Publication: Medidas espectrales y de conectividad funcional con magnetoencefalografía: fiabilidad y aplicaciones a deterioro cognitivo leve
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2015-10-15
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Universidad Complutense de Madrid
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Abstract
Dentro de las técnicas de neuroimagen funcional, la magnetoencefalografía (MEG) destaca por su alta resolución temporal, que permite inspeccionar la dinámica de la actividad cerebral y explorar distintos ritmos: delta, zeta, alfa, beta, y gama. En esta tesis estudiamos la utilidad de medidas de potencia y conectividad funcional (FC, functional connectivity) de MEG en estado basal en el estudio de deterioro cognitivo leve (DCL) y evaluamos su fiabilidad. Para estudiar las alteraciones en el espectro y FC en DCL, se realizaron registros en estado basal a sujetos con DCL y controles. Estos datos MEG se usaron en dos estudios distintos. El primer estudio se comparó el pico alfa entre controles y DCL. Se encontró que su frecuencia era menor en DCL que en controles en amplias zonas del cerebro, sobretodo en regiones posteriores. Además, la frecuencia del pico alfa correlacionó positivamente con el volumen de hipocampo. En el segundo estudio nos centramos en la FC en la red por defecto (DMN, default mode network). Para evaluar las bases electrofisiológicas de las alteraciones de la DMN en DCL a distintas bandas de frecuencia, se calculó la FC entre regiones de la DMN (precúneo, cingulados anterior y posterior y parietal inferior) con la técnica de correlación de envolventes. Además, a partir de imágenes de resonancia magnética ponderadas por difusión, se calcularon dos tipos de conectividad estructural entre estas mismas regiones, que estiman el número de tractos que conectan regiones cerebrales (dSC) y la anisotropía fraccional media a lo largo de estos tractos (wSC). Se encontró que tanto la wSC como la FC en la banda alfa estaban disminuidas en DCL frente a controles. En ambos estudios encontramos que la MEG es sensible a alteraciones en el estado de reposo de sujetos con DCL. Sin embargo, antes de poder usar estos resultados en un ámbito clínico, es necesario evaluar la fiabilidad de estas medidas de potencia y FC. Para ello, se realizaron 3 sesiones de registros MEG en estado basal a 24 sujetos sanos (una a la semana), y se usó el coeficiente de correlación intraclase (ICC, intraclass correlation coefficient) para cuantificar la fiabilidad test-retest de potencia y FC. Por un lado, potencia zeta, alfa y beta presentaron altos valores de ICC en amplias zonas de la corteza cerebral. En cambio, delta, y gama presentaron valores más bajos de ICC en la mayoría de regiones. Además, se observó que la fiabilidad de la potencia dependía en parte de la relación señal a ruido de las medidas MEG. Por otro lado, se calculó la FC entre 17 nodos que componen 7 redes de reposo y el resto de fuentes repartidas a lo largo de la corteza cerebral, para todas las bandas de frecuencia y cuatro medidas de FC: d-ecor (correlación de envolventes), lc-ecor (correlación de envolventes con corrección por volumen de conducción), PLV (phase locking value) y PLI (phase lag index). La fiabilidad de los mapas de FC era muy dependiente de la medida utilizada, de la banda de frecuencia y de la región. Los valores de PLV eran en general los más fiables, especialmente en alfa, beta y gama, aunque también se alcanzaron valores altos de ICC con d-ecor y con lc-ecor en beta. Por el contrario, se encontró que el ICC era consistentemente bajo para el PLI. Para todas las medidas, las conexiones intrared fueron más fiables que la interred. De hecho, el ICC correlacionó positivamente con el valor de FC: conexiones más intensas eran más fiables. En conjunto, tanto la potencia como la FC con PLV fueron altamente fiables. Esto indica que ambos tipos de medidas podrían tener utilidad en la caracterización de sujetos individuales. Sin embargo, la fiabilidad caracteriza a un grupo concreto, ya que depende de la variabilidad intra- e intersujeto, así que sería necesario realizar un estudio de fiabilidad test-retest en DCL y controles de la misma edad, para evaluar si es mayor o menor que en un grupo de controles sanos y jóvenes.
Description
Tesis inédita de la Universidad Complutense de Madrid, Facultad de Ciencias Físicas, Departamento de Física Aplicada III, leída el 14-07-2015