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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Estudo da conectividade funcional e estrutural e sua relação com distúrbios de memória em pacientes com epilepsia de lobo temporal mesial : Study of functional and structural connectivity and its relationship with memory deficits in patients with mesial temporal lobe epilepsy
Title Alternative: Study of functional and structural connectivity and its relationship with memory deficits in patients with mesial temporal lobe epilepsy
Author: Zanão, Tamires Araujo, 1988-
Advisor: Cendes, Fernando, 1962-
Abstract: Resumo: Introdução: O subtipo mais comum de epilepsia focal é a Epilepsia de Lobo Temporal Mesial (ELTm) e a esclerose hipocampal (EH) é a lesão mais comum nestes pacientes. Ainda, cerca de 20% dos pacientes com ELTm não apresentam sinais na ressonância magnética (RM) de alterações estruturais (RM-negativa). Diferenças importantes existem entre os subgrupos de ELTm quando se considera a presença e o lado da EH. Dentre as "Resting State Networks", destaca-se a "Default Mode Network" (DMN), que possui um sistema cerebral de anatomia definida, compreendendo as regiões do córtex cingulado posterior, córtex precuneus, lobos parietais inferiores bilaterais, córtex pré-frontal medial e lobos temporal mesial e lateral. Evidências sugerem envolvimento do hipocampo no funcionamento da DMN, indicando que a memória episódica pode estar incorporada ao processamento cognitivo da DMN. Além de danos funcionais, as crises epilépticas podem causar danos microestruturais à substância branca. Estudos de neuroimagem em ELT e ELTm encontraram anormalidades estruturais que se estendem além do hipocampo e do lobo temporal. Dentre os tratos destacam-se o fascículo do cíngulo, o fascículo arqueado e o fascículo longitudinal inferior. A anisotropia fracionada é uma medida que tem valores mais altos associados a melhor integridade estrutural, enquanto a anisotropia fracionada diminuída sugere camadas de mielina ou de membrana celular reduzidas. Esses tratos são de especial interesse por estarem diretamente (fascículo do cíngulo) ou intimamente conectados (arqueado e fascículo longitudinal inferior) ao lobo temporal. Evidências sugerem envolvimento desses tratos em funções cognitivas frequentemente prejudicadas em ELTm, como memória. Investigação de alterações de memória, juntamente com análises de DMN e alterações de anisotropia fracionada em substância branca podem auxiliar na elucidação de particularidades e padrões de comprometimentos funcionais e estruturais em pacientes com ELTm, com e sem EH. Objetivos: Investigar relação entre conectividade funcional DMN e integridade microestrutural por imagem de tensor de difusão (DTI) e distúrbios de memória em pacientes com ELTm com EH-direita, EH-esquerda e MRI-negativo. Métodos: Foram coletados dados clínicos, os pacientes passaram por avaliação para confirmação do diagnóstico de ELTm e separação em grupo com EH-direita, EH-esquerda ou RM-negativa. Foram admitidos controles saudáveis sem doenças neurológicas ou neuropsicológicas prévias ou contraindicações para realização de RM. Todos os participantes realizaram RM e todos os pacientes e parte dos controles participaram de avaliação neuropsicológica. Para a DMN foi utilizado o método de semente no córtex cingulado posterior e para a correlação com dados neuropsicológicos foram adicionados ROIs nos hipocampos direito e esquerdo e giro parahipocampal direito e esquerdo. A análise estrutural da substância branca foi feita por meio da análise de anisotropia fracionada. Resultados: Nosso estudo traz evidências de que a ELTm perturba a conectividade funcional da DMN, com redução de recrutamento do hipocampo para os grupos com EH. Em comparação com os controles, todos os grupos de pacientes apresentaram desempenho pior para memória visual e QI, e os grupos com EH para memória verbal. Não encontramos o mesmo padrão da DMN nas correlações com os testes neuropsicológicos. Na análise estrutural (DTI), nossos resultados sugerem que a EH está associada com o comprometimento da anisotropia fracionada, sendo que o grupo EH-esquerda apresentou comprometimento bilateral generalizado da SB em todos os tratos analisados; seguido pelo grupo EH-direita com redução de anisotropia fracionada apenas no hemisfério ipsilateral para fascículo do cíngulo e fascículo longitudinal inferior, sem prejuízos para arqueado. Discussão e conclusão: A conectividade exacerbada em regiões relacionadas a DMN para os grupos EH-direita e RM-negativa, provavelmente envolve uma organização compensatória, enquanto o grupo EH-esquerda não foi capaz de se conectar funcionalmente com regiões adjacentes a rede da DMN. A presença da EH pode interferir nas correlações ipsilaterais entre DMN (semente no córtex cingulado posterior) e os testes neurocognitivos, com comprometimentos cognitivos mais amplos do que o esperado pela lateralização, diferindo da literatura, que associa pior desempenho de memória verbal a EH-esquerda, e visual a EH-direita. A EH também se relaciona com o comprometimento da anisotropia fracionada. No geral, o grupo RM-negativa apresentou valores de anisotropia fracionada mais próximos dos controles, em concordância com a ideia de que a ausência de EH está associada a menos danos à substância branca. Os mecanismos envolvidos na perda da integridade da substância branca diferem entre os grupos de ELTm, resultando em consequências distintas para a cognição

