Introdução: O traumatismo cranioencefálico (TCE) é um problema de saúde mundial, uma vez que aumentam a cada dia o índice de acidentes de trânsito, violência interpessoal e quedas. Destaca-se como a principal causa de morte e incapacidade, principalmente entre jovens, com impacto na qualidade de vida do indivíduo, sua família e sociedade. Neste estudo foram recrutados indivíduos com lesão axonal difusa (LAD), que se caracteriza por estiramento ou ruptura do axônio ou outras estruturas em diferentes regiões cerebrais. É o tipo de TCE mais recorrente, com comprometimento, principalmente de déficits cognitivos. O objetivo foi descrever a linguagem de indivíduos acometidos por LAD no que diz respeito à linguagem, funcionalidade da comunicação e função executiva. Método: A amostra foi composta por 76 indivíduos, divididos em grupos de igual número: grupo controle (38) e grupo de estudo (38) e foram avaliados mediante aplicação do BEST-2, Token teste, fluência verbal fonêmica, teste de trilhas, teste Wisconsin e o domínio de comunicação social do questionário ASHA FACS. Resultados: No grupo de estudo prevaleceram indivíduos acometidos por TCE grave. Os resultados mostram diferenças significantes entre grupo controle e indivíduos com TCE com LAD quanto aos testes aplicados, exceto para fluência fonêmica. Além disso, houve correlação entre os testes cognitivos e de linguagem. Conclusões: Os indivíduos com lesão axonal difusa moderada e grave apresentaram alterações de compreensão e expressão da linguagem, que impactaram a comunicação social, aspecto essencial para a funcionalidade. As alterações de linguagem, comunicação e funções executivas mostraram-se associadas. Estudos com maior número de participantes e com lesões de menor gravidade seriam interessantes para ampliarmos o conhecimento sobre as sequelas dos agravos traumáticos nessa população jovem / Introduction: Traumatic brain injury (TBI), also known as intracranial injury, is a global health issue, as the occurrence of interpersonal violence, traffic accidents and falls rises every day. Worldwide, TBI is the leading cause of death and disability, especially among young people, impacting on the cost of treatment and quality of life of the individual and his or her family. This study observed individuals presenting diffuse axonal injury, which is characterized by stretching or breakage of the axon or other structures in different brain regions. It is the most recurrent type of TBI, with commitment, mainly cognitive deficits. The objective was to describe the language of individuals with LAD with respect to language, communication and functionality of executive function. Method: The sample was composed of 76 subjects, divided into groups of equal numbers: control group (38) and study group (38) and were assessed by applying BEST-2, Token Teste, verbal fluency, phonemic, trail making tests, Wisconsin test and the domain of social communication from questionnaire ASHA FACS. Results: In the sample, individuals that were seriously compromised prevailed. The results show significant differences between control group and individuals with TBI diffuse axonal injury in every language and executive function test applied. In addition, there was a correlation between cognitive and language testing. Conclusions: Individuals with moderate or serious diffuse axonal injury presented alteration in comprehension and expression of language, which impacted their social communication, essential for functionality. Changes in language, communication and executive functions were associated. Studies with larger numbers of participants and with minor injuries would be interesting to enable us to expand our knowledge regarding the consequences of traumatic aggravations in this young population

INTRODUÇÃO: O comprometimento cognitivo observado na lesão axonial difusa (LAD) é considerado uma das mais debilitantes sequelas neurológicas nesta população. A estimulação magnética transcraniana (EMT), uma técnica de estimulação encefálica não-invasiva, tem sido utilizada com sucesso no tratamento de doenças neuropsiquiátricas. Os resultados pouco satisfatórios dos tratamentos convencionais dos distúrbios cognitivos vistos no traumatismo cranioencefálico (TCE) motivaram a investigação por novas estratégias terapêuticas, dentre elas a EMT. Entretanto, até o presente momento, não há estudos Sham-controlados investigando os efeitos cognitivos induzidos pela EMT nessa população. Assim, o presente estudo avaliou a segurança, tolerabilidade e eficácia da EMT na