Numerosos estudios conductuales han investigado el papel del núcleo basal magnocelular (NBM) y sus proyecciones colinérgicas a la corteza y a la amígala sobre las funciones cognitivas. Estos estudios señalan la participación del sistema colinérgico del NBM en la atención, la adquisición y la consolidación de la memoria, pero no en la recuperación de la información. Estudios de estimulación eléctrica (EIC) han demostrado la implicación del NBM en la activación cortical y en la plasticidad, mecanismos neurales relacionados con los procesos de aprendizaje y memoria.No obstante, existen pocos estudios conductuales de evaluación de los efectos de la EIC del NBM sobre la memoria. Además, no hay ninguno que analice la activación del NBM a lo largo de múltiples fases del aprendizaje. Por lo tanto, nos propusimos investigar los efectos de la EIC del NBM en diferentes estadios del aprendizaje de la tarea de evitación activa de dos sentidos (EV2). El Experimento I estudia los efectos de la EIC post-entrenamiento sobre la retención a corto (24 h) y a largo (11 días) plazo. La posible influencia de la ejecución en la adquisición también fue estudiada. Los resultados muestran que la EIC del NBM mejora la retención a corto y a largo plazo, especialmente en ratas con un nivel bajo de aprendizaje inicial. En el Experimento II investigamos los efectos de la EIC del NBM aplicada en diferentes fases del aprendizaje de la EV2: (a) inmediatamente antes de la primera sesión de entrenamiento, para evaluar los efectos de la EIC sobre la adquisición (EIC preadquisición); (b) inmediatamente después de la primera sesión, para determinar los efectos sobre la consolidación de la memoria y el reaprendizaje en dos sesiones de retención (24 y 48 h después de la adquisición) (EIC postadquisición); (c) inmediatamente antes de la sesión de retención de 24 h, para analizar los efectos sobre la recuperación de la información, (EIC preretención 24 h). Con el objetivo de obtener mayores efectos sobre el condicionamiento, aumentamos la intensidad de la corriente (100 _A) y la duración del tratamiento (30 o 45 min) de EIC. Los principales resultados son: (i) la EIC preadquisición mejora la adquisición de la tarea sin afectar la conducta en las sesiones posteriores de retención; (ii) la estimulación postadquisición durante 45 min interrumpe ligeramente la ejecución en la sesión de retención de 24 h pero no en la de 48 h; (iii) la EIC preretención 24 h no afecta a ninguna de las dos sesiones de retención. La facilitación en la adquisición de la EV2 puede ser explicada por una mejora en la atención dado que la eficacia del aprendizaje depende de esta función, la cual, a su vez, depende de las proyecciones colinérgicas del NBM. Respecto a la consolidación de la memoria, ambos experimentos muestran efectos moduladores (facilitación o ligera interrupción) sobre la retención dependiendo del (a) nivel inicial de aprendizaje (Experimento I) y (b) la duración del tratamiento y la intensidad de la corriente (Experimento II). Además, nuestros resultados indican que la contribución del NBM es menos importante en la recuperación de la memoria, cuando la tarea ya está aprendida. En general, estos resultados sugieren que la activación del NBM puede contribuir más en estadios iniciales que en fases posteriores de la tarea. Los efectos moduladores sobre los procesos cognitivos tras la EIC del NBM podrían ser explicados por la inducción de plasticidad cortical. La activación del NBM podría haber creado un estado permisivo, a través de la liberación de acetilcolina, que optimizase los mecanismos de plasticidad neural necesarios para los procesos de aprendizaje y memoria. Sin embargo, nuestros resultados también pueden ser interpretados en el contexto de la modulación subcortical (amígdala basolateral) y la activación de otros sistemas de neurotransmisión como el ácido _-aminobutírico. / Extensive behavioral studies have investigated the role of the nucleus basalis magnocellularis (NBM), and mainly its cholinergic projections to neocortex and amygdala, on cognitive functions. Converging evidence from those studies supports an important role of NBM cholinergic system in attention, acquisition and memory consolidation, but not in retrieval of information. Studies of NBM electrical stimulation (ICS) have demonstrated the involvement of NBM in cortical activation and cortical plasticity, both neural mechanisms related to learning and memory processes.Nevertheless, there are only few studies that have evaluated the effects of NBM ICS on behavioral memory. Moreover, there is not any study that examines the activation of NBM across the multiple phases of learning. Therefore, we seek to investigate the effects of NBM ICS during different stages of learning of a two-way active avoidance task (AA2). Experiment I, focused on memory consolidation, assess the effects of the post-training NBM ICS on short-(24 h) and long-(11 days) term retention of AA2. The