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Évaluation de la mémoire de travail spatiale chez les enfants et les adultes atteints de lETCAF : une étude dimagerie par résonance magnétique fonctionnelle.

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Présentation au sujet: "Évaluation de la mémoire de travail spatiale chez les enfants et les adultes atteints de lETCAF : une étude dimagerie par résonance magnétique fonctionnelle."— Transcription de la présentation:

1 Évaluation de la mémoire de travail spatiale chez les enfants et les adultes atteints de lETCAF : une étude dimagerie par résonance magnétique fonctionnelle Krisztina Malisza, Ph.D. Institut du biodiagnostic Conseil national de recherches du Canada

2 IRMf Quessayons-nous de faire? Activité neurale en réaction à une tâche Où Détection Combien Quantifier

3 Que mesurons-nous avec lIRMf? Activité cérébrale Métabolisme Débit sanguin O2O2 O2O2 dHb T2*T2* T2*T2* Signal de RM La désoxyhémoglobine provoque une fluctuation dans le champ magnétique local sur une macro-échelle

4 Acquisition de données par lIRMf fonction de réponse hémodynamique

5 Conception du bloc dacquisition de données par lIRMf =

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7 Objectifs : Déterminer la fonction cérébrale chez les enfants ou adultes atteints de lETCAF dans les domaines de lattention, de la mémoire spatiale et de la mémoire de travailDéterminer la fonction cérébrale chez les enfants ou adultes atteints de lETCAF dans les domaines de lattention, de la mémoire spatiale et de la mémoire de travail Mettre au point des techniques à base dIRM pour aider à diagnostiquer lETCAFMettre au point des techniques à base dIRM pour aider à diagnostiquer lETCAF Déterminer sil y a des régions de lactivité IRMf chez les sujets atteints de lETCAF par rapport aux sujets témoins à laide dun test de mémorisation immédiateDéterminer sil y a des régions de lactivité IRMf chez les sujets atteints de lETCAF par rapport aux sujets témoins à laide dun test de mémorisation immédiate

8 Conçus pour mettre en corrélation les tâches IRMf Conçus pour mettre en corrélation les tâches IRMf Évaluer la fonction de mémoire de travail et lattention. Évaluer la fonction de mémoire de travail et lattention. –Test de désignation auto-ordonné (mémoire de travail visuelle et mémoire stratégique) –Tâche de tri de cartes de Wisconsin (capacité de planification, souplesse cognitive, mémoire de travail, inhibition de la réaction, formation de concept et raisonnement) –Test de performance continue (attention) Tests psychologiques

9 TDAO : -différences importantes entre les enfants et les adultes (p < 0,05) -erreurs plus grandes dans le groupe ETCAF que dans le groupe témoin globalement -Écarts types : (p < 0,05) -ETCAF = 17,8 ± 8,6 -Témoin = 13,1± 8,6 TTCW : -Aucune différence statistiquement significative chez les enfants - tendance pour des différences entre les groupes favorisant les témoins chez les adultes (p < 0,1)

10 TPC : Principal effet de lâge : Les enfants ont moins bien performé que les adultes pour les quatre indices (n bre de bonnes réponses, bonne latence de réponse, probabilité dune réponse correcte positive) (critère Lambda de Wilkes) Principal effet de lâge : Les enfants ont moins bien performé que les adultes pour les quatre indices (n bre de bonnes réponses, bonne latence de réponse, probabilité dune réponse correcte positive) (critère Lambda de Wilkes) Effet principal sur le groupe : Le groupe atteint de lETCAF a présenté une performance semblable à celle du groupe témoin à légard de toutes les mesures sur les latences moyennes de bonne réponse Effet principal sur le groupe : Le groupe atteint de lETCAF a présenté une performance semblable à celle du groupe témoin à légard de toutes les mesures sur les latences moyennes de bonne réponse Beaucoup plus long que les témoins p <0,01 Beaucoup plus long que les témoins p <0,01 Indique que les différences entre les groupes à légard des autres mesures nétaient probablement pas attribuables aux différences entre les groupes dans la capacité de continuer à faire la tâche.010 Indique que les différences entre les groupes à légard des autres mesures nétaient probablement pas attribuables aux différences entre les groupes dans la capacité de continuer à faire la tâche.010

