Introdução: Os glicocorticoides (GCs) estão envolvidos na regulação e adaptação da resposta ao estresse, exercendo seus efeitos através de seus receptores. Variações polimórficas no gene do receptor de glicocorticoide (GR) têm sido caracterizadas funcionalmente. O polimorfismo A3669G do gene do GR está relacionado a modificações na sensibilidade aos GCs e mudanças no perfil metabólico. Concentrações fisiológicas de GCs estimulam a ingestão calórica e, na presença de insulina, modificam a preferência alimentar. A variante A3669G do gene do GR parece levar a um menor risco para diabetes, em pacientes com Síndrome de Cushing, e para o tabagismo, quando associado a um polimorfismo do gene do receptor de mineralocorticoide, sugerindo uma modulação na via de recompensa. O objetivo deste trabalho é avaliar a associação de variantes do polimorfismo A3669G do gene do GR com o comportamento alimentar e parâmetros metabólicos em uma amostra de estudantes, correlacionando com dados de neuroimagem funcional. Métodos: A amostra provém de alunos de 6 escolas de Porto Alegre, avaliados em 2008 e em 2013. Em 2008, 131 indivíduos apresentavam o protocolo completo de avaliação e, destes, 74 retornaram em 2013. A avaliação incluiu genotipagem, antropometria, exames laboratoriais, comportamento alimentar e um paradigma avaliando a ativação cerebral em resposta a visualização de imagens de alimentos palatáveis, não palatáveis e de objetos neutros. A análise da associação com os fenótipos foi realizada através do teste t de Student e Chi quadrado; os dados do estudo longitudinal foram analisados por meio de Equações de Estimatição Generalizada. Resultados: A variante G do polimorfismo A3669G do gene do GR foi encontrado em 17,6% em 2008 e em 14,9% da amostra em 2013. Não houve diferença entre os grupos de carreadores do alelo G e não carreadores quanto a diferentes confundidores; a comparação entre as médias dos dois grupos sobre o consumo calórico proveniente de proteínas, carboidratos e gorduras em 2008 não revelou diferenças significativas; nesta etapa, as análises evidenciaram maior consumo de açúcares e de calorias totais no grupo não carreador do alelo G. Em 2013, estes indivíduos não carreadores do alelo G do polimorfismo A3669G apresentaram maior insulinemia e além de aumento no índice de resistência à insulina, sem diferenças no consumo alimentar. Os dados de neuroimagem funcional indicaram que a visualização de imagens de alimentos palatáveis pelo grupo não carreador do alelo G ativou o giro occipital médio, uma região implicada no processamento visual, mostrando menor ativação em giro pré central e nas áreas de Brodmann 4 e 6, relacionadas ao planejamento motor e sensibilidade ao sabor. Conclusão: Os resultados mostram que os indivíduos não carreadores da variante G do polimorfismo A3669G do gene do GR apresentaram menor sensibilidade à insulina, precedidos pela modulação na preferência alimentar. Os achados em neuroimagem funcional indicam maior saliência de incentivo aos alimentos palatáveis e predisposição à impulsividade no grupo não carreador do alelo G. Sugere-se que a redução na sensibilidade em nível celular aos GCs relacionada à presença do alelo G, afete a ingestão alimentar, reduzindo o consumo de alimentos palatáveis, diminuindo o risco para doenças metabólicas. / Introduction: Glucocorticoids are involved in regulation and adaptation of the stress response, exerting effects through its receptors. Variations on the glucocorticoid receptors genes have been characterized functionally. The A3669G polymorphism of the glucocorticoid receptor gene is related to a change in the tissue sensitivity to glucocorticoids and altered metabolic profile. Physiological concentrations of glucocorticoids stimulate food intake and in the presence of insulin affect food preferences. The G variant of the A3669G polymorphism appears to lead to a lower risk for diabetes, in patients with Cushing's syndrome, and smoking, when associated with a polymorphism of the mineralocorticoid receptor gene, suggesting a modulation in reward pathways. The objective of this study is to evaluate the association of A3669G polymorphism variants with feeding behavior and metabolic parameters in a sample of students correlating with functional neuroimaging data. Methods: The sample includes students of 6 schools in Porto Alegre, evaluated at two occasions 2008 and in 2013. In 2008, 131 individuals had complete protocol assessment and, from these, 74 returned in for re- evaluation in 2013. The evaluation included genotyping, anthropometry, laboratory tests, feeding behavior and a functional MRI paradigm to verify brain activation in response to the visualization of palatable, non- palatable foods and neutral items. The association with phenotypes was performed using Student's t test and Chi-square; longitudinal study data were evaluated using Generalized Estimating Equations. Results: The variant of the A3669G polymorphism was found in 17.6% of the students in 2008 and 14.9% of the sample in 2013. There was no difference between groups in the sample composition; the comparison between groups of the mean caloric intake originating from proteins, carbohydrates and fats in 2008 revealed no significant differences; at this time, analysis showed lower consumption of sugars and total calories in the G carrier group. In 2013, these individuals showed a reduction in insulin level and resistance, with no differences in food intake. The fMRI data indicated that viewing a food palatable image by the wild-type allele carrier group activated a region involved in visual processing (middle occipital gyrus) and deactivated an area related to motor planning and sensitivity to taste (pre central gyrus). Conclusion: The results showed that G carriers of the A3669G polymorphism of glucocorticoid receptor gene had lower insulin resistance levels, preceded by modulation of their food preference. The findings in functional neuroimaging showed increased incentive salience on viewing palatable food images and a predisposition for impulsivity in noncarriers. Data suggest that reduction in glucocorticoids sensitivity at a cellular level affects food intake, by reducing consumption of palatable foods, possibly decreasing the risk for metabolic diseases.