possible influence of the acquisition performance was also studied. The results show that post-training NBM ICS improves both short-(24 h) and long-(11 days) term retention of AA2, especially in the rats with a low initial learning ability. In Experiment II we investigate the effects of NBM ICS applied at different phases during the learning of AA2: (a) immediately before the first training session, to evaluate the effects stimulating the NBM on the acquisition (preacquisition ICS); (b) immediately after the first training session, testing the animals' performance on two retention sessions (24 and 48 h after the acquisition session), to determine the effects on memory consolidation and relearning (postacquisition ICS); (c) immediately before the 24-h retention session, to analyze the effects of NBM activation on retrieval, when the task-relevant information may be already stored (preretention 24-h ICS). In order to obtain stronger effects on the conditioning, in this experiment we raised both current intensity (100 _A) and treatment duration (30 or 45 min) of the ICS. The main results are: (i) preacquisition ICS of the NBM significantly improved the acquisition of the task, without affecting behaviour in latter retention sessions; (ii) postacquisition ICS for 45 min slightly disrupted performance in the 24-h retention but not the 48-h retention session; (iii) preretention 24-h ICS did not affect either 24 or 48-h retention sessions. The facilitation in acquisition of AA2 could be explained on the basis of attentional enhancement given that the efficacy of learning depends on this function, which, in turn, depends on cholinergic NBM projections. Regarding memory consolidation, both experiments showed modulatory effects (facilitation or slight disruption) on retention, depending on (a) the initial learning ability of the subjects (Experiment I), and (b) the treatment duration and current intensity (Experiment II). Moreover, our results indicate that the contribution of NBM is less important in memory retrieval, when a task is already well learned, and then its activation would not improve latter phases of learning. Collectively, these findings suggest that NBM activation may contribute to early rather that late phases of the task. Modulatory effects on cognitive processes with NBM activation could be explained on the grounds of cortical plasticity induction. Activation of the NBM could have created a permissive state through acetylcholine (ACh) release that would optimize neural plasticity mechanisms, which are necessary for learning and memory processes. However, our results could be interpreted not only in the context of cortical activation and ACh release but also subcortical modulation (basolateral amygdala) and activation of other neurotransmitter systems such as _-aminobutyric acid.

La present tesi doctoral ha estat plantejada amb l'objectiu general de poder valorar l'efecte de l'estimulació multisensorial en les persones amb greu discapacitat intel·lectual. En particular, aquest objectiu se centra en analitzar l'efecte que pot tenir el fet de participar en un programa snoezelen en persones amb greu discapacitat intel·lectual.Esmentar que el treball empíric es desenvolupa en un espai snoezelen. Aquests són espais especialment dissenyats per a poder proporcionar estimulació sensorial a diferents nivells a persones amb greus afectacions. Aquests espais es van crear als anys setanta a Holanda i, la paraula snoezelen és una contracció de dues paraules holandeses "dozzelen" i "snufelen", que significarien quelcom semblant a dormitar o relaxar-se i olorar. En definitiva, és un espai agradable a la persona i que li ha de produir sensacions de benestar emocional i relaxació, entre altres. Destacar com a novetat d'aquest treball el fet d'haver dissenyat un instrument per a poder mesurar objectivament l'efecte que sobre l'estat de la persona provoca el fet d'haver participat en una sessió d'estimulació en un espai snoezelen. I, alhora un software que analitza les valoracions i en treu resultats.La investigació ha estat dissenyada per obtenir dades que ens confirmin o rebutgen la hipòtesi general plantejada que ha estat la següent: "El fet de participar en un espai snoezelen contribueix a augmentar la qualitat de vida de les persones amb greu discapacitat intel·lectual". Per a comprovar aquesta hipòtesi la investigació empírica s'ha plantejat de la següent manera. En primer lloc, s'ha elaborat després d'un llarg procés, un full de valoració de l'efecte de les sessions snoezelen en les persones amb discapacitat intel·lectual greu. Aquest full de valoració de les sessions analitza variables de resposta conductual per part del subjecte (conductes disruptives, nivell de motivació, nivell d'activitat, benestar emocional i nivell de relaxació) en tres moments diferents (en començar la sessió snoezelen, en finalitzar-la i mitja hora després). El fet d'analitzar les variables esmentades comparant