reabilitação cognitiva de pacientes com LAD crônica. MÉTODOS: Trata-se de um ensaio clínico prospectivo aleatorizado, duplamente encoberto, que incluiu 37 participantes com o diagnóstico de LAD crônica, em dois grupos de intervenção: Ativo e Sham. A EMT repetitiva (EMTr) de alta frequência (10 Hz) foi aplicada no córtex pré-frontal dorsolateral (CPFDL) esquerdo em um total de 10 sessões, com intensidade de 110% do limiar motor de repouso. Todos os participantes realizaram avaliação neuropsicológica (ANP), composta por sete testes neuropsicológicos [1: TMT Partes A e B; 2: Brief Visuospatial Memory Test (BVMT); 3: Hopkins Verbal Learning Test (HVLT); 4: Grooved Pegboard Test; 5: teste de Fluência Verbal semântica e fonêmica; 6: teste dos Dígitos e 7: teste dos Cinco Pontos], e avaliação da excitabilidade cortical (AEC), por meio da EMT de pulsos simples e pareados, ambas realizadas em três momentos distintos: antes da intervenção (E1 - pré-intervenção), até uma semana (E2 - pós-intervenção precoce) e 90 dias (E3 - pós-intervenção tardio) após o término da EMTr. O participante desconhecia em qual grupo de intervenção havia sido alocado, assim como o avaliador que realizou as ANPs. A medida de desfecho primário foi o escore no Trail Making Test (TMT) Parte B, um teste robusto que avalia funções executivas e atenção. RESULTADOS: Trinta participantes foram submetidos à EMTr e concluíram o seguimento, sendo 17 deles presentes no grupo Ativo e 13 no grupo Sham. Os dados demográficos pesquisados na linha de base, bem como os escores da ANP e valores aferidos na AEC, não foram diferentes entre os grupos. Com relação à performance no TMT Parte B, os tempos medianos aferidos no grupo Ativo foram 141 (100 - 209,5), 85 (67 - 274) e 161 (73 - 223) segundos nos momentos E1, E2 e E3, respectivamente, enquanto que no grupo Sham foram 97 (83 - 269), 70 (60 - 212) e 96 (59,5 - 171,5) segundos. Não houve interação tempo x grupo significativa entre as condições testadas (Ativo vs. Sham) durante os três momentos de avaliação (análise de variância ANOVA; P = 0,450), denotando não ter havido diferença no desempenho do TMT Parte B antes e após o tratamento. Consoante aos resultados do TMT Parte B, as pontuações obtidas nos outros testes incluídos na ANP não demonstraram diferenças em relação aos grupos de intervenção. Não foram observadas mudanças significativas, ou interação entre os grupos nos parâmetros avaliados na AEC. Em uma análise exploratória, observou-se alteração da inibição intracortical de intervalo curto, um dos parâmetros medidos na AEC, na linha de base do estudo em comparação com dados disponíveis na literatura em indivíduos saudáveis, sugerindo a existência de um comprometimento de circuitos corticais inibitórios nos pacientes com LAD crônica. CONCLUSÃO: Apesar de a EMT repetitiva de alta frequência no CPFDL esquerdo ter sido segura e relativamente bem tolerada, os achados deste estudo não forneceram evidências de efeito terapêutico cognitivo desta técnica em pacientes com LAD crônica. A AEC na linha de base demonstrou a presença de alteração da inibição cortical, o que amplia o conhecimento sobre os processos neurofisiológicos envolvidos neste tipo de lesão encefálica. Registro do ensaio clínico no Clinicaltrials.gov - NCT02167971 / INTRODUCTION: Cognitive impairment typically observed in diffuse axonal injury (DAI) is considered one of the main causes of disability in this population. Transcranial magnetic stimulation (TMS), a noninvasive brain stimulation technique, has been successfully used in the treatment of various neuropsychiatric disorders. The mixed results of the conventional treatments used for cognitive rehabilitation motivated the investigation of new therapeutic strategies, such as TMS. However, to the best of our knowledge, there are no sham-controlled studies addressing the cognitive effects induced by TMS in these victims. Thus, the present study aimed to evaluate the safety, tolerability and efficacy of TMS for cognitive rehabilitation in chronic DAI. METHODS: This is a prospective double-blind clinical trial that randomly included 37 participants with the diagnosis of chronic DAI in two intervention groups: Active and Sham. High frequency (10 Hz) repetitive TMS (rTMS) was applied over the left dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) in a total of ten sessions, at 110% intensity of the resting motor threshold. All participants underwent neuropsychological evaluation (NPE) that included 7 different neuropsychological tests [1: TMT Parts A and B; 2: Brief