Manual Hippocampal Subfield Segmentation Using High-Field MRI: Impact of Different Subfields in Hippocampal Volume Loss of Temporal Lobe Epilepsy Patients

In patients with temporal lobe epilepsy (TLE), presurgical magnetic resonance imaging (MRI) often reveals hippocampal atrophy, while neuropathological assessment indicates the different types of hippocampal sclerosis (HS). Different HS types are not discriminated in MRI so far. We aimed to define the volume of each hippocampal subfield on MRI manually and to compare automatic and manual segmentations for the discrimination of HS types. The T2-weighted images from 14 formalin-fixed age-matched control hippocampi were obtained with 4.7T MRI to evaluate the volume of each subfield at the anatomical level of the hippocampal head, body, and tail. Formalin-fixed coronal sections at the level of the body of 14 control cases, as well as tissue samples from 24 TLE patients, were imaged with a similar high-resolution sequence at 3T. Presurgical three-dimensional (3D) T1-weighted images from TLE went through a FreeSurfer 6.0 hippocampal subfield automatic assessment. The manual delineation with the 4.7T MRI was identified using Luxol Fast Blue stained 10-μm-thin microscopy slides, collected at every millimeter. An additional section at the level of the body from controls and TLE cases was submitted to NeuN immunohistochemistry for neuronal density estimation. All TLE cases were classified according to the International League Against Epilepsy's (ILAE's) HS classification. Manual volumetry in controls revealed that the dentate gyrus (DG)+CA4 region, CA1, and subiculum accounted for almost 90% of the hippocampal volume. The manual 3T volumetry showed that all TLE patients with type 1 HS (TLE-HS1) had lower volumes for DG+CA4, CA2, and CA1, whereas those TLE patients with HS type 2 (TLE-HS2) had lower volumes only in CA1 (p ≤ 0.038). Neuronal cell densities always decreased in CA4, CA3, CA2, and CA1 of TLE-HS1 but only in CA1 of TLE-HS2 (p ≤ 0.003). In addition, TLE-HS2 had a higher volume (p = 0.016) and higher neuronal density (p < 0.001) than the TLE-HS1 in DG + CA4. Automatic segmentation failed to match the manual or histological findings and was unable to differentiate TLE-HS1 from TLE-HS2. Total hippocampal volume correlated with DG+CA4 and CA1 volumes and neuronal density. For the first time, we also identified subfield-specific pathology patterns in the manual evaluation of volumetric MRI scans, showing the importance of manual segmentation to assess subfield-specific pathology patterns

Participação dos receptores GABAa no potencial excitatório pós sinápitco em hipocampo e amigdala de ratos wistar audiogênicos (WAR)