Introdução: Os glicocorticoides (GCs) estão envolvidos na regulação e adaptação da resposta ao estresse, exercendo seus efeitos através de seus receptores. Variações polimórficas no gene do receptor de glicocorticoide (GR) têm sido caracterizadas funcionalmente. O polimorfismo A3669G do gene do GR está relacionado a modificações na sensibilidade aos GCs e mudanças no perfil metabólico. Concentrações fisiológicas de GCs estimulam a ingestão calórica e, na presença de insulina, modificam a preferência alimentar. A variante A3669G do gene do GR parece levar a um menor risco para diabetes, em pacientes com Síndrome de Cushing, e para o tabagismo, quando associado a um polimorfismo do gene do receptor de mineralocorticoide, sugerindo uma modulação na via de recompensa. O objetivo deste trabalho é avaliar a associação de variantes do polimorfismo A3669G do gene do GR com o comportamento alimentar e parâmetros metabólicos em uma amostra de estudantes, correlacionando com dados de neuroimagem funcional. Métodos: A amostra provém de alunos de 6 escolas de Porto Alegre, avaliados em 2008 e em 2013. Em 2008, 131 indivíduos apresentavam o protocolo completo de avaliação e, destes, 74 retornaram em 2013. A avaliação incluiu genotipagem, antropometria, exames laboratoriais, comportamento alimentar e um paradigma avaliando a ativação cerebral em resposta a visualização de imagens de alimentos palatáveis, não palatáveis e de objetos neutros. A análise da associação com os fenótipos foi realizada através do teste t de Student e Chi quadrado; os dados do estudo longitudinal foram analisados por meio de Equações de Estimatição Generalizada. Resultados: A variante G do polimorfismo A3669G do gene do GR foi encontrado em 17,6% em 2008 e em 14,9% da amostra em 2013. Não houve diferença entre os grupos de carreadores do alelo G e não carreadores quanto a diferentes confundidores; a comparação entre as médias dos dois grupos sobre o consumo calórico proveniente de proteínas, carboidratos e gorduras em 2008 não revelou diferenças significativas; nesta etapa, as análises evidenciaram maior consumo de açúcares e de calorias totais no grupo não carreador do alelo G. Em 2013, estes indivíduos não carreadores do alelo G do polimorfismo A3669G apresentaram maior insulinemia e além de aumento no índice de resistência à insulina, sem diferenças no consumo alimentar. Os dados de neuroimagem funcional indicaram que a visualização de imagens de alimentos palatáveis pelo grupo não carreador do alelo G ativou o giro occipital médio, uma região implicada no processamento visual, mostrando menor ativação em giro pré central e nas áreas de Brodmann 4 e 6, relacionadas ao planejamento motor e sensibilidade ao sabor. Conclusão: Os resultados mostram que os indivíduos não carreadores da variante G do polimorfismo A3669G do gene do GR apresentaram menor sensibilidade à insulina, precedidos pela modulação na preferência alimentar. Os achados em neuroimagem funcional indicam maior saliência de incentivo aos alimentos palatáveis e predisposição à impulsividade no grupo não carreador do alelo G. Sugere-se que a redução na sensibilidade em nível celular aos GCs relacionada à presença do alelo G, afete a ingestão alimentar, reduzindo o consumo de alimentos palatáveis, diminuindo o risco para doenças metabólicas. / Introduction: Glucocorticoids are involved in regulation and adaptation of the stress response, exerting effects through its receptors. Variations on the glucocorticoid receptors genes have been characterized functionally. The A3669G polymorphism of the glucocorticoid receptor gene is related to a change in the tissue sensitivity to glucocorticoids and altered metabolic profile. Physiological concentrations of glucocorticoids stimulate food intake and in the presence of insulin affect food preferences. The G variant of the A3669G polymorphism appears to lead to a lower risk for diabetes, in patients with Cushing's syndrome, and smoking, when associated with a polymorphism of the mineralocorticoid receptor gene, suggesting a modulation in reward pathways. The objective of this study is to evaluate the association of A3669G polymorphism variants with feeding behavior and metabolic parameters in a sample of students correlating with functional neuroimaging data. Methods: The sample includes students of 6 schools in Porto Alegre, evaluated at two occasions 2008 and in 2013. In 2008, 131 individuals had complete protocol assessment and, from these, 74 returned in for re- evaluation in 2013. The evaluation included genotyping, anthropometry, laboratory tests, feeding behavior and a functional MRI paradigm to verify brain activation in response to the visualization of palatable, non- palatable foods and neutral items. The association with phenotypes was performed using Student's t test and Chi-square; longitudinal study data were evaluated using Generalized Estimating Equations. Results: The variant of the A3669G polymorphism was found in 17.6% of the students in 2008 and 14.9% of the sample in 2013. There was no difference between groups in the sample composition; the comparison between groups of the mean caloric intake originating from proteins, carbohydrates and fats in 2008 revealed no significant differences; at this time, analysis showed lower consumption of sugars and total calories in the G carrier group. In 2013, these individuals showed a reduction in insulin level and resistance, with no differences in food intake. The fMRI data indicated that viewing a food palatable image by the wild-type allele carrier group activated a region involved in visual processing (middle occipital gyrus) and deactivated an area related to motor planning and sensitivity to taste (pre central gyrus). Conclusion: The results showed that G carriers of the A3669G polymorphism of glucocorticoid receptor gene had lower insulin resistance levels, preceded by modulation of their food preference. The findings in functional neuroimaging showed increased incentive salience on viewing palatable food images and a predisposition for impulsivity in noncarriers. Data suggest that reduction in glucocorticoids sensitivity at a cellular level affects food intake, by reducing consumption of palatable foods, possibly decreasing the risk for metabolic diseases.

