The human brain changes in a complex and heterogeneous way throughout life, the normal aging process is associated to significant alterations in the axonal connections. In this study, we evaluated the age-related changes in physical parameters associated with the brain white and gray matter integrity in healthy subjects, as well as the possible correlation between them in specific tracts. Structural images (1 mm isotropic) and diffusion weighted images (2 mm isotropic, b = 1000 s /mm2) of 158 healthy individuals aged between 18 and 83 years were retrospectively collected at the Clinics Hospital of Ribeirao Preto, after their acquisition in a 3T MR scanner. From the structural images, the cortical thickness was estimated and the age effect was evaluated in several regions based on the Atlas of Destrieux. The diffusion-weighted images were processed to characterize the intravoxel diffusion using two models: diffusion tensor (DT) and constrained spherical deconvolution (CSD). Fractional anisotropy (FA) and apparent density of fiber (AFD) maps were estimated and used in statistical group analysis between the three groups separated by age. The most relevant brain tracts were segmented by three procedures: manually, automatically with a specific tool and based on automatic segmented cortical regions. Physical parameters of diffusion (anisotropy and diffusivities) were evaluated in the segmented tracts to determine the age-related changes. The connectome analysis based on two cortical parcellations was performed to evaluate the age effect on characteristic structural brain network parameters. The tract-cortical relationship was evaluated considering the anisotropy of each tract and the thickness of the cortical areas at the end of the corresponding tract. Further analysis was performed to evaluate a possible association of structural and functional connectivity in the corpus callosum (CC). There was significant cortical thinning in 88.5% of the regions during life (p <0.05, corrected for multiple comparisons); the frontal region was the most affected in the initial aging (after 40 years), and the occipital and temporal regions in the elderly (after 60 years). Similarly, the group analysis demonstrated a global pattern of reduction of FA and AFD in the white matter, with a higher rate of degradation of integrity from the sixth decade of life. The manual selection of tracts from the DT model proved to be the most reliable methodology in the precise definition of the tracts for our data. Following this methodology, analysis of anisotropy and diffusion parameters also indicated degeneration of white matter in normal aging in all studied brain tracts and corroborated to the antero-posterior gradient of degeneration in the CC. Fornix was the most affected tract bilaterally, with a 3.5% reduction and an increase of 4% per decade in these parameters, respectively; followed by CC. In the evaluation of the age effect on the connectome estimates, regardless of diffusion model and cortical atlas, there was a decrease in global efficiency, number of connections and local efficiency with aging, mainly in the prefrontal, temporal and parietal and its connections. In the tract-cortical analysis, cortical regions connected by tracts demonstrated similar thinning patterns for the majority of tracts, and a significant relation between mean cortical thinning rate and FA/MD alteration rates were found. In all evaluated tracts, age was the main effect controlling diffusion parameters alterations; there were no direct correlations with cortical thickness for the majority of tracts. Only for the fornix, the values of FA and MD showed significant correlation with the cortical thickness of the subcallosal gyrus in both hemispheres during aging (p <0.05 corrected). For the other tracts, CC, Inferior Longitudinal Fasciculus, Uncinated Fasciculus, Inferior Fronto-occipital Fasciculus, Corticospinal Tract, Cingulum and Arcuate Fasciculus, age was the main effect controlling alterations in the parameters, but there were no direct correlations between FA and MD and cortical thickness during the aging process. / O cérebro humano muda de forma complexa e heterogênea ao longo da vida, o processo de envelhecimento normal tem associado significativas alterações nas conexões axonais. Neste estudo, avaliamos as mudanças relacionadas à idade em parâmetros físicos associados à integridade das substâncias branca e cinzenta cerebral em sujeitos saudáveis, assim como a possivel correlação entre eles em tratos específicos. Imagens estruturais (1 mm isotrópica) e imagens ponderadas em difusão (2 mm isotrópica e b=1000 s/mm2) de 158 indivíduos saudáveis entre 18 a 83 anos foram coletadas retrospectivamente no Hospital das Clinícas de Ribeirão Preto, após sua aquisição em aparelho de ressonância magnética de 3 Teslas. A partir das imagens estruturais, a espessura cortical foi estimada e o efeito de idade nela foi avaliado em diversas regiões tomando com base o atlas de Destrieux. As imagens ponderadas em difusão foram processadas para caracterizar a difusão intravoxel utilizando dois modelos: tensor de difusão (DT) e deconvolução esférica restrita (CSD). Mapas de anisotropia fracionada (FA) e densidade aparente da fibra (AFD) foram estimados e usados em analise estatistica