MRI substrates of specific neuropsychological dysfunctions within and across FTD genotypes at the presymptomatic and symptomatic disease stage

Neuropsychologische Defizite, wie Apraxie, spielen für neurodegenerative Erkrankungen, speziell auch für Frontotemporale Demenzen (FTD), eine wichtige Rolle. In dieser Arbeit zeige ich abgegrenzte atrophische Areale der Hirnrinde, die für Apraxie und die Leistung im Trail Making Test (TMT) innerhalb einer Kohorte von familiärer FTD relevant sind. Mit einer Stichprobe von 472 Probanden aus der GENFI Studie, demonstriere ich einen Hypothesen getriebenen Ansatz um kortikale atrophische Areale zu identifizieren, die mit spezifischen neuropsychologischen Defiziten zusammenhängen: dadurch konnte ich atrophische Areale im prämotorischen Cortex, Inferioren Frontalcortex und der Pars opercularis des Inferioren Frontalcortex identifizieren, die speziell mit Apraxie zusammenhängen; sowie Areale im Frontalcortex, die mit der Leistung im TMT zusammenhängen. Zusätzlich präsentiere ich einen alternativen Weg, um das Problem multipler Vergleiche von kortikalen Strukturen zu lösen, indem eine permutationsbasierte Maximum Statistik berechnet wird, welche die Identifikation kleiner Areale ermöglicht. Zuletzt zeige ich eine Analyse über präsymptomatische Effekte und diskutiere deren Schwierigkeiten und Limitationen: in den zuvor identifizierten Arealen konnte ich keine präsymptomatische Degeneration feststellen. Schließlich trägt diese Arbeit zur wissenschaftlichen Forschung im Bereich der Apraxie, familiärer FTD sowie genereller Zusammenhänge von neuropsychologischen Defiziten und Hirnrindenbereichen bei.Neuropsychological deficits, as apraxia, play an important role for neurodegenerative dementias, including frontotemporal dementia (FTD). In this work I delineate cortical atrophy areas relevant for apraxia and Trail Making Test (TMT) performance within a genetic frontotemporal lobar degeneration (FTLD) cohort. Using 472 subjects from the GENFI study, I demonstrate a hypothesis-driven approach for the identification of cortical atrophy areas related to specific neuropsychological dysfunctions: through this I identified atrophy in the premotor cortex, inferior frontal and frontal opercular areas to be specifically related to apraxia; and areas in the frontal cortex to be related to TMT performance. In addition, I present an alternative way of correcting my results within a surface-based approach for multiple comparisons using a permutation based maximum statistic, facilitating the identification of small areas. Lastly, I present an analysis about presymptomatic effects and discuss its limitations and difficulties: I could not delineate presymptomatic cortical degeneration in the previously identified areas. As a result, this work contributes to research about apraxia, genetic FTLD and general relations of neuropsychological functions with cortical areas

MRI substrates of specific neuropsychological dysfunctions within and across FTD genotypes at the presymptomatic and symptomatic disease stage

