Thiếu hụt trong trí nhớ và học tập thị giác - không gian tương quan với tiêu hóa vùng hippocampal ở bệnh đa xơ cứng (MS)

Brain Structure and Function - Tập 220 - Trang 435-444 - 2013
Giulia Longoni1,2, Maria A. Rocca1,2, Elisabetta Pagani1, Gianna C. Riccitelli1, Bruno Colombo2, Mariaemma Rodegher2, Andrea Falini3,4, Giancarlo Comi2, Massimo Filippi1,2
1Neuroimaging Research Unit, Institute of Experimental Neurology, Division of Neuroscience, San Raffaele Scientific Institute, Vita-Salute San Raffaele University, Milan, Italy
2Department of Neurology, San Raffaele Scientific Institute, “Vita-Salute” San Raffaele University, Milan, Italy
3Department of Neuroradiology, San Raffaele Scientific Institute, Vita-Salute San Raffaele University, Milan, Italy
4CERMAC, Division of Neuroscience, San Raffaele Scientific Institute, Vita-Salute San Raffaele University, Milan, Italy

Tóm tắt

Hippocampus đóng vai trò quan trọng trong trí nhớ hồi tưởng và học tập, củng cố thị giác không gian. Chúng tôi đã đánh giá các mô hình teo não toàn bộ và khu vực ở một nhóm lớn bệnh nhân MS, cùng với sự tương quan của chúng với suy giảm tâm thần kinh. Từ 103 bệnh nhân MS và 28 người đối chứng khỏe mạnh (HC), hình ảnh não chụp cắt lớp đôi định hương và ba chiều T1 trọng số với độ phân giải cao đã được thu thập bằng máy quét 3.0 Tesla. Tất cả bệnh nhân đều trải qua đánh giá tâm lý thần kinh về các chức năng nhận thức liên quan đến hippocampus, bao gồm học từ kết hợp, kể chuyện ngắn, hồi tưởng muộn về Hình phức tạp Rey-Osterrieth và thử nghiệm chú ý tuần tự thính lực có nhịp độ. Các vùng hippocampi đã được phân đoạn thủ công và tính toán thể tích. Phân bố teo khu vực được đánh giá bằng phân tích bản đồ hướng tâm. Sự tương quan giữa teo hippocampal và các chỉ số lâm sàng, tâm lý thần kinh và MRI cũng đã được đánh giá. Thể tích hippocampal giảm ở bệnh nhân MS so với HC (p < 0.001 cho cả hai bên phải và bên trái của hippocampus). Ở bệnh nhân MS, teo hướng tâm ảnh hưởng đến vùng CA1 và vùng subiculum của hippocampus phía sau, hai bên. Vùng dentate hilus (DG: H) của đầu bên phải hippocampus cũng bị ảnh hưởng. Teo hippocampal khu vực tương quan với thể tích tổn thương T2 và T1 trong não, trong khi không tìm thấy sự tương quan với mức độ khuyết tật. Thiệt hại đến vùng CA1 và subiculum có sự tương quan đáng kể với hiệu suất trong các bài kiểm tra tâm lý thần kinh nhắm đến hippocampal. Những kết quả này cho thấy rằng các tiểu vùng hippocampal có sự dễ bị tổn thương khác nhau đối với tổn thương liên quan đến MS, với vùng đầu của hippocampus trái ít bị ảnh hưởng hơn. Đánh giá teo hippocampal khu vực có thể giúp giải thích những thiếu hụt về các chức năng nhận thức cụ thể ở bệnh nhân MS, bao gồm trí nhớ và khả năng thị giác không gian.

Từ khóa

#tính năng nhận thức #teo hippocampal #bệnh đa xơ cứng #suy giảm tâm thần kinh #hình ảnh não

