Multimodal MRI Study of Human Brain Connectivity: Cognitive Networks

• Autores: Sala Llonch Roser
• Directores de la Tesis: David Bartrés Faz (dir. tes.), Carme Junqué i Plaja (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2015
• Idioma: inglés
• Tribunal Calificador de la Tesis: Javier Pavía Segura (presid.), Carles Soriano Mas (secret.), Anders M. Fjell (voc.)
• Materias:
  • Psicología
    • Psicología experimental
      • Actividad cerebral
      • Procesos de la memoria
    • Psicología de la vejez
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Dipòsit Digital de la UB
• Resumen

  • Aquesta tesi inclou 6 estudis en els quals s’han utilitzat diversos mètodes d’imatge per ressonància magnètica (IRM) per caracteritzar la connectivitat cerebral i la seva relació amb l’estat cognitiu en joves sans, persones d’edat avançada i pacients amb malaltia d’Alzheimer. Les tècniques d’IRM permeten estudiar la connectivitat estructural a partir del Tensor de Difusió (DTI), i la connectivitat funcional mitjançant la IRM funcional (IRMf), mesurada durant l’execució d’una tasca o durant el repòs. S’ha descrit un conjunt de xarxes neuronals, que inclou la xarxa neuronal per defecte (o Default Mode Network, DMN). Utilitzant IRMf en un grup de joves sans, es va trobar que la connectivitat de la DMN, durant el repòs previ a una tasca correlacionava amb el rendiment. A més, l’estat de les xarxes implicades en la tasca també correlacionà amb l’execució. En un altre grup de joves sans, es van estudiar les xarxes implicades en la memòria de treball amb estímuls facials o espaials. Es van descriure regions i connexions específiques per la memòria de treball amb cares, que implicaren el fusiforme i la regió frontal inferior. Posteriorment, es van estudiar les xarxes de la memòria de treball en l’envelliment. Els subjectes d’edat avançada amb correcta execució mostraren increments d’activitat en regions frontals bilaterals, indicant mecanismes compensatoris. També es varen estudiar patrons de connectivitat global, utilitzant IRM en repòs i graph-theory en un grup de 98 subjectes d’edat avançada. L’edat correlacionà amb un decrement de la connectivitat funcional en les connexions llargues i un increment en les curtes. Els subjectes més grans presentaren més clustering funcional, sobretot en regions frontals i parietals, indicant un increment de la segregació. Les mesures obtingudes es van relacionar amb la memòria visual i verbal. A continuació es vàren estudiar els patrons d’interacció de les xarxes neuronals també en el context de l’envelliment. La connectivitat entre els components de la DMN correlacionà negativament amb l’edat, mentre que la connectivitat entre diferents sistemes augmentà amb l’edat. Aquestes interaccions es relacionaren amb la memòria i les funcions executives. Finalment, es va utilitzar la IRMf en subjectes amb una mutació en el gen Presenilin-1, causant de la malaltia d’Alzheimer. Es van trobar alteracions funcionals en la DMN i en una tasca de memòria episòdica, fins i tot en aquells subjectes que estaven lluny de l’edat d’inici de la malaltia. En resum, hem pogut demostrar la utilitat de la IRMf per a estudiar xarxes de connectivitat cerebral i hem pogut concloure que aquestes correlacionen amb l’estat cognitiu i amb l’execució de les tasques. A més, s’han descrit alteracions en la connectivitat durant l’envelliment sà i en la malaltia d’Alzheimer, fins i tot abans de l’aparició de símptomes clínics. La DMN apareix com un sistema altament implicat en cognició en subjectes joves sans, però també com el sistema més vulnerable tant en l’envelliment com en la malaltia d’Alzheimer.