Brain atrophy and cognitive impairment in multiple sclerosis

Background: Cognitive impairment (CI) is a common decit of multiple sclerosis (MS), with prevalence rates ranging from 26 to 75%. It appears early in the disease course and affects dramatically the patient’s quality of life, independently of physical disability. The cognitive domains mostly aected are cognitive speed processing, visuospatial abilities, learning and memory, executive functions (problem solving) and attention while language and general intelligence are not usually compromised. In the recently published literature, interesting associations between CI and new MRI (Magnetic Resonance Imaging) techniques have been documented, but the cognitive-radiological associations remain controversial in the early relapsing remitting multiple sclerosis (RRMS). Information associated with atrophy rates of whole brain and regional deep gray matter structures in early MS, and their role in disease monitoring, across various ethnic populations remain a topic of study. Aim: The primary aim of this study was to investigate the relationship between specific MRI markers and cognitive decline in patients with RRMS. For the relapsing remitting MS group, the annual percentage brain volume annual changes (aPBVC, %) were also estimated. Correlates of the MRI markers with demographical and clinical characteristics were also explored.Materials and Methods This is a longitudinal study of 63 patients with relapsing-remitting MS and 46 age and gender matched healthy control subjects. Social-demographic and clinical data were obtained, and an extensive neuropsychological and global and regional MRI brain volume assessment was performed on both groups. Results: The patient group has performed significantly worse than controls in the overwhelming majority of the neuropsychological tests at baseline. The percentage of patients attested with clinically meaningful cognitive decline based on the Reliable Change Index across cognitive tests ranged from only 0% to 7.94%. Patients showed statistically significant volume reduction for all MRI measures compared to healthy controls, with subcortical structures showing the largest atrophy rates. The mean annualized percentage of brain volume change (aPBVC) was -0.92% (±1.64%) and was faster during the first five years after MS diagnosis. Also, the educational level predicted the rate of right thalamus atrophy. Subcortical atrophy predicted cognitive decline for the patients mainly in tasks that engaged processing speed, visuo-spatial memory and attention. However, executive functions were associated with global atrophy and WM volume loss. Conclusion: Both gray and white brain matter atrophy contribute to neuropsychological deficits in multiple sclerosis. In early RRMS it is difficult to disentangle the specific contributions of global and regional atrophy to the impairment on specific domains / tasks. Regional volumetric changes are better than whole-brain atrophy and annualized percentage brain volume change at predicting cognitive dysfunction in relapsing remitting multiple sclerosis.Εισαγωγή: Σήμερα είναι ευρέως αποδεκτό ότι η γνωστική διαταραχή αποτελεί ένα από τα συνηθέστερα συμπτώματα της Σκλήρυνσης Κατά Πλάκας (ΣΚΠ). Ο εκτιμώμενος επιπολασμός των νοητικών ελλειμμάτων κυμαίνεται από 26 έως και 75% του συνόλου των ασθενών. Τα γνωστικά ελλείμματα μπορούν να εμφανιστούν νωρίς στη πορεία της νόσου και επηρεάζουν δραματικά την συνολική ποιότητα ζωής των ασθενών, ανεξάρτητα από την σωματική αναπηρία. Οι λειτουργίες που συνήθως πλήττονται είναι η μνήμη, η ταχύτητα επεξεργασίας πληροφοριών, οι εκτελεστικές λειτουργίες και η προσοχή. Η ευφράδεια λόγου και η γενική νοημοσύνη δεν επηρεάζονται σημαντικά. Την τελευταία δεκαετία, διάφοροι ογκομετρικοί δείκτες και νεότερες τεχνικές ανάλυσης της Μαγνητικής Τομογραφίας εγκεφάλου έχουν συσχετιστεί με τα γνωστικά ελλείμματα των ασθενών σε συγκεκριμένους γνωστικούς τομείς. Παρόλα αυτά, οι γνωστικές-απεικονιστικές συσχετίσεις παραμένουν ασαφείς τουλάχιστον σε ότι αφορά τα αρχικά στάδια της νόσου. Πληροφορίες σχετικές με τον ρυθμό της εγκεφαλικής ατροφίας, τόσο του συνόλου του εγκεφάλου όσο και των υποφλοιωδών δομών, και η συσχέτισή του με κλινικές παραμέτρους της ΣΚΠ, όπως οι γνωστικές διαταραχές ή η σωματική αναπηρία, συνεχίζουν να αποτελούν αντικείμενο μελέτης σε διαπολιτισμικό επίπεδο. Σκοπός Πρωταρχικός στόχος της παρούσας μελέτης είναι να διερευνηθεί η σχέση των ογκομετρικών δεικτών Μαγνητικής Τομογραφίας εγκεφάλου με τη νοητική δυσλειτουργία σε ασθενείς με την υποτροπιάζουσα μορφή της ΣΚΠ. Επιπρόσθετοι στόχοι αποτελούν ο προσδιορισμός του ετήσιου ρυθμού μείωσης εγκεφαλικού όγκου και η συσχέτιση των απεικονιστικών δεικτών με κλινικές, δημογραφικές και κοινωνικές παραμέτρους του δείγματος. Δείγμα: Η διαχρονική μελέτη περιλαμβάνει 63 ασθενείς με υποτροπιάζουσα ΣΚΠ και 46 υγιείς μάρτυρες με αναλογία φύλου και ηλικίας. Οι μετρήσεις στο βασικό πληθυσμό της μελέτης αφορούν κοινωνικούς και δημογραφικούς παράγοντες, κλινικά χαρακτηριστικά της νόσου, τον πλήρη νευροψυχολογικό έλεγχο, τη ψυχολογική κατάσταση, και τον απεικονιστικό έλεγχο μαγνητικής τομογραφίας εγκεφαλου με τη χρήση αυτοματοποιημένων τρισδιάστατων ογκομετρικών δεικτών του συνολικού εγκεφαλικού παρεγχύματος και των υποφλοιωδών δομών (μέθοδοι SIENAX και FIRST). Αποτελέσματα: Οι ασθενείς παρουσίασαν σημαντικά χαμηλότερες επιδόσεις σχεδόν σε όλους τους γνωστικούς τομείς συγκριτικά με την ομάδα των υγιών μαρτύρων. Το ποσοστό των ασθενών που εκδήλωσαν κλινικά σημαντική επιδείνωση, κατά το χρόνο παρακολούθησης, σύμφωνα με τον Δείκτη Αξιόπιστης Μεταβολής (Reliable Change Index, RCI) στο σύνολο των γνωστικών δοκιμασιών κυμαίνονταν μεταξύ του 0% και του 7,94%. Οι ασθενείς εμφάνισαν σημαντικά χαμηλότερους όγκους εγκεφάλου, συγκριτικά με την ομάδα ελέγχου, με πιο συχνή την υποφλοιώδη ατροφία των βασικών γαγγλίων του εγκεφάλου. Ο ετήσιος ρυθμός απώλειας εγκεφαλικού όγκου των ασθενών με υποτροπιάζουσα ΣΚΠ κυμαινόταν στο -0.92% (±1.64%), και η ατροφία ήταν κυρίως έκδηλη την πρώτη πενταετία από τη διάγνωση της ΣΚΠ. Επίσης, το εκπαιδευτικό επίπεδο είχε προστατευτικό ρόλο ως προς την ατροφία του δεξιού θαλάμου. Η ατροφία των βασικών γαγγλίων αποδείχθηκε σημαντικός προγνωστικός δείκτης για ελλείμματα που αφορούν τη λειτουργία της μνήμης, την προσοχή και την ταχύτητα επεξεργασίας πληροφοριών. Αντιθέτως, η ατροφία του συνολικού εγκεφαλικού όγκου και η ατροφία της λευκής ουσίας συσχετίστηκαν με την μείωση των επιδόσεων των εκτελεστικών λειτουργιών. Συμπέρασμα: Στα αρχικά στάδια της ΣΚΠ, η φαιά και η λευκή ουσία του εγκεφάλου συνεισφέρουν με αμοιβαίο τρόπο στην διαμόρφωση των νοητικών επιδόσεων των ασθενών. Για το λόγο αυτό, θεωρείται δύσκολο να μελετηθεί ο ξεχωριστός ρόλος των απεικονιστικών δεικτών στην διαμόρφωση των κλινικά έκδηλων γνωστικών ελλειμμάτων. Ανάμεσα στους απεικονιστικούς δείκτες ογκομετρίας (συνολικός όγκος εγκεφάλου, υποφλοιώδης ατροφία, ετήσιος ρυθμός μείωσης εγκεφαλικού όγκου), η υποφλοιώδης ατροφία αποτελεί τον καλύτερο προγνωστικό δείκτη για τις γνωστικές διαταραχές των αρχικών σταδίων της υποτροπιάζουσας ΣΚΠ

