Déficits cognitivos são frequentes em pacientes com esclerose múltipla (EM), especialmente a memória de longo prazo. Por outro lado, estudos de imagem por ressonância magnética têm correlacionado atrofia do hipocampo aos déficits mnésicos destes pacientes. Considerando-se a atrofia um marcador de dano neuronal tardio, justifica-se a investigação da fisiopatologia do dano hipocampal nas fases inicias da doença. Objetivo: Descrever os achados volumétricos e neuroquímicos da formação hipocampal de pacientes com EM recorrente-remitente (EMRR) em suas fases iniciais, comparando-os ao de um grupo de indivíduos saudáveis, e avaliar suas relações com a memória de longo prazo. Material e Métodos: Vinte e nove pacientes (19 mulheres, idade média 31 anos ± 8,7) com EMRR e um grupo controle composto por 26 indivíduos saudáveis (19 mulheres, idade média 30,7 anos ± 8,4) realizaram a 1H-ERM em magneto 3,0T. Foi utilizada técnica single-voxel e sequência PRESS com TR = 1500 ms, TE = 135 ms e dimensões fixas do voxel (6 cm3) localizado ao longo do hipocampo esquerdo para avaliação do N-acetil-aspartato (NAA), Colina (Cho) e Creatina (Cr), sendo a análise feita com o software LC Model. A avaliação volumétrica do encéfalo e da formação hipocampal foi realizada por meio do software FreeSurfer. Os indivíduos foram avaliados cognitivamente tendo sido criado um escore de memória verbal que avalia a evocação tardia (EMV-T), empregando-se a etapa de evocação tardia do Hopkins Verbal Learning Test-Revised e o Teste da Memória Lógica-II. Resultados: Observou-se atrofia em ambos os hipocampos dos pacientes com EM. Além disso, pacientes apresentaram menores níveis de NAA quando comparados aos do grupo de controles (F(1,51) = 4,089; p = 0,048), tendo sido observada correlação positiva entre NAA e o volume da formação hipocampal no grupo de pacientes (r = 0,372; p = 0,047). Por fim, pacientes apresentaram correlação negativa significante entre EMV-T e NAA (r = -0,408; p = 0,031), Cho (r = -0,509; p = 0,006) e Cr (r = -0,402; p = 0,034), enquanto que, nos controles, apenas foi observada leve tendência de correlação na direção oposta. Conclusões: Nossos resultados indicam, nas fases inicias da EM, atrofia e redução dos níveis de NAA na formação hipocampal, secundário à disfunção e/ou perda neuronal. O fato dos pacientes apresentarem relação entre metabólitos hipocampais e memória oposta ao que é esperado, para indivíduos saudáveis, está de acordo com a hipótese da presença de mecanismos compensatórios na função cognitiva de pacientes com EM / Cognitive deficits are common in patients with multiple sclerosis (MS), especially long-term memory. Moreover, magnetic resonance imaging studies have correlated hippocampal atrophy with mnemonic deficits in these patients. Considering atrophy a late marker of neuronal damage, investigation of the pathophysiology of hippocampal damage in the early stages of the disease is justified. Objective: Describe the volumetric and neurochemical findings of the hippocampal formation of early relapsing-remitting MS patients (RRMS), comparing it to a group of healthy subjects, and assess its relationships with long-term memory. Material and Methods: Twenty-nine patients (19 women, mean age 31 years ± 8,7) with RRMS and a control group of 26 healthy individuals (19 women, mean age 30,7 anos ± 8,4) underwent 1H-MRS in 3,0T scanner. Single-voxel PRESS sequence with repetition time of 1500 msec, echo time of 135 msec and fixed dimensions of the voxel (6 cm3) was located along the left hippocampus. Data were processed with LC Model software and the concentration of N-acetyl-aspartate (NAA), Choline (Cho) and Creatine (Cr) was calculated. Brain and hippocampal formation volumes were quantified using FreeSurfer software. Subjects were assessed cognitively and a verbal memory score assessing delayed recall (EMV-T) was developed, using Hopkins Verbal Learning Test-Revised delayed recall and Logical Memory-II test. Results: Atrophy was observed in both hippocampi of MS patients. In addition, MS patients had lower NAA levels compared to the control group (F (1,51) = 4,089, p = 0,048), and positive correlation between NAA and hippocampal formation volume was observed in patient group (r = 0.372, p = 0.047). Finally, patients showed a significant negative correlation between EMV-T and NAA (r = -0.408, p = 0.031), Cho (r = -0.509, p = 0.006) and Cr (r = -0.402, p = 0.034), while only a weak tendency to an association in the opposite direction was observed in the control group. Conclusion: Our results indicate, in early MS, atrophy and reduced levels of NAA in the hippocampal formation, secondary to neuronal loss and/or dysfunction. The fact that the observed relationship between hippocampal metabolites and memory was in the opposite direction as what it is expected for healthy subjects supports the hypothesis that compensatory mechanisms are present in cognitive function of MS patients