els seus valors en els diferents moments establerts, ens ha de permetre veure l'efecte de la sessió snoezelen i també si aquest efecte dura o no en el temps. A banda d'aquestes variables s'han analitzat també respostes del subjecte com puguin ser somriures, fixació visual i vocalitzacions de plaer o displaer. Aquestes respostes ens han d'indicar si la persona gaudeix o no de la sessió i si presenta o no respostes de conducta adaptades durant les sessions. Hem valorat important també, analitzar una variable psicofisiològica com és la freqüència cardíaca de la persona, en començar i en acabar la sessió; aquesta serà una dada clarament objectiva a l'hora de poder valorar l'efecte de la sessió snoezelen en l'estat del subjecte.S'han analitzat un total de mil sis-cents divuit fulls de valoració de les sessions i amb aquest full s'ha realitzat un estudi estadístic emprant la prova no paramètrica de Wilcoxon. Amb aquest estudi analitzem de manera detallada la significació o no en el valor de les variables analitzades en els tres moments diferents en què hi ha dades. A més s'analitza també per a cadascun dels individus de la mostra, com cada variable augmenta o disminueix segons sigui en començar la sessió , en acabar-la o mitja hora després.Després d'analitzar i discutir amb detall tots els resultats, podem dir que, de manera molt clara es confirmaria la hipòtesi que plantegem. És a dir, el fet de participar en una sessió snoezelen augmenta la qualitat de vida de les persones amb greu discapacitat intel·lectual. Si considerem que una millora en el nivell de les variables analitzades després de participar en una sessió snoezelen, ha d'implicar una millora en la qualitat de vida, és molt clar el fet que sobretot la variable benestar emocional i nivell de relaxació augmenten de manera significativa després de dur a terme les sessions snoezelen en el 100% dels casos. / The main goal of the thesis is to assess the effect of multisensory stimulation on adult people with profound mental disabilities. The work includes an in-depth review of the scientific literature concerning the effects of multisensory stimulation and an experimental study with 23 individuals. The literature review showed that there is little work aiming to quantify the effects of multisensory stimulation in a systematic and objective way. The experimental work was carried out in a Snoezelen room, where stimuli can be programmed and controlled. This is a space specifically designed to produce basic multisensory stimulation to disabled people, through vestibular, tactile, visual, auditory, olfactory and other sensations, in order to increase the quality of life (defined through several quantifiable variables).A new methodology to quantify the effect of the Snoezelen sessions on individuals has been developed by defining and measuring several variables before and after the session. The general hypothesis is that the participation of profound mentally disabled people in Snoezelen sessions increases his quality of life. This global variable is measured through several response behavioural variables such as disruptive behaviour, motivation level, activity level, emotional wellbeing and relaxation level. Other measured variables were heart rate, smiles, visual attention and pleasure vocalizations. These variables were measured before starting the session, at the end of it and 30 minutes after. A total of 1618 individual sessions were analyzed in order to determine statistically significant differences in the measured variables using the non-parametric Wilcoxon test.Results showed a significant increase of the quality of life of most of the individuals after the Snoezelen sessions. The variables related to emotional wellbeing and relaxation level increased significantly in a major portion of individuals, and the effect lasted at least 30 minutes after the sessions. The disruptive behaviour decreased significantly in 65 % of individuals 30 minutes after the sessions; the motivation level increase significantly in 69% of individuals; the activity level changed significantly (increased or decreased) in 43% of individuals; the emotional wellbeing increased significantly in 87% of individuals; the relaxation level increased significantly in 74% of individuals. In three particular individuals a significant amount of sessions (up to 30%) resulted in negative or non-significant effects. These cases are related to the cyclical behavioural alteration of the individuals, so they were less sensitive to stimuli during some periods.The results of this work stress the importance of developing and improving quantitative methods to asses the effect of multisensory stimulation, using a significant number of individuals and sessions. The correct definition of quantitative variables and the determination of the effect of the observer on the results of the sessions are two aspects to be improved in future works in order to obtain more conclusive results.