de três grupos separados por faixa etária. Os tratos cerebrais mais relevantes foram segmentados por tres procedimentos: manualmente, automaticamente com uma ferramenta especifica e com base em regiões corticais automaticante segmentadas. Parâmetros físicos de difusão (anisotropia e difusibilide) foram avaliados nos tratos segmentados para determinar as alterações relacionadas à idade. A análise de conectoma baseada em dois parcelamentos corticais foi realizada para avaliar também o efeito da idade em parâmetros caracteristicos da rede estrutural cerebral. A relação trato-cortical foi avaliada considerando a anisotropia de cada trato e as espessuras das áreas corticais nas extremidades do trato correspondente. Uma análise adicional foi realizada para avaliar uma possivel associação de onetividades estrutural e funcional no corpo caloso (CC). Houve afinamento cortical significativo em 88,5% das regiões durante a vida (p <0,05, corrigido); a região frontal foi a mais afetada no envelhecimento inicial (após 40 anos), e as regiões occipital e temporal nos idosos (após 60 anos). Similarmente, a análise de grupo demonstrou um padrão global de redução de FA e AFD na substância branca, com uma maior taxa de degradação de integridade a partir da sexta década de vida. A seleção manual de tratos baseada no modelo de DT mostrou-se a metodologia mais confiavél na precisa definição dos tratos nos nossos dados. Seguindo essa metodologia, a análise dos parâmetros de anistropia e difusão também indicou degeneração de substância branca no envelhecimento normal em todos os tratos cerebrais estudados e corroborou o gradiente ântero-posterior de degeneração no CC. O fornix foi o trato mais afetado bilatreamente com redução de 3.5% e aumento de 4% por década nesses parâmetros, respectivamente; seguido do CC. Na avaliação do efeito da idade nas estimativas do conectoma, independentemente do modelo de difusão e do atlas cortical usado, houve uma diminuição da eficiência global com o envelhececimento, do número de conexões e da eficiência local, principalmente nas regiões pré-frontal, temporal e parietal e suas conexões. Nas análises trato-corticais, as regiões corticais conectadas por tratos mostraram padrões de afinamento similares para a maioria dos tratos, e uma correlação significativa entre a taxa média de afinamento cortical e as taxas de alteração de FA e difusibilidade média (MD) foram encontradas. Em todos os tratos avaliados, a idade foi o principal efeito controlando das alterações dos parâmetros de difusão; não houve correlações diretas com espessura cortical para a maioria dos tratos. Somente para o fornix, os valores de FA e MD mostraram correlação com a espessura cortical do giro subcalosal (parcelamento de Destrieux) em ambos os hemisférios durante o envelhecimento (p <0,05 corrigido). Para os outros tratos, CC, fascículo longitudinal inferior, fascículo uncinado, fascículo occipitofrontal inferior, trato cortico-espinal, parte cingulada do cíngulo e fascículo arqueado, a idade foi o principal efeito no controle das alterações dos parâmetros, mas não houve correlações diretas entre FA e MD e espessura cortical durante o processo de envelhecimento

The human brain changes in a complex and heterogeneous way throughout life, the normal aging process is associated to significant alterations in the axonal connections. In this study, we evaluated the age-related changes in physical parameters associated with the brain white and gray matter integrity in healthy subjects, as well as the possible correlation between them in specific tracts. Structural images (1 mm isotropic) and diffusion weighted images (2 mm isotropic, b = 1000 s /mm2) of 158 healthy individuals aged between 18 and 83 years were retrospectively collected at the Clinics Hospital of Ribeirao Preto, after their acquisition in a 3T MR scanner. From the structural images, the cortical thickness was estimated and the age effect was evaluated in several regions based on the Atlas of Destrieux. The diffusion-weighted images were processed to characterize the intravoxel diffusion using two models: diffusion tensor (DT) and constrained spherical deconvolution (CSD). Fractional anisotropy (FA) and apparent density of fiber (AFD) maps were estimated and used in statistical group analysis between the three groups separated by age. The most relevant brain tracts were segmented by three procedures: manually, automatically with a specific tool and based on automatic segmented cortical regions. Physical parameters of diffusion (anisotropy and diffusivities) were evaluated in the segmented tracts to determine the age-related changes. The connectome analysis based on two cortical parcellations was performed to evaluate the age effect on characteristic structural brain network parameters. The tract-cortical relationship was evaluated considering the anisotropy of each tract and the thickness of the cortical areas at the end of the corresponding tract. Further analysis was performed to evaluate a possible association of structural and functional connectivity in the corpus callosum (CC). There was significant cortical thinning in 88.5% of the regions during life (p <0.05, corrected for multiple comparisons); the frontal region was the most affected in the initial aging (after 40 years), and