaging
Mots-clés en anglais
Drowning
Functional magnetic resonance imaging
Hypoxia brain
Motor activity
Neuropsychological tests
Working memory
Resumé en anglais
hemodynamic response measured by functional magnetic resonance imaging (fMRI) on memory and motor tasks in a sample of drowning victims with loss of consciousness compared to a group of healthy individuals. MATERIAL AND METHODS: We studied 15 volunteers (six men; mean age: 23.7 years) enlisted in the group of patients, which were selected from a sample of 157 drowning victims, with the inclusion criteria grade 3 and 4 Scale Drowning (Szpilman D., 1997) and excluding those with structural brain lesions , history of neurological or psychiatric disorders. This group was compared to 18 healthy volunteers (five men; mean age: 25.3 years matched for years of education, age and sex (control group). Structural images for anatomical reference (T1 3D, 1mm isotropic voxels; FLAIR 2D, voxels 1.2x1.2x5mm) and functional imaging axial echo - planar gradient echo T2*- weighted (Blood Oxygenation Level Dependent ) with 3mm isotropic voxels were acquired in MR system of 3.0 Tesla using a 8 Ch head coil, the stimuli presented visually and synchronized with image acquisition (Zurc & Zurc , São Paulo - Brazil). The study was conducted using fMRI block design, with motor task (finger tapping) and memory (visual recognition - part of the International Consortium for Brain Mapping). Subjects' performance in the fMRI tasks were recorded using a response box and visual observation of hand movement frequency. fMRI data were preprocessed for motion correction , spatial and temporal filter was applied and General Linear Model (GLM) was used for identification of brain areas associated with the tasks. Statistical thresholded maps (p < 0.05) representing group response to each task were corrected for multiple comparisons. ANOVA tests were performed to compare the group maps in the two tasks, with and without using covariates obtained from neuropsychological. Furthermore, we investigated the connectivity between regions of each neural network paradigm by analyzing psychophysiological interaction (PPI) and direct correlation analysis between classical regions of the motor and memory networks. RESULTS : The neuropsychological performance of the groups were similar in most tests, but patients (PG) showed significant differences with worse performance in and Digit and FAS tests, and a better performance in the recognition part of the BVMT test compared to controls (CG) (FAS: CG =40,0±8,6; PG =31,7±8,9; P=0,010/ Digits: CG =14,3±3,7; PG =12,3±2,1; P=0,050/ Recognition BVMT: CG =5,6±0,05; PG =6,0; P=0,005). Behavioral performance was similar in both groups on both fMRI tasks (mean accuracy: CG =70,2±11,3%; PG =73,0±10,1%; P=0,460 / RT: CG =1328,6±196,8ms; PG =1163,7±198,5ms; P=0,020 / frequency: CG =2,9±0,9Hz; PG =2,5±0,5Hz; P=0,108). In the memory task, controls showed greater activation compared to patients in the middle temporal gyrus and right cuneus, lingual and borders of the left intraparietal sulcus; this difference was modulated by performance on Digits, FAS and BVMT tests; we found no difference in the pattern of neural network on PPI analysis; there was, however, a higher correlation of the right frontoparietal network in the control group. In the motor task, patients showed greater activation than controls in the region of the putamen and left insula; this difference was modulated by performance on neuropsychological tests of Digits and FAS in the left hand task; the motor neural network differed between groups in PPI analysis: there was a decrease of functional connectivity between the supplementary motor area (SMA) and the regions of the left pre- and post-central gyrus and opercular portion of the right middle frontal gyrus in patients compared to controls; on the other hand, there was greater correlation between the time series of the AMS and the left sensorimotor area in patients. CONCLUSION: The neuropsychological performance differences found in this sample of drowning victims can be considered normal or mild abnormalities, which differ from studies using drowning population with varying degrees of hypoxia. Differences in brain activity in the network associated with memory task - a function often affected in more severe cases of drowning - may represent a neural reorganization mechanism. The changes in the motor neural network in these patients confirm the hypotheses based on the literature of patients with severe aggression, who have a high probability of structural involvement in the basal ganglia. Our results show that changes in brain network associated with memory function and motor are present even without apparent structural or neuropsychological impairment
 
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Date de Publication
2014-04-10
 
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