Déficits cognitivos são frequentes em pacientes com esclerose múltipla (EM), especialmente a memória de longo prazo. Por outro lado, estudos de imagem por ressonância magnética têm correlacionado atrofia do hipocampo aos déficits mnésicos destes pacientes. Considerando-se a atrofia um marcador de dano neuronal tardio, justifica-se a investigação da fisiopatologia do dano hipocampal nas fases inicias da doença. Objetivo: Descrever os achados volumétricos e neuroquímicos da formação hipocampal de pacientes com EM recorrente-remitente (EMRR) em suas fases iniciais, comparando-os ao de um grupo de indivíduos saudáveis, e avaliar suas relações com a memória de longo prazo. Material e Métodos: Vinte e nove pacientes (19 mulheres, idade média 31 anos ± 8,7) com EMRR e um grupo controle composto por 26 indivíduos saudáveis (19 mulheres, idade média 30,7 anos ± 8,4) realizaram a 1H-ERM em magneto 3,0T. Foi utilizada técnica single-voxel e sequência PRESS com TR = 1500 ms, TE = 135 ms e dimensões fixas do voxel (6 cm3) localizado ao longo do hipocampo esquerdo para avaliação do N-acetil-aspartato (NAA), Colina (Cho) e Creatina (Cr), sendo a análise feita com o software LC Model. A avaliação volumétrica do encéfalo e da formação hipocampal foi realizada por meio do software FreeSurfer. Os indivíduos foram avaliados cognitivamente tendo sido criado um escore de memória verbal que avalia a evocação tardia (EMV-T), empregando-se a etapa de evocação tardia do Hopkins Verbal Learning Test-Revised e o Teste da Memória Lógica-II. Resultados: Observou-se atrofia em ambos os hipocampos dos pacientes com EM. Além disso, pacientes apresentaram menores níveis de NAA quando comparados aos do grupo de controles (F(1,51) = 4,089; p = 0,048), tendo sido observada correlação positiva entre NAA e o volume da formação hipocampal no grupo de pacientes (r = 0,372; p = 0,047). Por fim, pacientes apresentaram correlação negativa significante entre EMV-T e NAA (r = -0,408; p = 0,031), Cho (r = -0,509; p = 0,006) e Cr (r = -0,402; p = 0,034), enquanto que, nos controles, apenas foi observada leve tendência de correlação na direção oposta. Conclusões: Nossos resultados indicam, nas fases inicias da EM, atrofia e redução dos níveis de NAA na formação hipocampal, secundário à disfunção e/ou perda neuronal. O fato dos pacientes apresentarem relação entre metabólitos hipocampais e memória oposta ao que é esperado, para indivíduos saudáveis, está de acordo com a hipótese da presença de mecanismos compensatórios na função cognitiva de pacientes com EM / Cognitive deficits are common in patients with multiple sclerosis (MS), especially long-term memory. Moreover, magnetic resonance imaging studies have correlated hippocampal atrophy with mnemonic deficits in these patients. Considering atrophy a late marker of neuronal damage, investigation of the pathophysiology of hippocampal damage in the early stages of the disease is justified. Objective: Describe the volumetric and neurochemical findings of the hippocampal formation of early relapsing-remitting MS patients (RRMS), comparing it to a group of healthy subjects, and assess its relationships with long-term memory. Material and Methods: Twenty-nine patients (19 women, mean age 31 years ± 8,7) with RRMS and a control group of 26 healthy individuals (19 women, mean age 30,7 anos ± 8,4) underwent 1H-MRS in 3,0T scanner. Single-voxel PRESS sequence with repetition time of 1500 msec, echo time of 135 msec and fixed dimensions of the voxel (6 cm3) was located along the left hippocampus. Data were processed with LC Model software and the concentration of N-acetyl-aspartate (NAA), Choline (Cho) and Creatine (Cr) was calculated. Brain and hippocampal formation volumes were quantified using FreeSurfer software. Subjects were assessed cognitively and a verbal memory score assessing delayed recall (EMV-T) was developed, using Hopkins Verbal Learning Test-Revised delayed recall and Logical Memory-II test. Results: Atrophy was observed in both hippocampi of MS patients. In addition, MS patients had lower NAA levels compared to the control group (F (1,51) = 4,089, p = 0,048), and positive correlation between NAA and hippocampal formation volume was observed in patient group (r = 0.372, p = 0.047). Finally, patients showed a significant negative correlation between EMV-T and NAA (r = -0.408, p = 0.031), Cho (r = -0.509, p = 0.006) and Cr (r = -0.402, p = 0.034), while only a weak tendency to an association in the opposite direction was observed in the control group. Conclusion: Our results indicate, in early MS, atrophy and reduced levels of NAA in the hippocampal formation, secondary to neuronal loss and/or dysfunction. The fact that the observed relationship between hippocampal metabolites and memory was in the opposite direction as what it is expected for healthy subjects supports the hypothesis that compensatory mechanisms are present in cognitive function of MS patients