11 Tâche N-back (n=0) Simple ( ) (n=1) une-arrière (NR 2 1 4) (n=2) deux-arrière (NR NR 2 1)

12 (n=1) Trou (NR 2 NR 4) Tâche N-back

13 4 tâches IRMf : 4 tâches IRMf : Saccade oculaire Saccade oculaire Mouvement des doigts Mouvement des doigts Mémoire de travail (spatiale, objet) Mémoire de travail (spatiale, objet) Apprentissage procédural Apprentissage procédural Attention Attention

14 Lobes du cortex cérébral Dans : Psychology, Canadian Edition. Ed. C. Wade, C. Tavris, D. Saucier, L. Elias, 2004, Prentice Hall, Toronto Cortex frontal (CPFDL)Cortex frontal (CPFDL) mémoire de travail mémoire de travail Corps calleux antérieurCorps calleux antérieur attention, choix de réponse attention, choix de réponse Lobe pariétalLobe pariétal discrimination, mémoire, perception spatiale discrimination, mémoire, perception spatiale

15 Méthodes Sujets : Enfants (7 à 12 ans); adultes (18 à 33 ans) Enfant ETCAF n=14 Enfant témoin n=15 5 TNDLA, 6 SAFp, 3 SAF5 TNDLA, 6 SAFp, 3 SAF Adulte ETCAF n=10 Adulte témoin n=10 6 TNDLA, 1 SAFp, 3 SAF6 TNDLA, 1 SAFp, 3 SAFIRMf Système IRM Signa LX 1.5T de GE Imagerie par résonance magnétique écho- planaire en écho de gradientImagerie par résonance magnétique écho- planaire en écho de gradient alternance de 3 états dactivité avec 4 états de repos (NR=56)alternance de 3 états dactivité avec 4 états de repos (NR=56)

16 Analyse des données 50 % de bonnes réponses aux tâches IRMf 50 % de bonnes réponses aux tâches IRMf Enfants (ETCAF:témoin): Enfants (ETCAF:témoin): Trou : 9:14 Trou : 9:14 1-arrière : 7:13 1-arrière : 7:13 Adultes (ETCAF:témoin): Adultes (ETCAF:témoin): Trou : 10:10 Trou : 10:10 1-arrière : 6:9 1-arrière : 6:9

17 SPM 99 (programme informatique) Images corrigées pour le mouvement, normalisées en fonction dun gabarit dadulte ou denfant puis lissées Images corrigées pour le mouvement, normalisées en fonction dun gabarit dadulte ou denfant puis lissées Activations individuelles dans les tâches plus difficiles (n=1) soustraites de la tâche simple (n=0) Activations individuelles dans les tâches plus difficiles (n=1) soustraites de la tâche simple (n=0) Activations affichées sur un gabarit T1 Activations affichées sur un gabarit T1 Analyse des données

18 1. 1.Conformité Minimiser langoisse de façon à pouvoir entrer dans le scanner Rester pour tout lexamen et rester immobile 2. 2.Mouvement 3. 3.Respiration 4. 4.Rythme cardiaque 5. 5.Niveau de performance des tâches 6. 6.Normalisation spatiale 7. 7.Caractérisation de la réponse hémodynamique dans le développement 8. 8.Comprendre les troubles cognitifs et comportementaux chez les enfants Problèmes en IRM fonctionnelle pédiatrique

19 Barres blanches : témoins; barres noires : participants SAF Exécution des tâches IRMf par les enfants et les adultes ensemble

20 Enfants (fille de 11 ans) trou-simple SAF SAFp Témoin

21 Enfants (fille de 11 ans) une-arrière-simple SAF SAFp Témoin

22 Adulte (femme) trou-simple TNDLA 26 ans SAF 25 ans Témoin 26 ans

23 Adulte (femme) une-arrière-simple TNDLA 26 ans SAF 25 ans Témoin 26 ans

24 Test t pour un échantillon (p <0,01), activité de groupe chez les enfants a) a)Trou - Simple ETCAF (n=9) b) b)Trou – Témoin simple (n=8) c) c)Une-arrière - Simple ETCAF (n=7) d) d)Une-arrière – Témoin simple (n=8)