Visuospatial Memory Test (BVMT); 3: Hopkins Verbal Learning Test (HVLT); 4: Grooved Pegboard Test, 5: Controlled Oral Word Association Test; 6: Digit Span Test e 7: Five-Point Test], and cortical excitability assessment (CEA) with single and paired-pulse TMS, both performed at three different times: before the intervention (E1 - preintervention) , up to one week (E2 - early post-intervention) and 90 days (E3 - late post-intervention) after rTMS completion. The participant was unaware of which intervention group had been allocated, as well as the evaluator who carried out the NPEs. The primary outcome measure was the Trail Making Test (TMT) Part B, a robust test that assesses executive functions and attention. RESULTS: Thirty participants underwent rTMS and completed follow-up, 17 of them in the Active group and 13 in the Sham group. The demographic data at the baseline (E1), as well as the NPE scores and CEA values were not different between the groups. Regarding the performance in TMT Part B, the median times measured in the Active group were 141 (100 - 209.5), 85 (67 - 274) and 161 (73 - 223) seconds at evaluations E1, E2 and E3 respectively, while in the Sham group the values were 97 (83 - 269), 70 (60 - 212) and 96 (59.5 - 171.5) seconds. There was no significant interaction between the conditions tested (Active vs Sham) during the three assessments (analysis of variance ANOVA; P = 0.450), indicating that there was no difference in the performance of TMT Part B before and after treatment. As observed in the TMT Part B, no significant differences between the groups were seen in other tests included in NPE. Regarding the CEA, the parameters evaluated showed no time x group interaction. An exploratory analysis at the baseline of the study revealed alteration of short interval intracortical inhibition, one of the variables measured in CEA, when compared with data available in the literature in healthy individuals, suggesting impairment of cortical inhibitory circuits in patients with chronic LAD. CONCLUSION: rTMS was safe and well tolerated in this study. Findings did not provide evidence of therapeutic effect of 10 Hz rTMS over the left DLPFC for cognitive rehabilitation in chronic DAI. Alteration of short interval intracortical inhibition was demonstrated in this population, which expands knowledge about the neurophysiological processes involved in this type of brain injury

Introdução: Entre as lesões encefálicas adquiridas (LEAs) causadas por processos degenerativos, destaca-se a doença de Alzheimer (DA), que é uma demência que acomete uma grande parcela da população idosa e caracteriza-se pela presença de emaranhados neurofibrilares e placas senis. Exames de ressonância magnética (RM) mostram atrofia do córtex entorrinal, hipocampo, amígdala e da região para-hipocampal. Já a tomografia por emissão de pósitrons (PET) aponta redução do metabolismo cerebral de glicose em regiões como o lobo temporal e cíngulo posterior. O alentecimento do eletroencefalograma (EEG) pelo aumento das ondas teta e a diminuição da frequência alfa são mais evidentes em indivíduos com algum tipo de lesão encefálica. O traumatismo cranioencefálico (TCE) caracteriza-se por ser uma LEA não degenerativa e não congênita e é provocado por uma força mecânica externa. Espera-se um prejuízo, permanente ou temporário, nas funções cognitiva, física e psicossocial, com diminuição ou alteração do estado de consciência. Uma das principais causas de TCE é a lesão axonial difusa (LAD), causada por mecanismos de aceleração-desaceleração. Frequentemente as regiões ventral e lateral dos lobos frontal e temporal são danificadas. Objetivo: Entender as diferenças dos mecanismos funcionais entre os grupos - DA e LAD - com queixa de memória, sob o ponto de vista eletroencefalográfico. Métodos: Participaram deste estudo 85 indivíduos adultos. Destes, 34 haviam recebido o diagnóstico de DA, 32 de LAD e 19 eram adultos saudáveis. Foram aplicados o Mini-Exame do Estado Mental (MEEM), o teste do desenho do relógio (TDR) e o teste de fluência verbal (FV) para a categoria animais. Os indivíduos foram submetidos ao EEG de alta resolução com 128 canais. As fontes corticais dos ritmos do EEG foram estimadas pela análise por tomografia eletromagnética exata de baixa resolução (eLORETA). Resultados: Observou-se que a média da frequência registrada no EEG está dentro da normalidade nos grupos DA e LAD. A análise por eLORETA mostrou que, em comparação ao grupo controle (CTL), o grupo DA apresentou aumento da atividade teta nos lobos