Las lesiones de la médula espinal comportan parálisis, falta de sensibilidad y alteraciones en el funcionamiento de los esfínteres (urinario y rectal) y estos a su vez condicionan infecciones urinarias, formación de cálculos o deterioro de los riñones; en el ámbito intestinal, estreñimiento. En el hombre también disfunción eréctil.Los mecanismos conservadores aseguran el vaciado de la vejiga mediante cateterismos o del recto mediante fármacos y maniobras. Algunos fármacos también facilitan la erección del pene, pero cuando estas soluciones no son satisfactorias, se presenta la ocasión para el implante de los sistemas de electroestimulación de las raíces nerviosas sacras (S.A.R.S.).Con este trabajo presentamos sus indicaciones y su funcionamiento, comparando diferentes estrategias quirúrgicas para su implante: la técnica Barcelona, diseñada por nuestro equipo, y la técnica Extradural, considerada de segunda elección por los equipos que implantan el S.A.R.S. en Europa.A fin de medir la validez de la técnica Barcelona vs. Extradural, se ha seguido una metodología de validación basada en la medida de diversos parámetros previos y posteriores a la intervención quirúrgica. A los resultados obtenidos se les ha aplicado un tratamiento estadístico según el test t de Student para analizar su significación estadística.Se compara la composición del grupo general de S.A.R.S. (60 pacientes) con la población general (grupo control, compuesto por 2.550 lesionados medulares atendidos entre los años 1990 y 2000 en Instituto Guttmann), para conocer su representatividad. El grupo S.A.R.S. es más joven, pero con lesiones más graves y su tipología casi igual para hombres que para mujeres.De los estudios de aplicabilidad se obtiene una comparación entre técnicas, que no muestra diferencias significativas entre ellas en los parámetros clínicos.De los estudios de eficacia, se deduce que tampoco hay diferencias, tanto en el aspecto clínico como en los aspectos de calidad de vida, valorados por el test S.I.P. (Sickness Impact Profile test) y que las puntuaciones sobre percepción del bienestar son superiores a las del grupo control formado por 250 lesionados medulares que acuden a su revisión médica periódica, sin patología manifiesta.En la discusión, se compara los resultados de la técnica Barcelona y Extradural, con los publicados en la bibliografía, que expresan los obtenidos por la técnica Intradural original. Nuestra casuística se encuentra entre las mejores publicadas.Se concluye validando y recomendando la estrategia Barcelona y Extradural, que se complementan, para el implante de los S.A.R.S. en lesionados medulares, como tratamiento definitivo de sus trastornos esfinterianos.