the occipital and temporal regions in the elderly (after 60 years). Similarly, the group analysis demonstrated a global pattern of reduction of FA and AFD in the white matter, with a higher rate of degradation of integrity from the sixth decade of life. The manual selection of tracts from the DT model proved to be the most reliable methodology in the precise definition of the tracts for our data. Following this methodology, analysis of anisotropy and diffusion parameters also indicated degeneration of white matter in normal aging in all studied brain tracts and corroborated to the antero-posterior gradient of degeneration in the CC. Fornix was the most affected tract bilaterally, with a 3.5% reduction and an increase of 4% per decade in these parameters, respectively; followed by CC. In the evaluation of the age effect on the connectome estimates, regardless of diffusion model and cortical atlas, there was a decrease in global efficiency, number of connections and local efficiency with aging, mainly in the prefrontal, temporal and parietal and its connections. In the tract-cortical analysis, cortical regions connected by tracts demonstrated similar thinning patterns for the majority of tracts, and a significant relation between mean cortical thinning rate and FA/MD alteration rates were found. In all evaluated tracts, age was the main effect controlling diffusion parameters alterations; there were no direct correlations with cortical thickness for the majority of tracts. Only for the fornix, the values of FA and MD showed significant correlation with the cortical thickness of the subcallosal gyrus in both hemispheres during aging (p <0.05 corrected). For the other tracts, CC, Inferior Longitudinal Fasciculus, Uncinated Fasciculus, Inferior Fronto-occipital Fasciculus, Corticospinal Tract, Cingulum and Arcuate Fasciculus, age was the main effect controlling alterations in the parameters, but there were no direct correlations between FA and MD and cortical thickness during the aging process. / O cérebro humano muda de forma complexa e heterogênea ao longo da vida, o processo de envelhecimento normal tem associado significativas alterações nas conexões axonais. Neste estudo, avaliamos as mudanças relacionadas à idade em parâmetros físicos associados à integridade das substâncias branca e cinzenta cerebral em sujeitos saudáveis, assim como a possivel correlação entre eles em tratos específicos. Imagens estruturais (1 mm isotrópica) e imagens ponderadas em difusão (2 mm isotrópica e b=1000 s/mm2) de 158 indivíduos saudáveis entre 18 a 83 anos foram coletadas retrospectivamente no Hospital das Clinícas de Ribeirão Preto, após sua aquisição em aparelho de ressonância magnética de 3 Teslas. A partir das imagens estruturais, a espessura cortical foi estimada e o efeito de idade nela foi avaliado em diversas regiões tomando com base o atlas de Destrieux. As imagens ponderadas em difusão foram processadas para caracterizar a difusão intravoxel utilizando dois modelos: tensor de difusão (DT) e deconvolução esférica restrita (CSD). Mapas de anisotropia fracionada (FA) e densidade aparente da fibra (AFD) foram estimados e usados em analise estatistica de três grupos separados por faixa etária. Os tratos cerebrais mais relevantes foram segmentados por tres procedimentos: manualmente, automaticamente com uma ferramenta especifica e com base em regiões corticais automaticante segmentadas. Parâmetros físicos de difusão (anisotropia e difusibilide) foram avaliados nos tratos segmentados para determinar as alterações relacionadas à idade. A análise de conectoma baseada em dois parcelamentos corticais foi realizada para avaliar também o efeito da idade em parâmetros caracteristicos da rede estrutural cerebral. A relação trato-cortical foi avaliada considerando a anisotropia de cada trato e as espessuras das áreas corticais nas extremidades do trato correspondente. Uma análise adicional foi realizada para avaliar uma possivel associação de onetividades estrutural e funcional no corpo caloso (CC). Houve afinamento cortical significativo em 88,5% das regiões durante a vida (p <0,05, corrigido); a região frontal foi a mais afetada no envelhecimento inicial (após 40 anos), e as regiões occipital e temporal nos idosos (após 60 anos). Similarmente, a análise de grupo demonstrou um padrão global de redução de FA e AFD na substância branca, com uma maior taxa de degradação de integridade a partir da sexta década de vida. A seleção manual de tratos baseada no modelo de DT mostrou-se a metodologia mais confiavél na precisa definição dos tratos nos nossos dados. Seguindo essa metodologia, a análise dos parâmetros de anistropia e difusão também indicou degeneração de substância branca no envelhecimento normal em todos os tratos cerebrais estudados e corroborou o gradiente ântero-posterior de degeneração no CC. O fornix foi o trato mais afetado bilatreamente com redução de 3.5% e aumento de 4% por década nesses parâmetros, respectivamente; seguido do CC. Na avaliação do efeito da idade nas estimativas do conectoma, independentemente do modelo de difusão e do atlas cortical usado, houve uma diminuição da eficiência global com o envelhececimento, do número de conexões e da eficiência local, principalmente nas regiões pré-frontal, temporal e parietal