Brain atrophy in multiple sclerosis: mechanisms, clinical relevance and treatment options

Multiple sclerosis (MS) is an immune-mediated disease of the central nervous system characterized by focal or diffuse inflammation, demyelination, axonal loss and neurodegeneration. Brain atrophy can be seen in the earliest stages of MS, progresses faster compared to healthy adults, and is a reliable predictor of future physical and cognitive disability. In addition, it is widely accepted to be a valid, sensitive and reproducible measure of neurodegeneration in MS. Reducing the rate of brain atrophy has only recently been incorporated as a critical endpoint into the clinical trials of new or emerging disease modifying drugs (DMDs) in MS. With the advent of easily accessible neuroimaging softwares along with the accumulating evidence, clinicians may be able to use brain atrophy measures in their everyday clinical practice to monitor disease course and response to DMDs. In this review, we will describe the different mechanisms contributing to brain atrophy, their clinical relevance on disease presentation and course and the effect of current or emergent DMDs on brain atrophy and neuroprotection

Faces attract infants' attention in complex displays

Infant's face preferences have previously been assessed in displays containing 1 or 2 faces. Here we present 6-month-old infants with a complex visual array containing faces among multiple visual objects. Despite the competing objects, infants direct their first saccade toward faces more frequently than expected by chance (Experiment 1). The attention-grabbing effect of faces is not selective to upright faces (Experiment 2) but does require the presence of internal facial elements, as faces whose interior has been phase-scrambled did not attract infants' attention (Experiment 3). On the contrary, when the number of fixations is considered, upright faces are scanned more extensively than both inverted and phase-scrambled faces. The difference in selectivity between the first look measure and the fixation count measure is discussed in light of a distinction between attention-grabbing and attention-holding mechanisms