Introdução: As doenças cerebrovasculares constituem-se um sério problema de saúde, e dados sobre sua prevalência mundial são alarmantes. A doença aterosclerótica dos vasos cervicais é um importante fator etiológico de isquêmica cerebral, por mecanismos que envolvem fenômenos embólicos e hipofluxo cerebral. Enquanto o manejo dos pacientes com estenose carotídea sintomática geralmente requer procedimentos cruentos como a endarterectomia e a angioplatia com stent carotídeo, não estão bem definidos o espectro clínico e o manejo adequado dos pacientes com estenoses carotídeas ditas assintomáticas (sem evidência de evento cerebrovascular ipsilateral). Neste contexto, é possível que a presença de déficits cognitivos e as alterações estruturais e funcionais na ressonância magnética cerebral possam ser úteis para a estratificação e o manejo destes pacientes. Objetivos: constitui objetivo principal do presente estudo investigar associações entre biomarcadores de ressonância magnética e desempenho cognitivo, em sujeitos com estenose carotídea assintomática unilateral. Métodos: foram incluídos na pesquisa 13 voluntários, com diagnóstico de doença aterosclerótica assintomática unilateral com comprometimento >= 70% da luz do vaso, recrutados nos ambulatórios de neurologia e cirurgia vascular, do Hospital das Clínicas, da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto - FMRP/ USP. Participaram do grupo controle 13 voluntários, sem antecedentes de doenças cerebrovasculares. A avaliação neuropsicológica consistiu na aplicação do Subteste Dígitos (WAIS); Trail Making Test; Stroop Test; Teste das Figuras Complexas de Rey; provas de fluência verbal fonêmica e categoria semântica; e o Mini Exame do Estado Mental, edições 1 e 2. Para a composição da avaliação de neuroimagem por ressonância magnética, foram inclusas: (1) imagens FLAIR (fluid attenuated inversion recovery) para avaliação de carga de lesão de substância branca; (2) imagens de ASL (arterial spin labeling), ponderadas em perfusão sanguínea, para quantificação do fluxo sanguíneo cerebral; e (3) imagens baseadas no contraste BOLD (blood oxygenation level dependent), em repouso, para avaliação da conectividade funcional. Análises estatísticas foram realizadas pelo Stata 15.1, em que as variáveis foram testadas para normalidade usando o teste de normalidade de Shapiro-Wilk. O teste t de amostras independentes e o teste U de Mann-Whitney foram utilizados para analisar as diferenças entre os grupos. As diferenças hemisféricas na carga de WMH foram testadas pelo teste t pareado, ou Wilcoxon. Testes Chi-squared ou Teste Exato de Fisher foram utilizados na análise de variáveis categóricas. Os coeficientes decorrelação de Pearson ou Spearman foram utilizados para explorar correlações entre escores cognitivos, volume de substância branca, carga de WMH, CBF e conectividade funcional. Resultados: O volume de substância branca (SB) em pacientes com estenose carotídea assintomática mostrou-se marcadamente reduzido, enquanto hiperintensidade de sinal em SB esteve significativamente aumentada em relação a indivíduos controles (p < 0,01). O hemisfério ipsilateral à estenose assintomática grave apresentou carga mais expressiva de lesão em SB (p = 0,01). Neste contexto, a presença de estenose assintomática esteve independentemente associada à hiperintensidade de SB. Análises de CBF não revelaram diferenças entre os grupos clínicos e controle, embora o CBF tenha sido associado ao desempenho das funções cognitivas em todos os domínios avaliados por este estudo. Não foram identificadas diferenças de fluxo sanguíneo global em territórios das artérias cerebrais anterior, média e posterior, entre sujeitos com estenose de artéria carótida assintomática e controles. Pacientes apresentaram prejuízos de conectividade em redes cerebrais de repouso (RSBNs), especialmente frontotemporal, saliência e rede atencional dorsal, em relação aos controles (p-FDR < 0,01). A performance cognitiva de pacientes com estenose carotídea foi inferior ao grupo controle, para todas as medidas, com diferenças significativas em domínios mnemônicos, atencionais e funções executivas (p<0.05), estes relacionados com RSBNs. Conclusões: Nós identificamos anormalidades pré-clínicas no volume de SB, CBF, conectividade funcional e no desempenho cognitivo de pacientes com estenose carotídea assintomática. Biomarcadores de neuroimagem na RM, combinados à avaliação cognitiva têm um grande potencial para identificação de pacientes com estenose carotídea assintomática sob risco elevado de AVC e declínio cognitivo. / Background: Cerebrovascular diseases are an important health problem worldwide with high prevalence, mortality and morbidity. Among its etiological subtypes, atherosclerotic disease involving the carotid artery is strongly associated with ischemic stroke due to arterial embolism and hemodynamic compromise. The management of symptomatic carotid stenosis generally requires carotid endarterectomy or stenting. Nevertheless, the management of asymptomatic carotid stenosis and patient selection for these procedures is still largely debated. It is possible that the presence of cognitive impairment, alterations on functional and structural magnetic resonance imaging (MRI) biomarkers of cerebrovascular disease could help the stratification and management of these patients. Objetives: to investigate the association between MRI biomarker of cerebrovascular disease and cognitive function in patient with unilateral asymptomatic carotid stenosis. Methods: we evaluated 13 patients with unilateral carotid stenosis >= 70% recruited from a tertiary academic outpatient clinic in Brazil and 13 control subjects without carotid stenosis or history of cerebrovascular diseases paired by age and sex. The neuropsycological evaluation included the WAIS, Trail Making Test; Stroop Test; Rey complex figures test; verbal fluency and categorical semantic fluency; and the minimental state 1 and 2. The MRI evaluation included: (1) FLAIR evaluation of white matter (WM) burden; (2) ASL evaluation of cerebral blood flow (CBF); (3) resting-state BOLD for evaluation of functional connectivity. Statistical analyses were performed with the Stata 15.1 package. Normality of the distribution of the variables was assessed with the Shapiro-Wilk test. We also used the student t test, Mann-whytney test, Chi-squared test and Fisher exact test as appropriate for univariate analyses. Pearson and Spearman correlation coefficients were used to explore the correlations among cognitive performance scores, WM volume, burden of WM hyperintensities, CBF and brain functional connectivity. Results: the global WM volume was markedly reduced and the global WM hyperintensity was significantly increased within the ipsilateral hemisphere in patients with unilateral carotid stenosis, when compared to controls (p < 0,01). CBF evaluated by ASL was associated with cognitive function but it was not significantly different between patients and controls within the arterial territories of the major intracranial arteries. Patients with carotid stenosis showed marked compromise of the brain connectivity within the frontotemporal, attentional and salience networks when compared to controls (p-FDR < 0,01). The cognitive performance was inferior for patients with unilateral carotid stenosis compared to controls in several cognitivedomains including executive function, attention and mnemonic domains. Conclusions: patients with asymptomatic carotid stenosis have high frequency of pre-clinical abnormalities on structural and functional MRI biomarkers and cognitive impairment. Evaluation of cognitive function, structural and functional MRI biomarkers of cerebrovascular disease may have a role to improve patient stratification and selection for interventions among patients with unilateral carotid stenosis.

