“Funcional brain networks before the onset of psychosis: A prospective fMRI study with graph theoretical analysis”

Métodos de Estudo em Neuropsicologia

Mestrado em Neuropsicologia

14 de Dezembro de 2013

Prof.ª Maria Vânia Nunes

O Artigo

Comparação de 37 indivíduos ARMS

Desenvolveram psicose (P)

Não desenvolveram psicose (NP)

O Artigo

Dados fMRI

Análise teórica de Grafos

Comparação das redes cerebrais

funcionais

O Artigo

Córtex Cingulado Anterior Dorsal

Função de suporte executivo

Reduções na centralidade topológica

Introdução

Fase que precede a psicose:

deficiências cognitivas;

alterações de humor;

sintomas psicóticos atenuados;

declínio de funções sociais e ocupacionais.

Introdução

Necessidade de identificar biomarcadores;

Indivíduos ARMS:

decréscimo do volume de massa

cinzenta lobo temporal, ínsula, CC;

Alteração da activação nas regiões

Frontal, Temporal e CC.

IntroduçãoHipóteses

Indivíduos ARMS (P) – redução centralidade

topológica do CCA ≠ ARMS (NP) + Grupo de

controlo.

MétodosParticipantes

22 voluntários saudáveis;

37 indivíduos ARMS;

36 destes com lateralidade à direita e 1 à

esquerda;

Nativos de língua inglesa;

Recrutados via OASIS;

Diagnóstico baseado no CAARMS.

MétodosSeguimento Clínico

24 meses (X = 24,67m); 7 (19%) evoluíram para psicose (5 H; 2 M) Xidade = 24,2 +/- 4,9; SPA (Síndrome psicótica atenuada); 8,5 meses entre o início da pesquisa e a

transição para a psicose; Nenhum dos indivíduos recebeu medicação

anti-psicótica e 1 tomava anti-depressivo.

MétodosSeguimento Clínico

4 sujeitos receberam diagnóstico de esquizofrenia;

1 de perturbação esquizoafectiva; 2 casos não receberam diagnóstico formal, mas

receberam medicação anti-psicótica.

MétodosTarefas experimentais

Tarefa de fluência verbal

Obtidos dados de fMRI

Dizer uma palavra em resposta a uma letra apresentada visualmente;

Não usar nomes, palavras repetidas ou variações gramaticais de uma palavra já usada;

MétodosAquisição e processamento de

imagens Dados da fMRI – recolhidos no Instituto de

Psiquiatria do Hospital Maudsley (Londres), num sistema de 1,5 T GE Sigma;

A fluência verbal foi estudada através de uma sequência ecoplanar de imagens ponderada em T2 (TR = 4000 ms, TE = 40 ms);

MétodosAquisição e processamento de

imagens 108 volumes cerebrais foram recolhidos de cada

sujeito. Cada volume continha 22 axiais, 5 milímetros de fatias com uma lacuna de 0,5 milímetros entre cada fatia;

A Universidade de biblioteca de software fMRIB de Oxford (FSL) foi utilizado para processamento de imagem.

MétodosAquisição e processamento de

imagens A suavização espacial (5 mm) e um filtro alto

(0,01 Hz) foram aplicados nas imagens cruas;

Modelos de ROI foram aplicados ao espaço padrão utilizado para o registo. Variáveis de incómodo (ventrículos, o ruído da substância branca, movimento) foram extraídas e adicionadas como co-variantes sem interesse.

Aquisição e processamento de imagens

MétodosAnálise da conectividade funcional

A conectividade funcional foi determinada através da realização de correlações parciais entre fMRI de séries temporais para todos os pares de nós;

MétodosAnálise de redes

1. Degree-centrality (DC): O grau de um nó é o número de ligações de um nó;

2. Farnness-centrality (FC): É definido como o comprimento médio de um caminho curto entre um nó e todos os outros nós que constituem a rede. Está relacionada com a velocidade com que a informação pode levar desde um nó aos outros nós na rede;

MétodosAnálise de redes

3. Betweenness-centrality (BC): Expressa a frequência com que um nó é visitado pela informação quando esta é transferida ao longo das rotas mais curtas entre qualquer par de nós no sistema; está relacionada com a importância que um nó pode ter ao nível do sistema de transmissão de informações.

ResultadosDados demográficos e clínicos

O grupo de controle, os grupos ARMS-NP e ARMS-P não diferiram nas medidas de idade;

A proporção de homens e o sexo feminino também não diferiram entre os grupos experimentais;

ARMS-P e ARMS-NP não diferiram nas medidas de sintomas positivos, sintomas, ou sintomas psicopatológicos gerais.

Comparações de medidas globais de rede

Comparações entre grupos de indicadores regionais no CCA

Discussão

Indivíduos ARMS (P) mostram uma diminuição mais acentuada da centralidade topológica no CCA do que os indivíduos ARMS (NP) e os indivíduos do grupo de controlo

Em indivíduos saudáveis, o CCA desempenha um papel proponderante na organização da rede funcional do cérebro;

Discussão

Em indivíduos ARMS (NP), a importância topológica do CCA é reduzida, porém ainda permanece entre os nós da rede mais centrais;

Nos indivíduos ARMS (P), esta região não ocupa um papel central na organização da rede funcional;

Discussão

Isto sugere que o estado mental de risco está associado a um papel menor no encaminhamento de informações em redes cerebrais executivas através do CCA e que esta alteração de rede é particularmente evidente nos indivíduos ARMS que posteriormente desenvolvem psicose;

Discussão Este estudo não nos permite determinar se

as diferenças funcionais observadas no CCA de sujeitos ARMS-P reflectem diferenças estáveis na organização das redes cerebrais (desenvolvimento neurológico), ou se são resultado de mudanças progressivas na função cerebral que antecederam o primeiro episódio psicótico;

Discussão Mudanças longitudinais no volume de

massa cinzenta no CCA foram observadas nos indivíduos ARMS com a progressão da doença posterior ao longo de um período de seguimento de 200 dias, o que sugere que um período crítico de mudanças neuroanatómicas pode preceder o início de psicose.

Discussão

Estudos futuros deverão examinar a possível associação entre reduções na centralidade topológica do CCA em redes funcionais executivas e as propriedades estruturais da região.

Conclusão

Este estudo fornece evidências de que as alterações na organização funcional do cérebro precedem o aparecimento da psicose, e sugere que a perda de centralidade topológica no CCA é um potencial biomarcador para a transição para psicose.

Trabalho realizado por...

Afonso ArribançaEmanuel da Conceição