parietal e frontal e diminuição da atividade alfa 2 nos lobos parietal, frontal, límbico e occipital. Em comparação ao grupo CTL, o grupo LAD apresentou aumento da atividade teta nas áreas límbica, occipital sub-lobar e temporal. Conclusão: Os resultados sugerem que os indivíduos com DA e com LAD apresentam comprometimento da atividade elétrica em áreas importantes para a memória e aprendizagem / Introduction: Acquired brain injuries (ABI) caused by degenerative processes include Alzheimer\'s disease (DA), which is a dementia that affects a large part of the elderly population and is characterized by the presence of neurofibrillary tangles and senile plaques. Magnetic resonance (MR) imaging shows atrophy of the entorhinal cortex, hippocampus, amygdala and para-hippocampal area. Positron emission tomography (PET) points to a reduction in the cerebral metabolism of glucose in regions such as the temporal lobe and posterior cingulate. Traumatic brain injury (TBI) is a non-degenerative and non-congenital ABI and is caused by an external mechanical force. Impairment, permanent or temporary, is expected in cognitive, physical and psychosocial functions, with a decrease or alteration of the state of consciousness. One of the main causes of TBI is diffuse axonal injury (DAI), caused by acceleration-deceleration mechanisms. Often the ventral and lateral regions of the frontal and temporal lobes are damaged. Objective: To understand the differences in the functional mechanisms between the AD and DAI groups - with memory complaints, from the electroencephalographic point of view. Methods: The study included 85 adult subjects. Of these, 34 had received the diagnosis of AD, 32 of DAI and 19 were healthy adults. The Mini-Mental State Examination (MMSE), the clock drawing test (CDT) and the verbal fluency test (VF) for the animals category were applied. Subjects were submitted to high resolution EEG with 128 channels. Cortical sources of EEG rhythms were estimated by exact low resolution electromagnetic tomography (eLORETA) analysis. Results: The eLORETA analysis showed that, in comparison to the control (CTL) group, the AD group presented increased theta activity in the parietal and frontal lobes and decreased alpha 2 activity in the parietal, frontal, limbic and occipital lobes. In comparison to the CTL group, the DAI group presented increased theta activity in the limbic, occipital sublobar and temporal areas. Conclusion: The results suggest that individuals with AD and DAI have impairment of electrical activity in areas important for memory and learning

Les neurones endommagés développent de l'activité ectopique, c'est-à-dire qu'ils déchargent en l'absence de stimulus, ce qui engendre ensuite des douleurs neuropathiques. Des mesures expérimentales ont lié cette activité ectopique à un décalage cinétique (coupled left-shift, CLS) des canaux sodiques tensiodépendants. Nous avons donc construit un modèle numérique d'axone où une portion endommagée subit un tel décalage. Deux résultats fondamentaux et nouveaux sont obtenus : 1) En présence d'activité ectopique, une stimulation à haute fréquence peut entraîner la zone ectopique de l'axone à décharger à la même fréquence que le stimulus. La propagation est alors presque normale. 2) Dans un axone faiblement endommagé, sans activité ectopique au départ, un stimulus temporaire peut déclencher une activité ectopique qui perdure. Ceci amplifie le stimulus et peut donc être lié aux symptômes de douleurs neuropathiques. En plus de ces travaux de recherche, cette thèse propose une imposante section pédagogique, adressé au physicien qui débute en neurosciences. Injured neurons exhibit ectopic activity (ie. they fire without being stimulated), leading to neuropathic pain. Experiments have linked this ectopic activity to a kinetic shift (coupled left-shift, CLS) of the voltage-gated sodium channels. Therefore, we have designed a computational model axon where a damaged zone is affected by such a left-shift. Two important novel results were obtained : 1) In an ectopic axon, high-frequency stimulation can force the ectopic zone to phase-lock to the stimulation frequency. Propagation is then almost normal. 2) In a weakly damaged axon, without initial ectopic activity, a short stimulus can trigger a long lasting ectopic activity. This amplifies the stimulus and can thus be linked to neuropathic pain-like symptoms. In addition to this research work, this thesis encompasses a large educational section, addressed to physicists just starting in neuroscience.