e suas conexões. Nas análises trato-corticais, as regiões corticais conectadas por tratos mostraram padrões de afinamento similares para a maioria dos tratos, e uma correlação significativa entre a taxa média de afinamento cortical e as taxas de alteração de FA e difusibilidade média (MD) foram encontradas. Em todos os tratos avaliados, a idade foi o principal efeito controlando das alterações dos parâmetros de difusão; não houve correlações diretas com espessura cortical para a maioria dos tratos. Somente para o fornix, os valores de FA e MD mostraram correlação com a espessura cortical do giro subcalosal (parcelamento de Destrieux) em ambos os hemisférios durante o envelhecimento (p <0,05 corrigido). Para os outros tratos, CC, fascículo longitudinal inferior, fascículo uncinado, fascículo occipitofrontal inferior, trato cortico-espinal, parte cingulada do cíngulo e fascículo arqueado, a idade foi o principal efeito no controle das alterações dos parâmetros, mas não houve correlações diretas entre FA e MD e espessura cortical durante o processo de envelhecimento

As técnicas de morfometria baseadas em imagens ressonância magnética desde o início do século XXI tem sido uma importante ferramenta para estudar doenças neurológicas. Um dos benefícios desta técnica é prover medidas de parâmetros que manualmente são difíceis de estimar e com um grande viés de operador. Este trabalho teve como objetivo descrever as alterações corticais em duas doenças, uma malformação do desenvolvimento cortical, e outra neurodegenerativa utilizando as técnicas de morfometria por estudo de superfície cortical. As imagens de ressonância magnética foram obtidas por sequências volumétricas ponderadas em T1 e analisadas através de um algoritmo específico, implementado no software FreeSurfer (Fischl et al., Harvard University - Estados Unidos). De um grupo de pacientes com malformação do desenvolvimento cortical foram analisados 3 pacientes com polimicrogiria (PMG), comparados com um grupo de 14 pessoas saudáveis e de idade similar. Foram também analisados 14 pacientes com alteração degenerativa (Doença de Alzheimer - DA) com manifestação recente, idade avançada e alto nível de escolaridade comparados com 20 idosos saudáveis. Este dado foi posteriormente utilizado para separar os dois grupos através de uma técnica de classificação multivariada, implementada pelo autor. A análise de cada um dos indivíduos com PMG comparados ao grupo controle apresentou aumento de espessura cortical nas áreas com polimicrogiria e redução também estatisticamente significante de espessura cortical em áreas sem polimicrogiria. No estudo do grupo de pacientes com DA observou-se redução de espessura cortical nas regiões do córtex para hipocampal, entorrinal, córtex límbico e córtex temporal superior. Além disso, a volumetria de estruturas subcorticais obtidas apresentou poder de classificação de 84,6% na comparação de pacientes com DA e controles saudáveis. Concluímos que as técnicas de análise de imagens baseadas em superfície cortical se mostram promissoras no estudo de doenças cerebrais que, de maneiras distintas, afetam a espessura cortical. Descritores: 1.Imagem por ressonância magnética 2.Processamento automatizado de dados 3.Doença de Alzheimer 4.Malformações do desenvolvimento cortical / The techniques of brain morphometry based on magnetic resonance images since the beginning of the twenty-first century has been an important tool for studying neurological diseases. One of the benefits of this technique is to provide measures of parameters that are difficult to estimate manually and subject to operator bias. This study aimed to describe the changes in the cortex in two diseases, a malformation of cortical development and a neurodegenerative one, using surface based morphometry techniques. From a group of patients with malformation of cortical development were analyzed 3 with polymicrogyria (PMG), compared to a group of 14 healthy age matched subjects. The images from a T1 weighted volume were analyzed using a specific algorithm, implemented in the software FreeSurfer (Fischl et al., Harvard University - United States). We analyzed 14 patients with degenerative changes (Alzheimers disease - AD) with recent onset, advanced age and high level of education compared to 20 healthy age matched elderly. The images of this study were also obtained from a T1 weighted volume and were analyzed with the same software package. This analyzed data was used to separate the two groups through a multivariate classifier, implemented by the author. The analysis of each individual with PMG compared to the control group showed a statistically significant increase in cortical thickness in the areas with polymicrogyria and also a statistically significant reduction of cortical thickness in some areas without polymicrogyria. In the study group of AD patients the result was a cortical thinning statistically significant in hippocampal, entorhinal, limbic and superior temporal cortex. Moreover, the volume of subcortical structures has provided a classification power of 84.6% discriminating AD patients from healthy controls. We conclude that the surface based cortical analysis have shown a good potential in the study of brain diseases that affect, in different ways, the cortical thickness.