Neuropsychologische Defizite, wie Apraxie, spielen für neurodegenerative Erkrankungen, speziell auch für Frontotemporale Demenzen (FTD), eine wichtige Rolle. In dieser Arbeit zeige ich abgegrenzte atrophische Areale der Hirnrinde, die für Apraxie und die Leistung im Trail Making Test (TMT) innerhalb einer Kohorte von familiärer FTD relevant sind. Mit einer Stichprobe von 472 Probanden aus der GENFI Studie, demonstriere ich einen Hypothesen getriebenen Ansatz um kortikale atrophische Areale zu identifizieren, die mit spezifischen neuropsychologischen Defiziten zusammenhängen: dadurch konnte ich atrophische Areale im prämotorischen Cortex, Inferioren Frontalcortex und der Pars opercularis des Inferioren Frontalcortex identifizieren, die speziell mit Apraxie zusammenhängen; sowie Areale im Frontalcortex, die mit der Leistung im TMT zusammenhängen. Zusätzlich präsentiere ich einen alternativen Weg, um das Problem multipler Vergleiche von kortikalen Strukturen zu lösen, indem eine permutationsbasierte Maximum Statistik berechnet wird, welche die Identifikation kleiner Areale ermöglicht. Zuletzt zeige ich eine Analyse über präsymptomatische Effekte und diskutiere deren Schwierigkeiten und Limitationen: in den zuvor identifizierten Arealen konnte ich keine präsymptomatische Degeneration feststellen. Schließlich trägt diese Arbeit zur wissenschaftlichen Forschung im Bereich der Apraxie, familiärer FTD sowie genereller Zusammenhänge von neuropsychologischen Defiziten und Hirnrindenbereichen bei.Neuropsychological deficits, as apraxia, play an important role for neurodegenerative dementias, including frontotemporal dementia (FTD). In this work I delineate cortical atrophy areas relevant for apraxia and Trail Making Test (TMT) performance within a genetic frontotemporal lobar degeneration (FTLD) cohort. Using 472 subjects from the GENFI study, I demonstrate a hypothesis-driven approach for the identification of cortical atrophy areas related to specific neuropsychological dysfunctions: through this I identified atrophy in the premotor cortex, inferior frontal and frontal opercular areas to be specifically related to apraxia; and areas in the frontal cortex to be related to TMT performance. In addition, I present an alternative way of correcting my results within a surface-based approach for multiple comparisons using a permutation based maximum statistic, facilitating the identification of small areas. Lastly, I present an analysis about presymptomatic effects and discuss its limitations and difficulties: I could not delineate presymptomatic cortical degeneration in the previously identified areas. As a result, this work contributes to research about apraxia, genetic FTLD and general relations of neuropsychological functions with cortical areas

Reduced impact of nonverbal cues during integration of verbal and nonverbal emotional information in adults with high-functioning autism

BACKGROUND: When receiving mismatching nonverbal and verbal signals, most people tend to base their judgment regarding the current emotional state of others primarily on nonverbal information. However, individuals with high-functioning autism (HFA) have been described as having difficulties interpreting nonverbal signals. Recognizing emotional states correctly is highly important for successful social interaction. Alterations in perception of nonverbal emotional cues presumably contribute to misunderstanding and impairments in social interactions. METHODS: To evaluate autism-specific differences in the relative impact of nonverbal and verbal cues, 18 adults with HFA (14 male and four female subjects, mean age 36.7 years (SD 11.4) and 18 age, gender and IQ-matched typically developed controls [14 m/4 f, mean age 36.4 years (SD 12.2)] rated the emotional state of speakers in video sequences with partly mismatching emotional signals. Standardized linear regression coefficients were calculated as a measure of the reliance on the nonverbal and verbal components of the videos for each participant. Regression coefficients were then compared between groups to test the hypothesis that autistic adults base their social evaluations less strongly on nonverbal information. Further exploratory analyses were performed for differences in valence ratings and response times. RESULTS: Compared to the typically developed control group, nonverbal cue reliance was reduced in adults with high-functioning autism [t(23.14) = −2.44, p = 0.01 (one-sided)]. Furthermore, the exploratory analyses showed a tendency to avoid extreme answers in the HFA group, observable via less positive as well as less negative valence ratings in response to emotional expressions of increasingly strong valence. In addition, response time was generally longer in HFA compared to the control group [F (1, 33) = 10.65, p = 0.004]. CONCLUSION: These findings suggest reduced impact of nonverbal cues and longer processing times in the analysis of multimodal emotional information, which may be associated with a subjectively lower relevance of this information and/or more processing difficulties for people with HFA. The less extreme answering tendency may indicate a lower sensitivity for nonverbal valence expression in HFA or result from a tendency to avoid incorrect answers when confronted with greater uncertainty in interpreting emotional states