The following project presents in silico investigation of axonal damage in Diffuse Axonal Injury (DAI). When axons face a shear force, orientation of the lipids in the axonal membrane gets disrupted. Depending on the value of the force, a tensile strain causes the axons to get partially or fully deformed and in some cases a pore forms in the membrane. Using Molecular Dynamic (MD) simulation and a coarse grain model, a series of bilayers with various bilayer structure (single bilayer, parallel bilayer and cylindrical bilayer) and similar composition to biological axonal membrane were simulated. This was initially done to investigate the strain rate dependency of the bilayers, and their viscoelastic ability on returning to their original shape from their deformed forms. To achieve this, various deformation velocities were applied to the bilayers reaching 20% strain and relaxing the bilayer after. Additionally, the bilayers were deformed further until they reached a pore. It was found that the bilayers can almost recover from their deformed forms to their original length when they were deformed at 20% strain level. In conjunction, no correlation between the deformation velocity and lipid deformation was observed. Further, it was found that bilayers with different lipid percentage to axonal bilayer has different strain values for water penetration and for pore formation. The strain value for cylindrical bilayer was found very high compared to the strain values found in vitro. The strain for pore formation of parallel and single bilayer was found to be around 80% to 90% and for water penetration was found to be 70% for single bilayer and 50% for parallel bilayer. A slight difference in strain for pore formation between single and parallel bilayer was found which showed the bilayer structure can play a role in simulation results. The effect of the length in the simulations results was also observed where shorter bilayers showed lower strain for pore formation compared to longer bilayers.

Introdução: Ativação exacerbada de processos excitatórios mediados por NMDA e excesso de inibição mediada por GABA são descritos, respectivamente, nas fases agudas e subagudas após o traumatismo cranioencefálico (TCE). No entanto, existem poucos estudos a respeito do funcionamento desses circuitos na fase crônica do TCE. Objetivo: Avaliar a excitabilidade cortical (EC) de pacientes em fase crônica que sofreram TCE, especificamente diagnosticados com lesão axonial difusa (LAD). Métodos: Todos os 31 pacientes adultos foram avaliados após 1 ano, pelo menos, do TCE moderado ou grave. Inicialmente, os pacientes foram submetidos à avaliação de funções executivas - atenção, memória, fluência verbal e velocidade de processamento de informação - por meio de bateria neuropsicológica. Em seguida, a avaliação da EC foi realizada utilizando-se uma bobina circular para aplicar pulsos simples e pareados de estimulação magnética transcraniana na região cortical representativa do abdutor curto do polegar (pollicis brevis) na área M1 de ambos hemisférios. Os parâmetros de EC medidos foram: Limiar Motor de Repouso (LMR), Potenciais Evocados Motores (PEM), Inibição Intracortical de Intervalo Curto (IICIC) e Facilitação Intracortical (FIC). Todos os dados foram comparados aos dados normativos de EC já descritos na literatura e também aos de um grupo controle de pessoas saudáveis. Resultados: Não houve diferença significativa entre os hemisférios direto e esquerdo. Desta forma, os dados foram analisados de forma agrupada (\"pooled data\"). Os valores de LMR e FIC dos pacientes com LAD estavam dentro dos valores de normalidade. No entanto, os valores de PEMs a 120% do LMR, a 140% do LMR e IICIC estavam aumentados (respectivamente p=0,013; p=0,012; p < 0,001): PEM-120% LAD 524,95 [365,42 ; 616,66] versus Controles 303,50 [241,49 ; 399,19]; PEM-140% LAD 1150,00 [960,56 ; 1700,00] vs Controles 670,5 [575,43 ; 1122,78] e IICIC LAD 1,09 [0,82 ; 1,35] vs Controles 0,34 [0,28 ; 0,51]; pp02-Rel LAD 0,85 [0,64 ; 1,36] vs Controles 0,28 [0,20 ; 0,37]; pp04-Rel LAD 1,03 [0,88 ; 1,34] vs Controles 0,38 [0,29 ; 0,62] - sugerindo um possível desarranjo no sistema inibitório (p < 0.001). Os achados neuropsicológicos mostraram alterações na memória, atenção e velocidade de processamento de informação, mas possuíam correlação fraca com os dados de EC. Conclusão: Como os processos