As técnicas de morfometria baseadas em imagens ressonância magnética desde o início do século XXI tem sido uma importante ferramenta para estudar doenças neurológicas. Um dos benefícios desta técnica é prover medidas de parâmetros que manualmente são difíceis de estimar e com um grande viés de operador. Este trabalho teve como objetivo descrever as alterações corticais em duas doenças, uma malformação do desenvolvimento cortical, e outra neurodegenerativa utilizando as técnicas de morfometria por estudo de superfície cortical. As imagens de ressonância magnética foram obtidas por sequências volumétricas ponderadas em T1 e analisadas através de um algoritmo específico, implementado no software FreeSurfer (Fischl et al., Harvard University - Estados Unidos). De um grupo de pacientes com malformação do desenvolvimento cortical foram analisados 3 pacientes com polimicrogiria (PMG), comparados com um grupo de 14 pessoas saudáveis e de idade similar. Foram também analisados 14 pacientes com alteração degenerativa (Doença de Alzheimer - DA) com manifestação recente, idade avançada e alto nível de escolaridade comparados com 20 idosos saudáveis. Este dado foi posteriormente utilizado para separar os dois grupos através de uma técnica de classificação multivariada, implementada pelo autor. A análise de cada um dos indivíduos com PMG comparados ao grupo controle apresentou aumento de espessura cortical nas áreas com polimicrogiria e redução também estatisticamente significante de espessura cortical em áreas sem polimicrogiria. No estudo do grupo de pacientes com DA observou-se redução de espessura cortical nas regiões do córtex para hipocampal, entorrinal, córtex límbico e córtex temporal superior. Além disso, a volumetria de estruturas subcorticais obtidas apresentou poder de classificação de 84,6% na comparação de pacientes com DA e controles saudáveis. Concluímos que as técnicas de análise de imagens baseadas em superfície cortical se mostram promissoras no estudo de doenças cerebrais que, de maneiras distintas, afetam a espessura cortical. Descritores: 1.Imagem por ressonância magnética 2.Processamento automatizado de dados 3.Doença de Alzheimer 4.Malformações do desenvolvimento cortical / The techniques of brain morphometry based on magnetic resonance images since the beginning of the twenty-first century has been an important tool for studying neurological diseases. One of the benefits of this technique is to provide measures of parameters that are difficult to estimate manually and subject to operator bias. This study aimed to describe the changes in the cortex in two diseases, a malformation of cortical development and a neurodegenerative one, using surface based morphometry techniques. From a group of patients with malformation of cortical development were analyzed 3 with polymicrogyria (PMG), compared to a group of 14 healthy age matched subjects. The images from a T1 weighted volume were analyzed using a specific algorithm, implemented in the software FreeSurfer (Fischl et al., Harvard University - United States). We analyzed 14 patients with degenerative changes (Alzheimers disease - AD) with recent onset, advanced age and high level of education compared to 20 healthy age matched elderly. The images of this study were also obtained from a T1 weighted volume and were analyzed with the same software package. This analyzed data was used to separate the two groups through a multivariate classifier, implemented by the author. The analysis of each individual with PMG compared to the control group showed a statistically significant increase in cortical thickness in the areas with polymicrogyria and also a statistically significant reduction of cortical thickness in some areas without polymicrogyria. In the study group of AD patients the result was a cortical thinning statistically significant in hippocampal, entorhinal, limbic and superior temporal cortex. Moreover, the volume of subcortical structures has provided a classification power of 84.6% discriminating AD patients from healthy controls. We conclude that the surface based cortical analysis have shown a good potential in the study of brain diseases that affect, in different ways, the cortical thickness.