A técnica de ressonância magnética funcional está evoluindo rapidamente de um interesse técnico para aplicações clínicas e em neurociência. Um grande número de questões, entretanto, ainda orbita o método de aquisição e análise de dados desta técnica. Este trabalho realizou a implementação de um protocolo de pesquisa por ressonância magnética funcional e a aplicação deste método para um estudo sobre mudanças de adaptação e dificuldade em memória de trabalho humana. Oito voluntários sadios foram submetidos a uma coleção de aquisições funcionais enquanto executavam uma tarefa de memória de trabalho n-back, promovida por estímulos visuais. Na aquisição de adaptação dos voluntários, foi observado mudanças na atividade neuronal do córtex visual primário devido a adaptação nos primeiros minutos de contato de cada indivíduo com a tarefa, possivelmente relacionando-se com o caráter visual do estímulo. Na segunda aquisição, a frequência de estímulos foi variada para modificar a dificuldade de realização da tarefa. Mudanças de atividade no lobo parietal superior, giro supramarginal e córtex pré-motor foram observadas, quando comparado as atividades de memória e controle, mas nenhuma mudança no córtex dorsolateral do giro pré-frontal, por vezes observado em experimentos de memória de trabalho, foi observada. Atividades no cerebelo foram identificadas apenas quando a condição de dificuldade foi extrema, tornando possível distinguir condições fáceis de difíceis de acordo com os resultados psciométricos. Adicionalmente às análises de mapa paramétrico, análises quantitativas identificaram uma relação entre a atividade no giro fusiforme e a demanda cognitiva proporcionada pelo aumento da dificuldade. Tais resultados demonstram a capacidade da técnica de ressonância magnética funcional para estudar construtos cognitivos como memória de trabalho, aprendizado e controle de dificuldade. / Functional magnetic resonance technique is rapidly evolving from a technical interest to clinical and neuroscience applications. A large number of questions, however, still orbits data acquisition and analysis. This work carried out all the implementation of a functional magnetic resonance imaging protocol and applied this method to a study on adaptive and difficulty changes in human working memory. Eight healthy volunteers underwent a sequence of functional acquisitions while performing an n-back working memory task, promoted by visual stimuli. In the adaptation experiment, changes in neuronal activity inside primary visual cortex were observed due to adaptation in the first minutes of contact of each individual with the task, possibly related to the visual feature of the stimulus. In the second acquisition, frequency of stimuli was varied to modify task difficulty. Activity changes in the superior parietal lobe, supramarginal gyrus and premotor cortex were observed when comparing memory and control, but no change in prefrontal gyrus dorsolateral cortex, as sometimes observed in working memory experiments, was observed. Activities inside cerebellum were identified only when difficulty condition was extreme, making it possible to distinguish easy-to-difficult conditions according to the psychometric results. In addition to the parametric map analysis, quantitative analyzes identified a relationship between activity in the fusiform gyrus and cognitive demand provided by the increased difficulty. These results demonstrate feasibility of functional magnetic resonance technique to study cognitive constructs such as working memory, learning and difficulty control.