inibitórios envolvem circuitos mediados por GABA, além de outros, existe a possível inferência de que a própria fisiopatologia do LAD (rompimento de axônios) possa depletar GABA contribuindo com a desinibição do sistema neural na fase crônica do LAD / Background: Overactivation of NMDA-mediated excitatory processes and excess of GABA-mediated inhibition are described after a brain injury on the acute and subacute phases, respectively. Nevertheless, there are few studies regarding the circuitry on the chronic phase of brain injury. Objective: To evaluate the cortical excitability (CE) on the chronic phase of Traumatic Brain Injury (TBI) victims, specifically diagnosed with Diffuse Axonal Injury (DAI). Method: All 31 adult patients were evaluated after one year, at least, from the moderate and severe TBI. First, all patients underwent a broad neuropsychological assessment to evaluate executive functions - attention, memory, verbal fluency and information processing speed. Then, subsequently, the CE assessment was performed with a circular coil applying single-pulse and paired-pulse transcranial magnetic stimulation over the cortical representation of the abductor pollicis brevis muscle on M1 of both hemispheres. The CE parameters measured were: Resting Motor Threshold (RMT), Motor-Evoked Potentials (MEP), Short Interval Intracortical Inhibition (SIICI), and Intracortical Facilitation (ICF). All data were compared to normative data previously described on literature and to a control group that consisted of healthy subjects. Results: No significant difference between Left and Right hemispheres were found on these DAI patients. Therefore, parameters were analyzed as pooled data. Values of RMT and ICF from DAI patients were found within the normality. However, MEPs and SIICI values were higher on DAI patients (respectively p=0,013; p=0,012; p < 0,001): MEP-120% DAI 524,95 [365,42 ; 616,66] versus Control 303,50 [241,49 ; 399,19]; MEP-140% DAI 1150,00 [960,56 ; 1700,00] vs Control 670,5 [575,43 ; 1122,78] and SIICI DAI 1,09 [0,82 ; 1,35] vs Control 0,34 [0,28 ; 0,51]; pp02-Rel DAI 0,85 [0,64 ; 1,36] vs Control 0,28 [0,20 ; 0,37]; pp04-Rel DAI 1,03 [0,88 ; 1,34] vs Control 0,38 [0,29 ; 0,62] - suggesting a disarranged inhibitory system (p < 0.001). The neuropsychological findings had weak correlation with CE data. Conclusion: As inhibition processes also involve GABA-mediated circuitry, it is likely to infer that DAI pathophysiology itself (disruption of axons) may deplete GABA contributing to a disinhibition of the neural system on the chronic phase of DAI

Introdução: A lesão axonal traumática (LAT) ou lesão axonal difusa (LAD) esta presente em grande parte dos traumatismos crânio-encefálicos (TCE), sendo importante causa de mortalidade e morbidade das suas vítimas. A LAT dispara uma sequência de mudanças neurodegenerativas encefálicas que são, paradoxalmente, acompanhadas por recuperação cognitiva. Objetivo: Avaliar quantitativamente a LAT, através da razão de transferência de magnetização (RTM) e de medidas volumétricas para caracterizar a evolução temporoespacial das mudanças macroscópicas e microscópicas e investigar possível correlação entre elas, auxiliando no entendimento da sua fisiopatologia. Este estudo ainda investigou correlação entre atrofia e dano axonal/mielínico e a evolução funcional. Métodos: Imagens 3D-T1, 3DGE (PRESTO) e de transferência de magnetização (ITM) foram obtidas de 26 pacientes vítimas de TCE moderado e grave e de 26 controles, de idade e sexo semelhantes. Os pacientes foram submetidos a RM com 2 (fase aguda tardia/subaguda), 6 (crônica precoce) e 12 (crônica tardia) meses do TCE. A RM foi realizada nos controles em apenas uma única ocasião. Através de métodos automatizados, calculou-se o volume da substancia cinzenta (SC), da substancia branca (SB) e do encéfalo total (ET), ajustando-os pelo volume intracraniano. A partir de histogramas da RTM obtidos das mesmas regiões, calculou-se a média e os percentis 25, 50 e 75% da RTM. As imagens PRESTO foram usadas na exclusão dos focos hemorrágicos da análise da RTM, nos pacientes. A evolução funcional foi medida pela escala prognostica de Glasgow (EPG), realizada um ano após o TCE. Resultados: A RTM media e o volume foram significativamente diferentes nos pacientes e nos controles. Os pacientes apresentaram RTM media maior (p < 0,05) e volume menor