Abstract: Introduction: The most common subtype of focal epilepsy is Mesial Temporal Lobe Epilepsy (MTLE) and hippocampus sclerosis (HS) is the most common lesion in MTLE. In addition, about 20% of patients with MTLE do not show abnormal magnetic resonance (MRI) signals (MRI-negative). Important differences exist between the MTLE subgroups when considering the presence and side of HS. Among the "resting state networks", the "Default Mode Network" (DMN) has a brain system comprising regions of the posterior cingulate cortex, medial prefrontal and medial, lateral, and inferior parietal cortices, cerebellum, and mesial temporal lobe. Evidence suggest involvement of the hippocampus in the functioning of DMN, indicating that memory may be incorporated into the cognitive processing of DMN. In addition to functional damage, seizures can cause microstructural damage to the white matter. Neuroimaging studies suggest that MTLE can affect beyond the hippocampus and temporal lobe. Among the highlighted tracts we analyzed fractional anisotropy of cingulum bundle, arcuate fascicle and inferior longitudinal fascicle. The fractional anisotropy can indicate the integrity of white matter. These fascicules are of special interest because they are directly connected (cingulum) or closely connected (arcuate and inferior longitudinal fasciculus) to the temporal lobe. Evidences suggest the involvement of these tracts in cognitive functions frequently impaired in MTLE, as memory. Investigation of memory alterations, combined with DMN analyzes and fractional anisotropy alterations in the WM can bring enlightenment of particularities and patterns of functional and structural impairments in patients with MTLE, with and without HS. Objectives: To investigate the relationship between functional DMN connectivity and the microstructural integrity by diffusion tensor image (DTI) and memory disorders in patients with MTLE, divided into right-HS, left-HS and MRI-negative. Methods: Clinical data were collected, and patients underwent to evaluation for confirming the diagnosis of MTLE. They were classified in group with right-HS, left-HS or MRI-negative. Healthy controls should not have previous neurological or neuropsychological diseases or contraindication to undergo to MRI acquisition. All participants underwent MRI and all patients and part of the controls participated in neuropsychological assessment. For DMN the seed method was used in the posterior cingulate cortex, and for the correlation with neuropsychological data ROIs were added in the right and left hippocampus and right and left parahipocampal gyrus. We analyzed fractional anisotropy of cingulum, arcuate and inferior longitudinal fasciculus and correlated the values with neuropsychological data. Results: Our study provided evidence that MTLE disrupts the functional connectivity of DMN, with reduced recruitment of the hippocampus within groups with HS. There was also exacerbated connectivity in regions related to DMN for the right-HS and MRI-negative groups. In comparison with controls, all groups of patients performed worse for visual memory and IQ, and groups with HS for verbal memory. We did not find the same pattern of DMN in the correlations with neuropsychological tests. In the microstructural integrity analysis (DTI), our results suggest that HS is hierarchically related to the impairment of fractional anisotropy, and the left-HS group presented generalized bilateral impairment in all analyzed tracts; followed by the HS-right group with reduced fractional anisotropy only in the ipsilateral hemisphere for cingulum and ILF, without impairment for arcuate. Discussion and conclusion: The exacerbated connectivity in regions related to DMN for the HS-right and RM-negative groups probably involves a compensatory organization, while the left-HS group was not able to functionally connect with regions adjacent to the DMN network. The presence of HS can interfere in the ipsilateral correlations between DMN (posterior cingulate cortex seed-based) and neurocognitive tests, with cognitive impairments wider than expected by lateralization, differing from the literature, which associates worse verbal memory performance with left-HS, and visual to right-HS. HS is also associated to fractional anisotropy impairment. In general, the RM-negative group showed fractional anisotropy values similar to the controls, in line with the idea that the absence of HS is associated with less damage to white matter. The mechanisms involved in the loss of white matter integrity differ between the MTLE groups, resulting in different consequences for cognition
Subject: Epilepsia do lobo temporal mesial
Rede de modo padrão
Memória
Imagem de tensor de difusão
Language: Multilíngua
Editor: [s.n.]
Citation: ZANÃO, Tamires Araujo. Estudo da conectividade funcional e estrutural e sua relação com distúrbios de memória em pacientes com epilepsia de lobo temporal mesial : Study of functional and structural connectivity and its relationship with memory deficits in patients with mesial temporal lobe epilepsy . 2020. 1 recurso online ( 113 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas, Campinas, SP.
Date Issue: 2020
Appears in Collections:FCM - Tese e Dissertação

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