Objetivo: avaliar as diferenças estruturais e funcionais entre o cérebro de pacientes com tontura postural-perceptual persistente (TPPP) e controles. Método: o estudo foi aprovado pela comissão de ética local. As voluntárias deram consentimento formal. 16 mulheres com TPPP (44.7±8.3 anos) e 16 controles (46.5±8.5 anos) foram pareadas por sexo e idade. Imagens de ressonância magnética funcional (RMf) e estrutural foram adquiridas utilizando sistema 3.0 T durante a visibilização de figuras padronizadas do International Affective Pictures System (IAPS) com valência negativa, positiva e neutra. Realizou-se análise estrutural segmentar e volumétrica com o programa Freesurfer e funcional com o FSL (FMRIB Software Library) usando correção fatia-tempo e de movimento, suavização espacial (5mm FWHM), e normalização no espaço standard MNI (Montreal Neurological Institute). O modelo linear geral (GLM) incluiu regressores por grupo e condições. Adotou-se um limiar de Z = 3.09 (p < 0.001) para cada vóxel, e um nível de significância para correção de clusters de p < 0.05. O Z=2.3 foi utilizado na comparação entre grupos. Resultados: o grupo com TPPP apresentou ativação na região do córtex cingulado anterior na diferença entre contrastes positivos e negativos por queda de sinal na visibilização de estímulos negativos; enquanto o grupo controle teve efeito BOLD (Blood Oxygen Level Dependent) positivo na região amigdaliana bilateralmente na diferença entre contrastes negativos e positivos. Houve ativação em giro angular esquerdo na diferença entre contrastes negativos e positivos e entre grupos (pacientes > controles). Conclusão: ativação em região amigdaliana em resposta a estímulos negativos em relação aos positivos é frequentemente encontrada em pacientes com ansiedade e síndrome do estresse pós-traumático, mas não foi vista no nosso grupo com TPPP, só no controle. Por outro lado, o grupo com TPPP mostrou desativação da região do córtex cingulado anterior, um modelo descrito em algumas, mas não em todas as disfunções ansiosas, e não identificado no grupo controle. Além disto, o efeito BOLD positivo na região do giro angular esquerdo, área não inclusa no sistema límbico, com múltiplas funções, dentre elas a orientação espacial, indicam que mais trabalhos são necessários para elucidar o mecanismo cerebral da TPPP / Objectives: evaluate structural and functional differences in brain among patients with postural perceptual persistent dizziness (PPPD) and controls. Method: The study was approved by local IRB, and volunteers gave their informed consent. Sixteen women with PPPD (44.7 ± 8.3 years-old) were compared to 16 controls (46.5 ± 8.5 years-old) matched by age and gender. Structural and functional brain images were acquired in a 3.0T MRI system while subjects were presented with pictures from a standard reference (International Affective Pictures System - IAPS) with positive, neutral and negative emotional valence stimuli. Structural images were analysed in Freesurfer program and fMRI images in FSL (FMRIB Software Library) using slice-time and motion correction, spatial smoothing (5mm FWHM), and normalized images into MNI standard space. The GLM model included regressors for groups and conditions. A threshold Z-score = 3.09 (p < 0.001) was used for each voxel, and was adopted the correction by clusters at a p < 0.05 significance level. A Z-score = 2.3 was used for comparison between groups. Results: the PPPD group showed increased brain response at anterior cingulate cortex when comparing [positive > negative] stimuli as a result of deactivation during negative stimuli, whereas the control group had positive BOLD when comparing [negative > positive] stimuli at amigdala region in both sides. PPPD group had increased brain response when comparing [negative>positive] stimuli and [patients > controls] in the left angular gyrus. Conclusion: The amygdala region activation in control group in response to negative than positive stimuli is a pattern often found in patients with anxiety and traumatic stress but not was seen in our patient group. In contrast, they showed deactivation of the anterior cingulate cortex in response to negative stimuli, a pattern found in some, but not all anxiety disorders, and not identified in the control group. Otherwise, the positive BOLD in angular gyrus, brain area not included in limbic system, with multiple functions, including spatial orientation, indicate that more work is needed to elucidate brain mechanisms underlying PPPD

Objetivo: avaliar as diferenças estruturais e funcionais entre o cérebro de pacientes com tontura postural-perceptual persistente (TPPP) e controles. Método: o estudo foi aprovado pela comissão de ética local. As voluntárias deram consentimento formal. 16 mulheres com TPPP (44.7±8.3 anos) e 16 controles (46.5±8.5 anos) foram pareadas por sexo e idade. Imagens de ressonância magnética funcional (RMf) e estrutural foram adquiridas utilizando sistema 3.0 T durante a visibilização de figuras padronizadas do International Affective Pictures System (IAPS) com valência negativa, positiva e neutra. Realizou-se análise estrutural segmentar e volumétrica com o programa Freesurfer e funcional com o FSL (FMRIB Software Library) usando correção fatia-tempo e de movimento, suavização espacial (5mm FWHM), e normalização no espaço standard MNI (Montreal Neurological Institute). O modelo linear geral (GLM) incluiu regressores por grupo e condições. Adotou-se um limiar de Z = 3.09 (p < 0.001) para cada vóxel, e um nível de significância para correção de clusters de p < 0.05. O Z=2.3 foi utilizado na comparação entre grupos. Resultados: o grupo com TPPP apresentou ativação na região do córtex cingulado anterior na diferença entre contrastes positivos e negativos por queda de sinal na visibilização de estímulos negativos; enquanto o grupo controle teve efeito BOLD (Blood Oxygen Level Dependent) positivo na região amigdaliana bilateralmente na diferença entre contrastes negativos e positivos. Houve ativação em giro angular esquerdo na diferença entre contrastes negativos e positivos e entre grupos (pacientes > controles). Conclusão: ativação em região amigdaliana em resposta a estímulos negativos em relação aos positivos é frequentemente encontrada em pacientes com ansiedade e síndrome