Tipo di tesi |
Tesi di dottorato di ricerca |
Autore |
FIORAVANTI, VALENTINA
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URN |
etd-03062016-103846 |
Titolo |
STUDIO STRUTTURALE E DI CONNETTIVITÀ FUNZIONALE NELLA MALATTIA DI PARKINSON |
Titolo in inglese |
STRUCTURAL AND FUNCTIONAL CONNECTIVITY STUDY IN PARKINSON'S DISEASE |
Settore scientifico disciplinare |
MED/26 - NEUROLOGIA |
Corso di studi |
Scuola di D.R. in NEUROSCIENZE |
Commissione |
Nome Commissario |
Qualifica |
NICHELLI PAOLO FRIGIO |
Primo relatore |
BENUZZI FRANCESCA |
Correlatore |
ZOLI MICHELE |
Direttore Scuola di Dottorato |
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Parole chiave |
- Connettività
- fMRI
- Parkinson
- SCOPA-COG-test
- VBM
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Data inizio appello |
2016-03-16 |
Disponibilità |
Accessibile via web (tutti i file della tesi sono accessibili) |
Riassunto analitico
La Malattia di Parkinson (MP) è una patologia degenerativa primitiva del sistema nervoso centrale attribuita alla disfunzione di un complesso di strutture sottocorticali definite come “nuclei della base”.Il decorso può essere estremamente variabile, esistono infatti casi in cui si ha una progressione repentina dei disturbi ed altri in cui esistono lunghi periodi di stabilità della malattia. Studi neuropatologici nella malattia di Parkinson hanno individuato sei fasi di progressione, ad indicare una sequenza prevedibile e crescente di patologia cerebrale correlata con i deficit neurologici presentati dai pazienti nei diversi stadi di malattia; questa classificazione, tuttavia, spesso non correla in modo puntuale con la gravità clinica e nemmeno con l’insorgenza di alcuni aspetti della sintomatologia, ad esempio quelli posturali o cognitivi. Scopo di questo studio è stato consentire la valutazione dei cambiamenti strutturali e funzionali in vivo mediante l’utilizzo di tecniche risonanza magnetica nucleare, responsabili dei disturbi clinici, cognitivi e di consapevolezza motoria in pazienti affetti da Malattia di Parkinson. Hanno preso parte allo studio 20 pazienti parkinsoniani seguiti presso l’Ambulatorio Disturbi del Movimento della U.O di Neurologia del Nuovo Ospedale Civile S. Agostino-Estense e 20 controlli, reclutati fra i care-giver ed i familiari dei pazienti dell’ambulatorio. I pazienti sono stati sottoposti ad una valutazione clinica neurologica nel corso della quale sono state compilate le scale normalmente utilizzate nella pratica clinica per la MP (UPDRS, Hoen & Yahr scale). Tutti i soggetti dello studio (pazienti e controlli) hanno effettuato: • valutazione neuropsicologica delle principali funzioni cognitive e somministrazione del test SCOPA-COG, una scala recentemente proposta e che si compone composta da prove multiple che valutano, in particolare, le funzioni esecutive e visuo - spaziali, oltre che quelle di orientamento, attentive e mnesiche; • valutazione della capacità di riconoscimento dell’agente di una azione e di consapevolezza motoria; • studio di connettività a riposo (resting-state fMRI); • studio della volumetria cerebrale mediante voxel based morphometry (VBM) su immagini RM ad alta risoluzione. L’analisi dei dati neuropsicologici ha mostrato come lo SCOPA-COG possa rappresentare una valida ed economica alternativa alla valutazione che normalmente viene effettuata in questi pazienti. Infatti, esso è in grado di rilevare i deficit notoriamente presenti nella patologia in tempi ridotti. La somministrazione delle prove di consapevolezza corporea non ha evidenziato la presenza di deficit nei pazienti parkinsoniani, infatti essi mantengono inalterata la capacità di rotazione mentale di parti del corpo. Al contrario, una differenza fra le prestazioni dei pazienti e dei controlli. seppur non statisticamente significativa, è stata riscontrata nel test sulla consapevolezza motoria (individuazione dell’agente di un’azione). Dallo studio di VBM è emerso come il gruppo dei pazienti parkinsoniani presenti una regione di atrofia corticale localizzata a livello del precuneo (PCU). Essa è stata utilizzata per l’analisi dei dati di connettività a riposo quale regione di partenza (seed). Dal confronto con i dati dei controlli, i pazienti hanno mostrato una diminuzione della connettività funzionale fra il PCU ed alcune regioni visive di secondo livello nonché alcune aree cerebellari. I dati raccolti mostrano quindi la presenza di anomalie strutturali che correlano con alterazioni funzionali che potrebbero contribuire alla comprensione dei deficit motori e cognitivi presenti nella Malattia di Parkinson.
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Abstract
Parkinson's disease (PD) is a degenerative disorder of the central nervous system caused by dysfunction of specific subcortical structures called basal ganglia. The disease course can be very variable, ranging from cases with rapid clinical evolution to others in which a slow pace of progression persists for many years. From a pathological perspective, Parkinson’ìs disease belongs to synucleinopathies and the Braak staging scheme of six different patterns of immunostaining is now widely accepted for pathological description of disease progression. This staging system reflects a largely predictable sequence of brain pathological changes, which has been associated with symptoms progression at different stages of the disease. The Braak classification, however, has been called into question because of its poor correlation with clinical severity of PD, as well as with some specific aspects of the symptomatology, such as postural control or cognitive impairment.
In this study, we aimed at investigating in vivo structural and functional magnetic resonance imaging (MRI) changes underpinning motor and cognitive symptoms of PD, including motor awareness. We enrolled 20 patients with Parkinson's disease treated at the Movement Disorders Clinic of the Neurology Unit of the Nuovo Ospedale S. Agostino-Estense and 20 healthy controls, recruited from the patients’ caregivers and family members.
Patients underwent an extensive neurological evaluation, which included the administration of two common scales for PD screening (UPDRS, Hoen & Yahr scale). All study subjects (patients and controls) also underwent:
• Comprehensive neuropsychological evaluation of cognitive functions with the administration of the SCOPA-COG test, a recently proposed scale for executive, visuo-spatial and memory functions, as well as orientation and attention;
• Assessment of subjects ability to recognize the action agent and motor awareness;
• Study of functional connectivity at rest (resting-state fMRI);
• Study of brain volume with MRI voxel based morphometry (VBM).
Behavioral data analysis showed that the SCOPA-COG test can represent a cost-effective alternative to traditional neuropsychological evaluation, by proving to be effective in the detection of specific early PD cognitive features.
Body awareness, tested by mental rotation task did not prove to be impaired in the patient group, . By contrast, a difference between patient and control group performance in motor awareness task was found, although not statistically significant.
VBM study showed a region of focal cortical atrophy in the precuneus (PCU) in PD patients compared to healthy controls. This area was then used as seed region for resting state fMRI analysis, which showed a decreased functional connectivity between the PCU and part of the visual association cortex as well as the cerebellum.
Overall, our data showed the presence of structural abnormalities and functional alterations of brain connectivity in PD that may contribute to the understanding of cognitive and motor deficits of this complex and still partially uncovered disease.
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