Orientador: Gabriela Castellano / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-21T20:54:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Landim_RicardoCesarGiorgetti_M.pdf: 17116375 bytes, checksum: 1ddc2a2b2cc8da480f9f40a006e4144a (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: As variações metabólicas que ocorrem no cérebro subjacentes á ativação neuronal ainda estão longe de ser bem compreendidas e, portanto, constituem objeto de estudo de grande interesse por parte da comunidade cientifica da área. Uma forma de estudar estas variações é por meio da técnica de espectroscopia funcional por ressonância magnética (functional Magnetic Resonance Spectroscopy - fMRS), na qual espectros de uma dada região cerebral são coletados de forma dinâmica, enquanto o indivíduo é sujeito a algum estimulo sensorial ou tarefa cognitiva. Em particular, o N-acetil-aspartato (NAA) _e o metabólito que gera o principal pico encontrado em espectros cerebrais de espectroscopia por ressonância magnética utilizando o núcleo do hidrogênio. Na verdade, este pico provém do próprio NAA (90%) e também de um derivado deste, o N-acetil-aspartil-glutamato (NAAG). Em experimentos de fMRS realizados por nosso grupo, foi encontrada variação de NAA e NAAG no córtex visual de indivíduos normais, quando estes são sujeitos á apresentação de um estimulo visual. Porem, as variações do sinal de MRS do NAA em experimentos de fMRS são um assunto controverso na literatura da área, pois há trabalhos que apontam para sua variação com o estímulo e outros que dizem que não há variações. Além disso, os trabalhos existentes na literatura mediram a variação conjunta de NAA e NAAG. Dessa forma, para elucidar o que acontece com estes metabólitos durante a ativação cerebral seria interessante medí-los separadamente. O objetivo principal deste trabalho foi, portanto, realizar experimentos de fMRS nos quais estes metabólitos pudessem ser medidos de forma independente, através da implementação da sequência de pulsos MEGA-PRESS, que separa as contribuições do NAA e NAAG já no momento da medida. Os experimentos foram realizados em sujeitos saudáveis durante estimulação visual. Foram realizados vários testes para se padronizar o pré -processamento e duas metodologias foram utilizadas. Diversas quantificações foram feitas e como resultado foram encontradas variações de NAA (diminuição) e NAAG (aumento) durante o estímulo. Os resultados concordam com os apresentados em dois dos três trabalhos similares encontrados na literatura, e também com os resultados anteriores de nosso grupo. A diminuição de NAA pode ser explicada através da hipótese de que ele funcione como uma bomba de _agua molecular, enquanto que a produção de NAAG concorda com o fato de que este metabólito _e um neuropeptídeo que é liberado nas sinapses e atua como modulador para a liberação de certos neurotransmissores, e também concorda com modelos para o metabolismo energético que apontam para este metabólito como relacionado á resposta hiperêmica vascular que origina o sinal BOLD / Abstract: Metabolic changes that occur in the brain underlying neuronal activation are still far form being understood and, therefore, are a subject matter of great interest for the scientific community of this research field. One way to study these variations is through the technique of functional Magnetic Resonance Spectroscopy (fMRS), in which spectra from a given brain region are collected dynamically, while the volunteer is subject to some sensory stimulus or cognitive task. In particular, N-acetyl-aspartate (NAA) is the metabolite that generates the main peak found the MR spectra of the brain using the hydrogen nucleus. Indeed, this peak originates from NAA itself (90 %) and also from a derivative thereof, N-acetylaspartyl-glutamate (NAAG). In fMRS experiments performed by our group, NAA and NAAG changes were found in the visual cortex of normal individuals when they are subject to a visual stimulus. However, the MRS signal variations of NAA in fMRS experiments are a controversial subject in the literature, since there are studies that point to its variation with the stimulus and others that show that there is no variation. In addition, the existing works measured the joint NAA and NAAG variation. Thus, to elucidate what happens to these metabolites during brain activation it would be interesting to measure them separately. The main objective of this study was, therefore, to perform fMRS experiments in which these metabolites could be measured independently by implementing the MEGA-PRESS pulse sequence, which separates the NAA and NAAG contributions at the time of measurement. The experiments were performed in healthy subjects during visual stimulation. Several tests were performed to standardize the preprocessing and two methods were used. Several quantifications were made and as result NAA and NAAG variations (decrease and increase, respectively) were found during the stimulus. The results agree with those presented in two out of three similar studies found in the literature, and also with the previous results from our group. The NAA decrease may be explained through the hypothesis that it works as a molecular water pump, whereas the NAAG production agrees with the fact that this metabolite is a neuropeptide that is released at the synapses and acts as a modulator for the release of certain neurotransmitters, and also agrees with models for energy metabolism that point to this metabolite as related to the vascular hyperemic response that originates the BOLD signal / Mestrado / Física / Mestre em Física