na SC e ET, desde o primeiro exame (fase aguda tardia/subaguda precoce). Na SB, valores menores tanto da RTM media (p=0,02) quanto do volume (p=0,009) foram observados nos pacientes apenas no terceiro exame (fase crônica tardia). Redução progressiva da RTM media dos pacientes foi observada em todos os compartimentos, estimada em 1,14% na SC, 1,38% na SB e 1,40% no ET durante todo o estudo. Houve também redução volumétrica gradual da SB e do ET, com taxa de atrofia total de 3,20% e 1,50%, respectivamente. Não houve relação entre redução da RTM media e atrofia. Nenhum dos parâmetros mostrou valor prognostico nas fases subaguda ou crônica precoce. Conclusões: A LAT resulta numa rarefação axonal/mielínica e redução volumétrica progressiva do tecido encefálico, que se perpetua por até um ano do trauma. As mudanças são mais expressivas e prolongada na SB. A redução do volume e da RTM media se mostraram independentes na LAT. Isso sugere que os dois parâmetros reflitam aspectos complementares da fisiopatologia da LAT, em níveis micro e macroestrutural / Introduction: Traumatic axonal injury (TAI) or diffuse axonal injury (DAI) is a frequent component of traumatic brain injury (TBI) and a major cause of mortality and morbidity in this population. It triggers a sequence of degenerative changes in the brain, that are paradoxically accompanied by cognitive recovery. Purposes: The present study used magnetization transfer ratio (MTR) and volumetric data to appreciate the spatiotemporal evolution of macroscopic and microscopic changes and investigate possible correlation between them, enhancing the knowledge about its pathophysiology. It also investigated correlation between atrophy and axonal/myelin damage and functional outcome. Methods: Volumetric T1-weighted, 3DGE (PRESTO) and magnetization transfer images (MTI) were obtained from 26 patients who experienced moderate to severe TBI and 26 age- and sex-matched controls. Patients were scanned at 2 (late acute/subacute stage), 6 (early chronic) and 12 months (late chronic) postinjury and controls, only once. Whole brain (WB), gray matter (GM) and white matter (WM) volumes were measured using automated technique and adjusted for intracranial volume. Histogram analysis was performed in the same regions, with calculation of the mean MTR and its 25, 50 and 75% percentiles. The PRESTO images were used to exclude the small lesions from the MTR analysis in the patients. Functional outcome was assessed 12 months after injury using the Glasgow Outcome Scale (GOS). Results: Mean MTR and volume were significantly different between patients and controls. Patients presented higher mean MTR values (p < 0,05) and smaller volume (p < 0,05) in the GM and WB, as of the first exam (late acute/subacute stage). In the WM, reduction of both, the mean MTR (p=.02) and volume (p=.009), was observed only in their third exam (late chronic stage). Progressive decrease of patients\' mean MTR was observed in all compartments, with rates of 1.14% for the GM, 1.38% for the WM and 1.40% for the WB across the study. Continuing reduction of the WM and WB volume was also observed, with total atrophy rate of 3.20% and 1.50%, respectively. No correlation between mean MT and the volumetric changes was found. None of the parameters showed prognostic value during the subacute and early chronic stages. Conclusions: TAI results in a progressive axonal/myelinic rarefaction and volumetric brain reduction that continues until a year postinjury. The changes are greater and lasts longer in the WM. The reduction in the volume and mean MTR were independent between them in TAI. This suggests that the two parameters reflect complementary aspects of the TAI pathologic lesion at macro and microstructural levels