do estresse pós-traumático, mas não foi vista no nosso grupo com TPPP, só no controle. Por outro lado, o grupo com TPPP mostrou desativação da região do córtex cingulado anterior, um modelo descrito em algumas, mas não em todas as disfunções ansiosas, e não identificado no grupo controle. Além disto, o efeito BOLD positivo na região do giro angular esquerdo, área não inclusa no sistema límbico, com múltiplas funções, dentre elas a orientação espacial, indicam que mais trabalhos são necessários para elucidar o mecanismo cerebral da TPPP / Objectives: evaluate structural and functional differences in brain among patients with postural perceptual persistent dizziness (PPPD) and controls. Method: The study was approved by local IRB, and volunteers gave their informed consent. Sixteen women with PPPD (44.7 ± 8.3 years-old) were compared to 16 controls (46.5 ± 8.5 years-old) matched by age and gender. Structural and functional brain images were acquired in a 3.0T MRI system while subjects were presented with pictures from a standard reference (International Affective Pictures System - IAPS) with positive, neutral and negative emotional valence stimuli. Structural images were analysed in Freesurfer program and fMRI images in FSL (FMRIB Software Library) using slice-time and motion correction, spatial smoothing (5mm FWHM), and normalized images into MNI standard space. The GLM model included regressors for groups and conditions. A threshold Z-score = 3.09 (p < 0.001) was used for each voxel, and was adopted the correction by clusters at a p < 0.05 significance level. A Z-score = 2.3 was used for comparison between groups. Results: the PPPD group showed increased brain response at anterior cingulate cortex when comparing [positive > negative] stimuli as a result of deactivation during negative stimuli, whereas the control group had positive BOLD when comparing [negative > positive] stimuli at amigdala region in both sides. PPPD group had increased brain response when comparing [negative>positive] stimuli and [patients > controls] in the left angular gyrus. Conclusion: The amygdala region activation in control group in response to negative than positive stimuli is a pattern often found in patients with anxiety and traumatic stress but not was seen in our patient group. In contrast, they showed deactivation of the anterior cingulate cortex in response to negative stimuli, a pattern found in some, but not all anxiety disorders, and not identified in the control group. Otherwise, the positive BOLD in angular gyrus, brain area not included in limbic system, with multiple functions, including spatial orientation, indicate that more work is needed to elucidate brain mechanisms underlying PPPD

A técnica de ressonância magnética funcional está evoluindo rapidamente de um interesse técnico para aplicações clínicas e em neurociência. Um grande número de questões, entretanto, ainda orbita o método de aquisição e análise de dados desta técnica. Este trabalho realizou a implementação de um protocolo de pesquisa por ressonância magnética funcional e a aplicação deste método para um estudo sobre mudanças de adaptação e dificuldade em memória de trabalho humana. Oito voluntários sadios foram submetidos a uma coleção de aquisições funcionais enquanto executavam uma tarefa de memória de trabalho n-back, promovida por estímulos visuais. Na aquisição de adaptação dos voluntários, foi observado mudanças na atividade neuronal do córtex visual primário devido a adaptação nos primeiros minutos de contato de cada indivíduo com a tarefa, possivelmente relacionando-se com o caráter visual do estímulo. Na segunda aquisição, a frequência de estímulos foi variada para modificar a dificuldade de realização da tarefa. Mudanças de atividade no lobo parietal superior, giro supramarginal e córtex pré-motor foram observadas, quando comparado as atividades de memória e controle, mas nenhuma mudança no córtex dorsolateral do giro pré-frontal, por vezes observado em experimentos de memória de trabalho, foi observada. Atividades no cerebelo foram identificadas apenas quando a condição de dificuldade foi extrema, tornando possível distinguir condições fáceis de difíceis de acordo com os resultados psciométricos. Adicionalmente às análises de mapa paramétrico, análises quantitativas identificaram uma relação entre a atividade no giro fusiforme e a demanda cognitiva proporcionada pelo aumento da dificuldade. Tais resultados demonstram a capacidade da técnica de ressonância magnética funcional para estudar construtos cognitivos como memória de trabalho, aprendizado e controle de dificuldade. / Functional magnetic resonance technique is rapidly evolving from a technical interest to clinical and neuroscience applications. A large number of questions, however, still orbits data acquisition and analysis. This work carried out all the implementation of a functional magnetic resonance imaging protocol and applied this method to a study on adaptive and difficulty changes in human working memory. Eight healthy volunteers underwent a sequence of functional acquisitions while performing an n-back working memory task, promoted by visual stimuli. In the adaptation experiment, changes in neuronal activity inside primary visual cortex were observed due to adaptation in the first minutes of contact of each individual with the task, possibly related to the visual feature of the stimulus. In the second acquisition, frequency of stimuli was varied to modify task difficulty. Activity changes in the superior parietal lobe, supramarginal gyrus and premotor cortex were observed when comparing memory and control, but no change in prefrontal gyrus dorsolateral cortex, as sometimes observed in working memory experiments, was observed. Activities inside cerebellum were identified only when difficulty condition was extreme, making it possible to distinguish easy-to-difficult conditions according to the psychometric results. In addition to the parametric map analysis, quantitative analyzes identified a relationship between activity in the fusiform gyrus and cognitive demand provided by the increased difficulty. These results demonstrate feasibility of functional magnetic resonance technique to study cognitive constructs such as working memory, learning and difficulty control.