Orientadores: Marcondes Cavalcante França Junior, Gabriela Castellano / Texto em português e inglês / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-24T20:36:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rezende_ThiagoJunqueiraRibeirode_M.pdf: 1634329 bytes, checksum: 78c3b3cb6bd66174acfe01359a6cb758 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A doença de Machado-Joseph (SCA3/MJD) é a ataxia espinocerebelar mais frequente no mundo, resultante de uma expansão de tripletos CAG no gene MJD1 localizado no cromossomo 14q. Clinicamente ela é caracterizada por danos nos gânglios da base, tronco e cerebelo. Atualmente existem poucos estudos baseados em imagens de ressonância magnética (MRI) que investigam danos no córtex cerebral em pacientes com SCA3/MJD. O objetivo deste estudo foi investigar danos no córtex cerebral na SCA3/MJD usando MRI e correlacionar as possíveis áreas afetadas com dados clínicos, genéticos e neuropsicológicos. Foram recrutados para este estudo 49 pacientes com teste molecular de SCA3/MJD e 49 controles sadios. Os pacientes foram avaliados com a escala de ataxia SARA. Imagens de MR ponderadas em T1 foram adquiridas para todos os voluntários e usadas para a extração das medidas de espessura cortical, realizadas com o software FreeSurfer. O tamanho da expansão CAG médio, SARA e idade de início foram 72,1±4,2, 14,7±7,2 e 37,5±12,5, respectivamente. Os pacientes apresentaram redução de espessura nos córtex precentral e paracentral bem como nos hipocampos e lobos temporal e occipital. Também encontramos redução volumétrica no cerebelo, tálamo, caudado, putamen, globo pálido, tronco e diencéfalo ventral. A gravidade da doença apresentou correlação negativa com a espessura do giro precentral esquerdo (r=-0,302, p=0,035) e com o volume do tronco (r=-0,414, p=0,003). A espessura do giro angular direito apresentou correlação com a duração da doença (r=0,587, p=0,001), mas não com a expansão do tripleto de CAG. O subteste de semelhança de WAIS III apresentou uma correlação com a espessura do sulco central esquerdo (r=0,752, p=0,004) e como o giro occipital superior direito (r=0,704, p=0,016). Estes resultados sugerem que pacientes com SCA3/MJD apresentam dano cortical e subcortical difuso. Os achados estruturais se correlacionaram com as manifestações clínicas da doença, o que apoia a hipótese que a piora nas funções motora e cognitiva e o dano cerebral estão relacionados na SCA3/MJD / Abstract: Machado-Joseph disease (SCA3/MJD) is the most frequent spinocerebellar ataxia worldwide caused by an abnormal expansion of a CAG triplet at the MDJ1 gene located on chromosome 14q. Clinically, it is characterized by brainstem, basal ganglia and cerebellar damage. There are few MRI-based studies that investigated cerebral cortex damage in SCA3/MJD. The objectives of this study are to investigate cerebral cortex damage in SCA3/MJD and to correlate affected areas with clinical, genetics and neuropsychological data. We included 49 patients with molecular confirmation of SCA3/MJD and 49 healthy controls. The scale for assessment and rating of ataxia (SARA) was employed to quantify disease severity. We also performed a comprehensive neuropsychological battery to assess cognitive deficits. Volumetric T1 magnetic resonance images of the brain were acquired for all volunteers and used to calculate cortical thickness measures, performed using the FreeSurfer package. Mean CAG expansion, SARA score and age-at-onset were 72.1±4.2, 14.7±7.2 and 37.5±12.5, respectively. Patients had atrophy at precentral and paracentral cortices as well as the hippocampi, temporal and occipital lobes. We also found volumetric reduction of the cerebellum, thalamus, caudate, putamen, pallidum, brainstem and ventral diencephalon. SARA scores inversely correlated with left precentral gyrus thickness (r=-0.302, p=0.035) and brainstem volume (r=-0.414, p=0.003). Right angular gyrus thickness correlated with disease duration (r=0.587, p=0.001), but not (CAG) expansion. Similarity subscore of WAIS III presented a correlation with thickness of Left central sulcus (r=0.752, p=0.004) and Right superior occipital gyrus (r=0.704, p=0.016). Therefore, patients with MJD/SCA3 have widespread cortical and subcortical atrophy. These structural findings correlate with clinical manifestations of the disease, which support the concept that cognitive/motor impairment and cerebral damage are related in MJD/SCA3 / Mestrado / Fisiopatologia Médica / Mestre em Ciências