Exportado OPUSMade available in DSpace on 2019-08-11T05:54:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 disserta__o_luciana.pdf: 598148 bytes, checksum: d8157f8adac6d2f724128477a1abb14c (MD5) Previous issue date: 20As epilepsias são desordens do cérebro manifestadas por crises epilépticas espontâneas e recorrentes. São causadas por descargas neuronais hipersincronizadas, focais ou generalizadas no cérebro. Apresentam altas prevalência e incidência, causam grande impacto psico-social e físico ao seu portador. Uma classe importante de epilepsia é a que engloba as crises reflexas, que são desencadeadas pela exposição do indivíduo suscetível a um estímulo sensorial, em muitos casos bastante específico. A crise audiogênica é uma forma de epilepsia reflexa que está relacionada a disfunção da via auditiva. No entanto, apesar de a seleção da linhagem dos WAR (ratos wistar audiogênicos) ter sido feita pela susceptibilidade dos animais emdesencadearem crise quando expostos a um estímulo sonoro de altaintensidade, esses animais apresentam maior sensibilidade, também adesencadearem crises quando expostos a outros agentes convulsivantes como eletrochoque, petilenotetrazol e pilocarpina. Sugerindo a existência de mecanismos que tornam suas redes neurais, de uma forma geral, hiperexcitáveis e hipersincrônicas. Neste trabalho avaliou-se o padrão do Potencial Excitátorio Pós Sináptico (PEPS) na presença e ausência de picrotoxina, bloqueador do sistema GABA A(ã-acído aminobutirico), em dois substratos neurais de WAR: em hipocampo, local onde o GABA exerce efeito inibitório e em amigdala lateral, onde o GABA exerce potente modulação excitatória. Avaliou-se também a capacidade da geração de modificações plásticas na amígdala lateral de WAR, na presença e na ausência de picrotoxina.Observamos baixa responsividade à picrotoxina tanto em hipocampoquanto em amigdala de WAR; sugerindo haver alteração do tônus GABAA nestes dois substratos neurais. A presença desta alteração em hipocampo de WAR, sugere uma disfunção generalizada nos substratos destes animais, uma vez que não há evidências sobre o envolvimento desta estrutura nas crises audiogênicas. Nossos resultados também demonstram uma tendência no aumento das respostas basais nestas duas estruturas dos WAR quando comparadas às dos wistar controles. Sugerindo um circuito neural 2 hiperexcitável e mais propenso à geração de crises epilépticas. Não obtivemos potenciação estável e duradoura em amigdala de WAR, provavelmente devido à sua resposta basal já aumentada e saturada, e devido a uma baixa modulação excitatória neste local. Após adição de picrotoxina não observamos LTP em nenhum dos grupos de animais estudados. Observamos que a açãoinibitória da picrotoxina nos PEPS, em amigdala, é seguida por umarecuperação da resposta a níveis basais, aumento semelhante ao ocorrido na potenciação de longo prazo. Os resultados nos permitem concluir que os WAR apresentam alterações no sistema GABAA que favorecem a hiperexitabilidade dos seus circuitos neuronais e que estes animais se comportam como ratos wistar resistentes quando estão com o sistema GABAA bloqueado.Epilepsies are brain disorders characterized by recurrent andspontaneous crises. They are caused by hyper-synchronized discharges,localized or generalized through the brain. Their high incidence and prevalence are responsible for both psycho and social impact. An important class of epilepsy is the reflex epilepsy, initiated by exposure to sensory stimulus. The audiogenic crises, a modality of reflex epilepsy, are related to dysfunction of the auditory pathway. The selection of WAR (Wistar Audiogenic Rats) lineage is based on crises susceptibility induced due to the exposure to the high intensity sound stimulus. Nevertheless these animals show greater sensibility to crises when exposed to other convulsive agents such as electroshock, pentyleneterazole and pilocarpina, suggesting changes on their neuronalnetwork.We study the excitatory post-synaptic potential (EPSP) pattern in the presence and absence of picrotoxin (which blocks the GABAA receptors) in the hippocampus and amygdala of WAR lineage. We also analyze the induction of plastic modifications in the lateral amygdala, in presence or absence of picrotoxin. The results show a reduced response to the toxin, suggesting alteration on the GABAA tonus. In the hippocampus, this points to a generalized dysfunction of the neuronal substrates, but there is no evidence of involvement of such structure in audiogenic crises. Our results also show a tendency to increase in the basal response when compared to the control, suggesting a neuronal circuit more excitable and prone to epileptic crises. We did not observe a low or even standing potentiation in the amygdala, probably caused by its increased and saturated basal response and by a reduced excitatorymodulation. In presence of picrotoxin LTP was not observed for WAR or Wistar group. The inhibitory effect of picrotoxin in EPSP on the amygdala is followed by a recovery response to basal levels, similar to the increase observed for LTP. We conclude that WAR show a GABAA system alteration leading to a hyperexcitability of their neuronal circuits. These animals also behave as resistant Wistar rats when their GABA A system is blocked

Anatomia humana como ferramenta para promoção de educação em saúde na adolescência

A adolescência é um período de transição, marcado por transformações psicossociais, biológicas e comportamentais. Conhecer e compreender o corpo humano previne danos à saúde nessa fase. O projeto “Uma visita ao corpo humano”, desenvolvido na Universidade Federal de São João del- Rei, campus Centro-Oeste (UFSJ/CCO), baseou-se em visitas ao laboratório de Anatomia Humana, a fim de oferecer aos adolescentes do ensino médio e fundamental II das escolas públicas e privadas de Divinópolis, Minas Gerais, um esclarecimento acerca dos sistemas do corpo, enfatizando a saúde e o autocuidado. Foram selecionados 6 sistemas para as discussões, para as quais utilizaram-se peças sintéticas. Durante o ano de 2017, realizaram-se 18 visitas de 15 escolas diferentes. Foram atendidos 721 alunos. Desses, 350 (48,5%) frequentadores da rede pública, e 371 (51,5%) da particular. Do total, 458 foram alunos (63,5%) do ensino fundamental e 263 (36,5%) do ensino médio. Os resultados foram positivos, visto que os estudantes obtiveram mais acertos nas perguntas do teste, após as discussões. Além disso, observou-se superioridade do conhecimento prévio dos estudantes do ensino fundamental de escolas privadas. Palavras-chave: Adolescentes; Autocuidado; Corpo Humano; Extensão Universitária; Ensino Básico     Human anatomy as a tool to promote health education in adolescence   Abstract: Adolescence is a period of transition marked by psychosocial, biological, and behavioral changes. Knowing and understanding the human body prevents harm during this phase. The project “A visit to the human body” (“Uma visita ao corpo humano”) developed at the Federal University of São João del-Rei, campus Centro-Oeste (UFSJ / CCO), was based on visits to the human anatomy laboratory, in order to offer high school and elementary school adolescents from public and private schools in Divinópolis, Minas Gerais State, Brazil, an explanation about the systems of the body, emphasizing health and self-care. Six systems were selected for the discussions, in which synthetic parts were used. During 2017, 18 visits were made from 15 different schools, and 721 students were served. Of these, 350 (48.5%) attended public schools and 371 (51.5%), private ones. Of the total, 458 (63.5%) of elementary school and 263 (36.5%) of high school. The results were positive since the students scored better after the discussions. Moreover, higher knowledge was observed in primary school students from private schools. Keywords: Adolescents; Selfcare; Human Body; Health Education; University Extension; Elementary Schoo