Orientador: Roberto Jose Maria Covolan / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-12T12:47:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mesquita_RicksonCoelho_D.pdf: 22300712 bytes, checksum: 11bd3fc16a125afc1c2cd8b4d18bc2e2 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A atividade neuronal relacionada a um determinado estímulo ou tarefa induz uma cadeia de complexos eventos biológicos no cérebro. O aumento no consumo de energia induz um acréscimo na demanda por glicose e oxigênio no tecido extravascular. Fatores bioquímicos e neuronais induzem variações nos vasos sanguíneos que resultam em alterações de uxo sanguíneo, volume e oxigenação. Embora extensivamente investigada, esta cascata de eventos ainda é pouco compreendida. Neste projeto, procuramos descrever o acoplamento entre os níveis celular, metabólico e vascular associado à ativação funcional do cérebro. Usando medidas eletro fisiológicas, modelamos os sistemas neuro-vascular e neuro-metabólico para descrever a hemodinâmica cerebral medida através de técnicas ópticas. Resultados obtidos em ratos durante a estimulação de um fio de bigode mostraram que a determinação de uma função resposta para cada sistema, assumido como linear, descreve bem o comportamento hemodinâmico e possibilita o estudo dos estados vascular e metabólico caracterizados pelos parâmetros medidos. A partir de experimentos multimodais de NIRS e fMRI, desenvolvemos metodologias inovadoras para a determinação de imagens metabólicas, capazes de prever variações do consumo de oxigênio com boa resolução espacial e temporal. Por fim, analisamos a in u^encia de parâmetros fisiológicos no sinal óptico, mostrando a contribuição importante da pressão sanguínea na composição deste. Medidas de correlação temporal foram projetadas para gerar mapas de correlação vascular que podem ser aplicados ao estudo da conectividade vascular cerebral, tanto em indivíduos normais como em pacientes com patologias cerebrais. / Abstract: Task-associated neuronal activity leads to a complex chain of biological events within the brain. The increased energetics gives rise to elevated glucose and oxygen consumption in the tissue. Biochemical and neuronal factors induce changes in blood vessels and variations in blood ow, volume and oxygenation. Although it has been extensively investigated, this cascade of events is still poorly understood and highly debated. In this project, the aim was to describe the coupling among the cellular, metabolic and vascular levels associated to functional brain activation. Using electrophysiological measurements, we modeled the neuro-vascular and neuro-metabolic systems in order to describe cerebral hemodynamics as seen through optical techniques. Results obtained in rats during whisker-barrel stimulation showed that the determination of a response function for each system, assumed as linear, can describe the hemodynamic behavior and allow the study of the vascular and metabolic states characterized by the measurements. From multimodal experiments of NIRS and fMRI, we developed unique methods to the determination of metabolic images, which can predict changes in oxygen consumption with good temporal and spatial resolution. Finally, we analyzed the in uence of the physiology in the optical signal, and showed the importance of taking into account blood pressure oscillations into this signal. Measurements of temporal correlation were projected to generate vascular correlation maps that may be useful to the study of cerebral vascular connectivity, both in normal subjects and in patients with cerebral pathologies. / Doutorado / Metodos Oticos de Analise / Doutor em Ciências

Introdução: A esclerose mesial temporal (EMT) é a principal causa de epilepsia resistente ao tratamento medicamentoso. Pacientes com EMT apresentam dificuldades no processamento semântico e fonológico de linguagem e maior incidência de reorganização cerebral da linguagem (bilateral ou à direita) em relação à população geral. A ressonância magnética funcional (RMf) permite avaliar a reorganização cerebral das redes de linguagem, comparando padrões de ativação cerebral entre diversas regiões cerebrais. Objetivo: Investigar o desempenho linguístico de pacientes com EMT unilateral esquerda e direita e a ocorrência de reorganização das redes de linguagem com RMf para avaliar se a reorganização foi benéfica para a linguagem nestes pacientes. Métodos: Utilizamos provas clínicas de linguagem e paradigmas de nomeação visual e responsiva para RMf, desenvolvidos para este estudo. Foram avaliados 24 pacientes com EMTe, 22 pacientes com EMTd e 24 controles saudáveis, submetidos a provas de linguagem (fluência semântica e fonológica, nomeação de objetos, verbos, nomes próprios e responsiva, e compreensão de palavras) e a três paradigmas de linguagem por RMf [nomeação por confrontação visual (NCV), nomeação responsiva à leitura (NRL) e geração de palavras (GP)]. Seis regiões cerebrais de interesse (ROI) foram selecionadas (giro frontal inferior, giro frontal médio, giro frontal superior, giro temporal inferior, giro temporal médio e giro temporal superior). Índices de Lateralidade (ILs) foram calculados com dois métodos: bootstrap, do programa LI-Toolbox, independe de limiar, e PSC, que indica a intensidade da ativação cerebral de cada voxel. Cada grupo de pacientes (EMTe e EMTd) foi dividido em dois subgrupos, de acordo com o desempenho em relação aos controles na avaliação clinica de linguagem. O <= -1,5 foi utilizado como nota de corte para dividir os grupos em pacientes com bom e com mau desempenho de linguagem. Em seguida, comparou-se o desempenho linguístico dos subgrupos ao índices IL-boot. Resultados: Pacientes com EMT esquerda e direita mostraram pior desempenho que controles nas provas clínicas de nomeação de verbos, nomeação de nomes próprios, nomeação responsiva e fluência verbal. Os mapas de ativação cerebral por RMf mostraram efeito BOLD em regiões frontais e temporoparietais de linguagem. Os mapas de comparação de ativação cerebral entre os grupos revelaram que pacientes com EMT esquerda e direita apresentam maior ativação em regiões homólogas do hemisfério direito em relação aos controles. Os ILs corroboraram estes resultados, mostrando valores médios menores para os pacientes em relação aos controles e, portanto, maior simetria na representação da linguagem. A comparação entre o IL-boot e o desempenho nas provas clínicas de linguagem indicou que, no paradigma de nomeação responsiva à leitura, a reorganização funcional no giro temporal médio, e possivelmente, nos giros temporal inferior e superior associou-se a desempenho preservado em provas de nomeação. Conclusão: Pacientes com EMT direita e esquerda apresentam comprometimento de nomeação e fluência verbal e reorganização da rede cerebral de linguagem. A reorganização funcional de linguagem em regiões temporais, especialmente o giro