Introdução: Ativação exacerbada de processos excitatórios mediados por NMDA e excesso de inibição mediada por GABA são descritos, respectivamente, nas fases agudas e subagudas após o traumatismo cranioencefálico (TCE). No entanto, existem poucos estudos a respeito do funcionamento desses circuitos na fase crônica do TCE. Objetivo: Avaliar a excitabilidade cortical (EC) de pacientes em fase crônica que sofreram TCE, especificamente diagnosticados com lesão axonial difusa (LAD). Métodos: Todos os 31 pacientes adultos foram avaliados após 1 ano, pelo menos, do TCE moderado ou grave. Inicialmente, os pacientes foram submetidos à avaliação de funções executivas - atenção, memória, fluência verbal e velocidade de processamento de informação - por meio de bateria neuropsicológica. Em seguida, a avaliação da EC foi realizada utilizando-se uma bobina circular para aplicar pulsos simples e pareados de estimulação magnética transcraniana na região cortical representativa do abdutor curto do polegar (pollicis brevis) na área M1 de ambos hemisférios. Os parâmetros de EC medidos foram: Limiar Motor de Repouso (LMR), Potenciais Evocados Motores (PEM), Inibição Intracortical de Intervalo Curto (IICIC) e Facilitação Intracortical (FIC). Todos os dados foram comparados aos dados normativos de EC já descritos na literatura e também aos de um grupo controle de pessoas saudáveis. Resultados: Não houve diferença significativa entre os hemisférios direto e esquerdo. Desta forma, os dados foram analisados de forma agrupada (\"pooled data\"). Os valores de LMR e FIC dos pacientes com LAD estavam dentro dos valores de normalidade. No entanto, os valores de PEMs a 120% do LMR, a 140% do LMR e IICIC estavam aumentados (respectivamente p=0,013; p=0,012; p < 0,001): PEM-120% LAD 524,95 [365,42 ; 616,66] versus Controles 303,50 [241,49 ; 399,19]; PEM-140% LAD 1150,00 [960,56 ; 1700,00] vs Controles 670,5 [575,43 ; 1122,78] e IICIC LAD 1,09 [0,82 ; 1,35] vs Controles 0,34 [0,28 ; 0,51]; pp02-Rel LAD 0,85 [0,64 ; 1,36] vs Controles 0,28 [0,20 ; 0,37]; pp04-Rel LAD 1,03 [0,88 ; 1,34] vs Controles 0,38 [0,29 ; 0,62] - sugerindo um possível desarranjo no sistema inibitório (p < 0.001). Os achados neuropsicológicos mostraram alterações na memória, atenção e velocidade de processamento de informação, mas possuíam correlação fraca com os dados de EC. Conclusão: Como os processos inibitórios envolvem circuitos mediados por GABA, além de outros, existe a possível inferência de que a própria fisiopatologia do LAD (rompimento de axônios) possa depletar GABA contribuindo com a desinibição do sistema neural na fase crônica do LAD / Background: Overactivation of NMDA-mediated excitatory processes and excess of GABA-mediated inhibition are described after a brain injury on the acute and subacute phases, respectively. Nevertheless, there are few studies regarding the circuitry on the chronic phase of brain injury. Objective: To evaluate the cortical excitability (CE) on the chronic phase of Traumatic Brain Injury (TBI) victims, specifically diagnosed with Diffuse Axonal Injury (DAI). Method: All 31 adult patients were evaluated after one year, at least, from the moderate and severe TBI. First, all patients underwent a broad neuropsychological assessment to evaluate executive functions - attention, memory, verbal fluency and information processing speed. Then, subsequently, the CE assessment was performed with a circular coil applying single-pulse and paired-pulse transcranial magnetic stimulation over the cortical representation of the abductor pollicis brevis muscle on M1 of both hemispheres. The CE parameters measured were: Resting Motor Threshold (RMT), Motor-Evoked Potentials (MEP), Short Interval Intracortical Inhibition (SIICI), and Intracortical Facilitation (ICF). All data were compared to normative data previously described on literature and to a control group that consisted of healthy subjects. Results: No significant difference between Left and Right hemispheres were found on these DAI patients. Therefore, parameters were analyzed as pooled data. Values of RMT and ICF from DAI patients were found within the normality. However, MEPs and SIICI values were higher on DAI patients (respectively p=0,013; p=0,012; p < 0,001): MEP-120% DAI 524,95 [365,42 ; 616,66] versus Control 303,50 [241,49 ; 399,19]; MEP-140% DAI 1150,00 [960,56 ; 1700,00] vs Control 670,5 [575,43 ; 1122,78] and SIICI DAI 1,09 [0,82 ; 1,35] vs Control 0,34 [0,28 ; 0,51]; pp02-Rel DAI 0,85 [0,64 ; 1,36] vs Control 0,28 [0,20 ; 0,37]; pp04-Rel DAI 1,03 [0,88 ; 1,34] vs Control 0,38 [0,29 ; 0,62] - suggesting a disarranged inhibitory system (p < 0.001). The neuropsychological findings had weak correlation with CE data. Conclusion: As inhibition processes also involve GABA-mediated circuitry, it is likely to infer that DAI pathophysiology itself (disruption of axons) may deplete GABA contributing to a disinhibition of the neural system on the chronic phase of DAI

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