Tài liệu tham khảo

Amato MP, Zipoli V, Portaccio E (2006) Multiple sclerosis-related cognitive changes: a review of cross-sectional and longitudinal studies. J Neurol Sci 245:41–46 Anderson VM, Fisniku LK, Khaleeli Z, Summers MM, Penny SA, Altmann DR, Thompson AJ, Ron MA, Miller DH (2010) Hippocampal atrophy in relapsing-remitting and primary progressive MS: a comparative study. Mult Scler 16:1083–1090 Barense MD, Henson RN, Lee AC, Graham KS (2010) Medial temporal lobe activity during complex discrimination of faces, objects, and scenes: effects of viewpoint. Hippocampus 20:389–401 Baxendale SA, van Paesschen W, Thompson PJ, Connelly A, Duncan JS, Harkness WF, Shorvon SD (1998) The relationship between quantitative MRI and neuropsychological functioning in temporal lobe epilepsy. Epilepsia 39:158–166 Bird CM, Burgess N (2008) The hippocampus and memory: insights from spatial processing. Nat Rev Neurosci 9:182–194 Blumcke I, Pauli E, Clusmann H, Schramm J, Becker A, Elger C, Merschhemke M, Meencke HJ, Lehmann T, von Deimling A, Scheiwe C, Zentner J, Volk B, Romstock J, Stefan H, Hildebrandt M (2007) A new clinico-pathological classification system for mesial temporal sclerosis. Acta Neuropathol 113:235–244 Burgess N, Maguire EA, O’Keefe J (2002) The human hippocampus and spatial and episodic memory. Neuron 35:625–641 Caffarra P, Vezzadini G, Dieci F, Zonato F, Venneri A (2002) Rey-Osterrieth Complex Figure: normative values in an Italian population sample. Neurol Sci 22:443–447 Chard DT, Jackson JS, Miller DH, Wheeler-Kingshott CA (2010) Reducing the impact of white matter lesions on automated measures of brain gray and white matter volumes. J Magn Reson Imaging 32:223–228 Dineen RA, Vilisaar J, Hlinka J, Bradshaw CM, Morgan PS, Constantinescu CS, Auer DP (2009) Disconnection as a mechanism for cognitive dysfunction in multiple sclerosis. Brain 132:239–249 Duvernoy HM (2005) The human hippocampus: functional anatomy, vascularization and serial sections with MRI. 5th edn., Berlin Ekstrom AD, Bookheimer SY (2007) Spatial and temporal episodic memory retrieval recruit dissociable functional networks in the human brain. Learn Mem 14:645–654 Geurts JJ, Barkhof F (2008) Grey matter pathology in multiple sclerosis. Lancet Neurol 7:841–851 Geurts JJ, Bo L, Roosendaal SD, Hazes T, Daniels R, Barkhof F, Witter MP, Huitinga I, van der Valk P (2007) Extensive hippocampal demyelination in multiple sclerosis. J Neuropathol Exp Neurol 66:819–827 Gronwall DM (1977) Paced auditory serial-addition task: a measure of recovery from concussion. Percept Mot Skills 44:367–373 Henny P, Jones BE (2008) Projections from basal forebrain to prefrontal cortex comprise cholinergic, GABAergic and glutamatergic inputs to pyramidal cells or interneurons. Eur J Neurosci 27:654–670 Hodges JR, Patterson K (2007) Semantic dementia: a unique clinicopathological syndrome. Lancet Neurol 6:1004–1014 Hulst HE, Schoonheim MM, Roosendaal SD, Popescu V, Schweren LJ, van der Werf YD, Visser LH, Polman CH, Barkhof F, Geurts JJ (2012) Functional adaptive changes within the hippocampal memory system of patients with multiple sclerosis. Hum Brain Mapp 33:2268–2280 Kurtzke JF (1983) Rating neurologic impairment in multiple sclerosis: an expanded disability status scale (EDSS). Neurology 33:1444–1452 Lublin FD, Reingold SC (1996) Defining the clinical course of multiple sclerosis: results of an international survey. (National Multiple Sclerosis Society (USA) Advisory Committee on Clinical Trials of New Agents in Multiple Sclerosis). Neurology 46:907–911 Lucchinetti CF, Popescu BF, Bunyan RF, Moll NM, Roemer SF, Lassmann H, Bruck W, Parisi JE, Scheithauer BW, Giannini C, Weigand SD, Mandrekar J, Ransohoff RM (2011) Inflammatory cortical demyelination in early multiple sclerosis. N Engl J Med 365:2188–2197 Mueller SG, Stables L, Du AT, Schuff N, Truran D, Cashdollar N, Weiner MW (2007) Measurement of hippocampal subfields and age-related changes with high resolution MRI at 4T. Neurobiol Aging 28:719–726 Novelli G, Papagno C, Capitani E, Laiacona