temporal médio associou-se a desempenho preservado em provas de nomeação em pacientes com EMT esquerda no paradigma de RMf de nomeação responsiva à leitura / Introduction: Mesial temporal sclerosis (MTS) is the commonest cause of drug resistant epilepsy. MTS patients experience phonological and semantic processing difficulties, and increased prevalence of atypical (bilateral or right hemisphere) language dominance compared to the general population. Language reorganization can be studied with functional magnetic resonance imaging (fMRI), which allows comparison of brain activation patterns in different brain regions. Objective: To investigate performance on language tasks in patients with unilateral left and right MTS, and occurrence of atypical language dominance to determine if reorganization of language networks is beneficial to \' f . : W w y-four left MTS, 22 right MTS patients and 24 healthy controls. Subjects underwent language tasks (semantic and phonological fluency, object, verb, proper noun, and responsive naming, and word comprehension), and fMRI language paradigms [visual confrontation naming (VCN), reading responsive reading (RRN) and word generation (WG)]. Six regions of interest (ROI) (inferior frontal, middle frontal, superior frontal, inferior temporal, middle temporal and superior temporal gyri) were defined. Two language lateralization indexes (LI) were obtained for each ROI, one with a threshold-independent method using a bootstrap algorithm (LI-boot), and one that measures brain activation intensity in each voxel (Percentage Signal Change - PSC). Each patient group (left MTS and right MTS) was divided into two subgroups according to performance relative to controls in the language tasks. Z- <= -1.5 was used as a cut-off to divide patients in good and poor language performance groups. LI-boot indexes were compared between language performance subgroups. Left and right MTS patients showed worse performance than controls in verb, proper noun, and responsive naming, and verbal fluency language tasks. fMRI activation maps showed increased BOLD signal in frontal and temporoparietal language regions. Group comparison activation maps revealed that left and right MTS patients showed increased activation in homologous right hemisphere regions compared to controls. These results were corroborated by lower LI mean values for patients compared to controls, indicating greater hemispheric language representation symmetry. Comparison between LI-boot indexes and performance in language tasks showed that functional reorganization in the middle temporal, and, possibly, inferior and superior temporal gyri was associated with preserved naming performance. Conclusion: Left and right MTS patients display impaired naming and verbal fluency, as well as reorganization of the language network. Language network reorganization in the temporal regions, specially middle temporal gyrus, was associated with preserved naming in left MTS patients, in the responsive reading naming fMRI paradigm

A lombalgia mecânica comum (LMC) representa um problema particularmente importante no ambiente ocupacional, muitas vezes associado a incapacidade, afastamento do trabalho e alto custo socioeconômico. O surgimento da neuroimagem funcional permitiu novos conhecimentos sobre a estrutura cerebral e a fisiologia da dor crônica. Embora os aspectos relacionados ao trabalho sejam importantes fatores de risco para a cronicidade, existem poucos estudos que abordam especificamente a fisiopatologia da LMC em indivíduos afastados do trabalho. A esse respeito, questionamos se um fator como a atenção, conhecida como um importante modulador da dor, poderia desempenhar um papel distintivo na modulação da dor nos indivíduos com LMC afastados do trabalho. Objetivos: comparar os correlatos neuronais entre indivíduos com lombalgia mecânica comum com afastamento do trabalho, com indivíduos lombálgicos sem afastamento. Métodos: Foram selecionados 74 indivíduos com LMC crônica, divididos em três grupos: indivíduos com LMC e afastamento do trabalho (LMC/A); indivíduos com LMC sem afastamento do trabalho (LMC) e indivíduos sem qualquer tipo de dor crônica e sem afastamento do trabalho (Controle). O estudo foi realizado no Hospital Israelita Albert Einstein (HIAE). A ressonância magnética funcional (RMf) foi utilizada durante o desempenho de dois paradigmas (dor e atenção). Resultados: Após a estimulação dolorosa, na comparação entre os grupos, verificamos diferença significativa na condição estimulação > repouso, sendo que o contraste LMC > LMC/A mostrou maior resposta hemodinâmica (efeito BOLD) no córtex cingulado anterior e giro frontal superior e médio direito (p < 0,001). No contraste controles > LMC/A, o grupo controle apresentou maior efeito BOLD em região do polo frontal e paracingulado (p = 0,002). Conclusão: Nosso estudo corrobora o conceito de que a presença de dor crônica está associada a uma alteração na plasticidade neuronal em áreas cerebrais que se estendem além das regiões somatossensoriais, para incluir áreas que processam emoções / Chronic low back pain (CLBP) is a particularly important problem in the occupational environment, often associated with incapacity, sick leave and high socioeconomic cost. The emergence of functional neuroimaging allowed new insights into the brain structure and physiology of chronic pain. Although work-related aspects are important risk factors for chronicity, there are few studies that specifically address the pathophysiology of CLBP in individuals with sick leave. In this regard, we questioned whether a factor such as the attention known as an important pain modulator could play a distinctive role in modulating pain in individuals with CLBP with sick leave. Objective The overall objective of this study is to compare the neuronal correlates between groups of individuals CLBP with or without sick leave. Methods We selected 74 individuals, divided into three groups: individuals with CLBP, functional incapacity and sick leave (CLBP_L); individuals with CLBP, functional disability without sick leave (CLBP_NL); individuals without any form of chronic pain and without sick leave (Control). Functional magnetic resonance imaging (fMRI) was used during the performance of two paradigms (pain and attention).Results After painful stimulation, a significant difference was observed in the stimulation > rest condition, while the CLBP > CLBP_L contrast showed a higher hemodynamic response in the anterior cingulate cortex and the right medium /superior frontal gyrus (p < 0.001) and in contrast controls > CLBP_L, the control group presented higher hemodynamic response in the frontal pole and paracingulate region (p = 0.002).Conclusions Our study corroborates the idea that the presence of chronic pain is associated with an alteration in neuronal plasticity involving brain areas linked to emotions and not just somatosensory areas