25 a) Trou - Simple ETCAF (n=10) b)Trou – Témoin simple (n=9) c) Une-arrière - Simple ETCAF (n=6) d) Une-arrière – Témoin simple (n=6) Test t pour un échantillon (p <0,01), activité de groupe chez les enfants

26 Conclusions de lIRMf Adultes et enfants Activations consistantes dans des régions du cerveau associées à la mémoire de travail (CPFDL bilatéral) et à lattention (corps calleux) chez les participants atteints de lETCAF et les témoinsActivations consistantes dans des régions du cerveau associées à la mémoire de travail (CPFDL bilatéral) et à lattention (corps calleux) chez les participants atteints de lETCAF et les témoins Tous les sujets :Tous les sujets : - Activité accrue du cortex pariétal et frontal aux tranches supérieures avec augmentation de la difficulté des tâches ETCAF :ETCAF : Plus grandes activations dans le gyrus orbital et le gyrus frontal inférieur-médian observées chez les enfants et les adultes atteints de lETCAF (en particulier Blank)Plus grandes activations dans le gyrus orbital et le gyrus frontal inférieur-médian observées chez les enfants et les adultes atteints de lETCAF (en particulier Blank) Anomalies structurelles du cerveau (réduction dans la taille du cortex orbito-frontal) observées auparavant (Sowell, cortex cérébrale 2002; 12:856)Anomalies structurelles du cerveau (réduction dans la taille du cortex orbito-frontal) observées auparavant (Sowell, cortex cérébrale 2002; 12:856)

27 Enfants -tranches supérieures – tant les enfants atteints de lETCAF que les enfants témoins révèlent une activité pariétale et frontale accrue avec une augmentation de la difficulté des tâches ETCAF : -plus grande activation du corps calleux et du cortex aux tranches du cerveau inférieur -moins dactivité dans le cortex frontal avec augmentation de la difficulté des tâches Enfants témoins : - plus grande activation du corps calleux et du cortex frontal aux tranches du cerveau supérieur - Plus dactivité pariétale - Activité fonctionnelle frontale accrue avec augmentation de la difficulté des tâches (comparativement aux enfants atteints de lETCAF) Conclusions de lIRMf

28 Adultes ETCAF et témoin : - tranches supérieures – activité frontale et pariétale accrue avec augmentation de la difficulté des tâches ETCAF : - activation plus grande du corps calleux et du cortex aux tranches du cerveau inférieur - activation plus grande du corps calleux et du cortex aux tranches du cerveau inférieur - activité plus grande du cortex frontal supérieur que chez les témoins - activité globale moindre chez les adultes atteints de lETCAF comparativement aux témoins Conclusions de lIRMf

29 Images anatomiques Aucune différence statistiquement significative observée : Aucune différence statistiquement significative observée : dans les temps de relaxation T1 ou T2 dans les temps de relaxation T1 ou T2 images de contraste par magnétisation images de contraste par magnétisation volumes dans le corps calleux (normalisés par rapport au cerveau) – mais il y a des tendances. volumes dans le corps calleux (normalisés par rapport au cerveau) – mais il y a des tendances. Examiner lemplacement et la forme du corps calleux dans le cerveau et entre les classifications de lETCAF chez les enfants et les adultes. Examiner lemplacement et la forme du corps calleux dans le cerveau et entre les classifications de lETCAF chez les enfants et les adultes. Des études précédentes ont révélé des anomalies dans ce secteur (Bookheimer et coll.) Des études précédentes ont révélé des anomalies dans ce secteur (Bookheimer et coll.)