M, Vallar G, Cappa SF (1986). Tre test clinici di ricerca e di produzione lessicale. Taratura su soggetti normali. Arch Psicol Neurol Psichiatric 47:477–506 Oldfield RC (1971) The assessment and analysis of handedness: the Edinburgh inventory. Neuropsychologia 9:97–113 Papadopoulos D, Dukes S, Patel R, Nicholas R, Vora A, Reynolds R (2009) Substantial archaeocortical atrophy and neuronal loss in multiple sclerosis. Brain Pathol 19:238–253 Pittock SJ, McClelland RL, Mayr WT, Jorgensen NW, Weinshenker BG, Noseworthy J, Rodriguez M (2004) Clinical implications of benign multiple sclerosis: a 20-year population-based follow-up study. Ann Neurol 56:303–306 Poch C, Campo P (2012) Neocortical-hippocampal dynamics of working memory in healthy and diseased brain states based on functional connectivity. Front Hum Neurosci 6:36 Polman CH, Reingold SC, Banwell B, Clanet M, Cohen JA, Filippi M, Fujihara K, Havrdova E, Hutchinson M, Kappos L, Lublin FD, Montalban X, O’Connor P, Sandberg-Wollheim M, Thompson AJ, Waubant E, Weinshenker B, Wolinsky JS (2011) Diagnostic criteria for multiple sclerosis: 2010 revisions to the McDonald criteria. Ann Neurol 69:292–302 Popescu BF, Lucchinetti CF (2012) Meningeal and cortical grey matter pathology in multiple sclerosis. BMC Neurol 12:11 Pruessner JC, Li LM, Serles W, Pruessner M, Collins DL, Kabani N, Lupien S, Evans AC (2000) Volumetry of hippocampus and amygdala with high-resolution MRI and three-dimensional analysis software: minimizing the discrepancies between laboratories. Cereb Cortex 10:433–442 Rachbauer D, Kronbichler M, Ropele S, Enzinger C, Fazekas F (2006) Differences in cerebral activation patterns in idiopathic inflammatory demyelination using the paced visual serial addition task: an fMRI study. J Neurol Sci 244:11–16 Riegert C, Galani R, Heilig S, Lazarus C, Cosquer B, Cassel JC (2004) Electrolytic lesions of the ventral subiculum weakly alter spatial memory but potentiate amphetamine-induced locomotion. Behav Brain Res 152:23–34 Roosendaal SD, Hulst HE, Vrenken H, Feenstra HE, Castelijns JA, Pouwels PJ, Barkhof F, Geurts JJ (2010) Structural and functional hippocampal changes in multiple sclerosis patients with intact memory function. Radiology 255:595–604 Sicotte NL, Kern KC, Giesser BS, Arshanapalli A, Schultz A, Montag M, Wang H, Bookheimer SY (2008) Regional hippocampal atrophy in multiple sclerosis. Brain 131:1134–1141 Smith SM, Zhang Y, Jenkinson M, Chen J, Matthews PM, Federico A, De Stefano N (2002) Accurate, robust, and automated longitudinal and cross-sectional brain change analysis. Neuroimage 17:479–489 Studholme C, Hill DL, Hawkes DJ (1997) Automated three-dimensional registration of magnetic resonance and positron emission tomography brain images by multiresolution optimization of voxel similarity measures. Med Phys 24:25–35 Thompson PM, Hayashi KM, De Zubicaray GI, Janke AL, Rose SE, Semple J, Hong MS, Herman DH, Gravano D, Doddrell DM, Toga AW (2004) Mapping hippocampal and ventricular change in Alzheimer disease. Neuroimage 22:1754–1766 Tohgi H, Utsugisawa K, Yoshimura M, Yamagata M, Nagane Y (1995) Heat-shock cognate 70 messenger RNA expression in postmortem human hippocampus: regional differences and age-related changes. Neurosci Lett 196:89–92 Wang X, Pal R, Chen XW, Limpeanchob N, Kumar KN, Michaelis EK (2005) High intrinsic oxidative stress may underlie selective vulnerability of the hippocampal CA1 region. Brain Res Mol Brain Res 140:120–126 West MJ, Kawas CH, Stewart WF, Rudow GL, Troncoso JC (2004) Hippocampal neurons in pre-clinical Alzheimer’s disease. Neurobiol Aging 25:1205–1212 Woodhams PL, Celio MR, Ulfig N, Witter MP (1993) Morphological and functional correlates of borders in the ento rhinal cortex and hippocampus. Hippocampus 3 Spec No, 303–311 Yushkevich PA, Avants BB, Pluta J, Das S, Minkoff D, Mechanic-Hamilton D, Glynn S, Pickup S, Liu W, Gee JC, Grossman M, Detre JA (2009) A high-resolution computational atlas of the human hippocampus from postmortem magnetic resonance imaging at 9.4 T. Neuroimage 44:385–398