Parkinson’s disease (PD) is currently the second most common neurodegenerative disorder after Alzheimer’s disease (AD), affecting 100.000 people in Spain and more than 4 million people worldwide. Being a movement disorder, impairment of motor functions is considered to be the hallmark symptom of PD. However, cognitive dysfunction is now recognized as a common feature, being present since early disease stages and affecting the majority of patients as the disease progresses. In line with this, one of the most common cognitive deficits found in PD patients are verbal semantic and phonemic fluency deficits. Although there are still no established biomarkers for PD, neuroimaging methods offer the possibility of mapping the neurobiological substrates of motor and cognitive impairment in these patients. Amongst the available neuroimaging techniques, structural and functional magnetic resonance imaging (MRI, fMRI) produces images of the brain that provide quantitative values of cerebral atrophy and brain dysfunction, respectively. These techniques are relevant because they shed light into neurodegeneration processes occurring in PD compared to normal aging as well as those pathological processes that specifically underlie cognitive decline in these patients. In addition to neuroimaging, another method that allows studying brain networks and their disruption in PD is transcranial direct current stimulation (tDCS), which, in addition to modulating functional connectivity, provides a tool for cognitive and motor rehabilitation. This thesis comprises three different studies that had two main goals. On one hand, it was aimed at characterizing the brain’s structural and functional correlates of semantic and phonemic fluency cognitive deficits in patients with PD using MRI, fMRI and tDCS methods. On the other hand, given the lack of a comparison of the relative contribution of different existing MRI-based techniques to characterize cortical degeneration in PD, specific changes in different characteristics of the cortical gray matter (GM) layer were assessed to determine whether brain atrophy in PD can be attributed to changes in cortical thickness, cortical folding or GM volume. The first study of this thesis showed that semantic fluency is associated with GM density in cortical frontal and temporal areas in PD patients, suggesting this function relies both on executive functions and semantic memory processes. The second study showed that by stimulating the left dorsolateral prefrontal cortex with tDCS, significant enhancement of functional connectivity occurs in both semantic and phonemic fluency networks in PD, in addition to a significant improvement of phonemic fluency functions. The third and final study showed that amongst the most widely used neuroimaging analysis techniques to assess cortical changes in PD, cortical thickness seems to be the most sensitive, followed by cortical folding and finally GM volume as assessed by voxel-based morphometry. To conclude, the results that were found in this thesis shaded light into previously unstudied issues related to PD, increasing the knowledge on some of the cerebral pathological changes that affect patients with this disorder. In addition they encourage the use of tDCS to explore brain networks in PD and suggest that surface-based techniques such as cortical thickness are useful to assess GM changes occurring in these patients. / Actualmente, la enfermedad de Parkinson (EP) es el segundo trastorno neurodegenerativo más frecuente después de la enfermedad de Alzheimer. Al ser un trastorno del movimiento, el síntoma principal de la EP es el deterioro de las funciones motoras. Sin embargo, la disfunción cognitiva actualmente se reconoce como una característica más de la EP, que está presente desde las fases iniciales de la enfermedad y que afecta a la mayoría de los pacientes a medida que la enfermedad va avanzando. Entre los déficits cognitivos más comunes en la EP se encuentra el deterioro de la fluidez semántica y fonológica que normalmente se atribuye al deterioro de las funciones ejecutivas. Aunque todavía no se han establecido biomarcadores definitivos para la EP, los métodos de neuroimagen como la resonancia magnética estructural y funcional (RM, RMf) y los métodos de estimulación cerebral no invasiva como la estimulación por corriente directa (ECT) ofrecen la posibilidad de estudiar los sustratos neurobiológicos del deterioro cognitivo en estos pacientes. Esta tesis está formada por tres estudios. El primer estudio de esta tesis demostró que la fluidez semántica está asociada con la densidad de sustancia gris en áreas corticales frontales y temporales en los pacientes con EP, lo que sugiere que esta función se basa tanto en las funciones ejecutivas como en la memoria semántica. El segundo estudio mostró que la ECT sobre la corteza prefrontal dorsolateral izquierda, da lugar a un aumento significativo de la conectividad funcional en las redes neuronales de la fluidez semántica y fonológica, además de una mejora significativa de las funciones de fluidez fonológica en la EP. El tercer y último estudio mostró que entre las técnicas de análisis de neuroimagen más utilizadas para evaluar los cambios corticales en la EP, el grosor cortical parece ser el más sensible, seguido por el plegado cortical y el volumen de sustancia gris. Para concluir, los resultados que se encontraron proporcionan información relevante sobre temas que previamente no se habían estudiado en la EP, aumentando el conocimiento sobre algunos de los cambios cerebrales patológicos que afectan a los pacientes con este trastorno