30 Conclusions Les adultes et les enfants atteints de lETCAF présentent une exécution altérée par rapport aux contrôles dâge et de sexe correspondants à légard des tâches faisant appel à la fonction exécutive, à une attention soutenue et à une mémoire de travail visuelle Les adultes et les enfants atteints de lETCAF présentent une exécution altérée par rapport aux contrôles dâge et de sexe correspondants à légard des tâches faisant appel à la fonction exécutive, à une attention soutenue et à une mémoire de travail visuelle Importantes latences de réponse chez les sujets atteints de lETCAF par rapport aux témoins – mais les deux groupes sont attentifs!! Importantes latences de réponse chez les sujets atteints de lETCAF par rapport aux témoins – mais les deux groupes sont attentifs!! Ce ne sont pas toutes les personnes exposées qui manifestent des déficits Ce ne sont pas toutes les personnes exposées qui manifestent des déficits Il est important détudier le profil neuropsychologique et neuroanatomique unique des personnes atteintes de lETCAF pour concevoir les outils dévaluation et pour élaborer des programmes dintervention et de soutien à lintention des patients et de leur famille Il est important détudier le profil neuropsychologique et neuroanatomique unique des personnes atteintes de lETCAF pour concevoir les outils dévaluation et pour élaborer des programmes dintervention et de soutien à lintention des patients et de leur famille La confirmation des résultats par une étude complète et des groupes comptant un plus grand nombre de sujets est nécessaire La confirmation des résultats par une étude complète et des groupes comptant un plus grand nombre de sujets est nécessaire

31 Autres études et limites de létude pilote Limites de létude pilote et autres études : Limites de létude pilote et autres études : La taille de léchantillon est trop petite pour des résultats concluants fondés sur lanalyse des groupes. Une étude complète (plus grand nombre de sujets) est nécessaire. La taille de léchantillon est trop petite pour des résultats concluants fondés sur lanalyse des groupes. Une étude complète (plus grand nombre de sujets) est nécessaire. Étude actuelle- comparaison individuelle nécessaire Étude actuelle- comparaison individuelle nécessaire - cest difficile!! - cest difficile!! Il faut une étude conçue en fonction des événements pour tenir compte dune population touchée comme lETCAF – étude complète Il faut une étude conçue en fonction des événements pour tenir compte dune population touchée comme lETCAF – étude complète Une distinction efficace entre les classifications nécessite que lon tienne compte des comorbidités (THADA) Une distinction efficace entre les classifications nécessite que lon tienne compte des comorbidités (THADA) Besoin dappariement sur une base socio-économique Besoin dappariement sur une base socio-économique (Commentaires du comité de révision)

32 Études futures et limites de létude pilote Données anatomiques : Données anatomiques : Examen plus approfondi des structures corticales et striatales par rapport aux sous-classifications de lETCAF Examen plus approfondi des structures corticales et striatales par rapport aux sous-classifications de lETCAF Il faut un échantillon de grande taille pour permettre des comparaisons entre les groupes Il faut un échantillon de grande taille pour permettre des comparaisons entre les groupes Acquisition volumétrique 3D complète à haute résolution spatiale Acquisition volumétrique 3D complète à haute résolution spatiale

33 Facteurs déontologiques en neuroimagerie pédiatrique – nouvelle équipe des IRSC en neuroéthique Facteurs déontologiques en neuroimagerie pédiatrique – nouvelle équipe des IRSC en neuroéthique Normes juridiques et éthiques au Canada (É.-U.) Normes juridiques et éthiques au Canada (É.-U.) Comprendre les risques et les avantages de la NI Comprendre les risques et les avantages de la NI Réduction du stress et du mouvement par la formation Réduction du stress et du mouvement par la formation Élaboration de lignes directricesÉlaboration de lignes directrices Diffusion de linformation Diffusion de linformation professionnels de la recherche et de la santé, et comités de déontologie concernant les risques et les avantages détudes de recherche en neuroimagerie pédiatrique professionnels de la recherche et de la santé, et comités de déontologie concernant les risques et les avantages détudes de recherche en neuroimagerie pédiatrique Études futures et limites de létude pilote

34 Scanner factice

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37 Remerciements IBD - D r D. Shiloff, M me A. Allman U du M, Psychologie – D r L. Jakobson CSS – D r A. Chudley, D r S. Longstaffe Spécialistes de la vie des enfants M me D. Kuypers, M me S. Treichel Soutien financier Manitoba Medical Service Foundation Ava-Ann Allman – Prix du Programme dingénieures et de chercheures (PIC) du CNRC


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