Study of human structural brain connectivity in healthy aging based on tracts (2018)
- Authors:
- Autor USP: PINTO, MAÍRA SIQUEIRA - FFCLRP
- Unidade: FFCLRP
- Sigla do Departamento: 591
- Subjects: BIOMEDICINA; CÉREBRO; ENVELHECIMENTO
- Keywords: Conectividade estrutural; dMRI; Envelhecimento sadio; Espessura cortical; Tractografia; Cortical thinning; Healthy aging; Structural connectivity; Tractography
- Language: Inglês
- Abstract: O cérebro humano muda de forma complexa e heterogênea ao longo da vida, o processo de envelhecimento normal tem associado significativas alterações nas conexões axonais. Neste estudo, avaliamos as mudanças relacionadas à idade em parâmetros físicos associados à integridade das substâncias branca e cinzenta cerebral em sujeitos saudáveis, assim como a possivel correlação entre eles em tratos específicos. Imagens estruturais (1 mm isotrópica) e imagens ponderadas em difusão (2 mm isotrópica e b=1000 s/mm2) de 158 indivíduos saudáveis entre 18 a 83 anos foram coletadas retrospectivamente no Hospital das Clinícas de Ribeirão Preto, após sua aquisição em aparelho de ressonância magnética de 3 Teslas. A partir das imagens estruturais, a espessura cortical foi estimada e o efeito de idade nela foi avaliado em diversas regiões tomando com base o atlas de Destrieux. As imagens ponderadas em difusão foram processadas para caracterizar a difusão intravoxel utilizando dois modelos: tensor de difusão (DT) e deconvolução esférica restrita (CSD). Mapas de anisotropia fracionada (FA) e densidade aparente da fibra (AFD) foram estimados e usados em analise estatistica de três grupos separados por faixa etária. Os tratos cerebrais mais relevantes foram segmentados por tres procedimentos: manualmente, automaticamente com uma ferramenta especifica e com base em regiões corticais automaticante segmentadas. Parâmetros físicos de difusão (anisotropia e difusibilide) foram avaliados nos tratossegmentados para determinar as alterações relacionadas à idade. A análise de conectoma baseada em dois parcelamentos corticais foi realizada para avaliar também o efeito da idade em parâmetros caracteristicos da rede estrutural cerebral. A relação trato-cortical foi avaliada considerando a anisotropia de cada trato e as espessuras das áreas corticais nas extremidades do trato correspondente. Uma análise adicional foi realizada para avaliar uma possivel associação de onetividades estrutural e funcional no corpo caloso (CC). Houve afinamento cortical significativo em 88,5% das regiões durante a vida (p<0,05, corrigido); a região frontal foi a mais afetada no envelhecimento inicial (após 40 anos), e as regiões occipital e temporal nos idosos (após 60 anos). Similarmente, a análise de grupo demonstrou um padrão global de redução de FA e AFD na substância branca, com uma maior taxa de degradação de integridade a partir da sexta década de vida. A seleção manual de tratos baseada no modelo de DT mostrou-se a metodologia mais confiável na precisa definição dos tratos nos nossos dados. Seguindo essa metodologia, a análise dos parâmetros de anistropia e difusão também indicou degeneração de substância branca no envelhecimento normal em todos os tratos cerebrais estudados e corroborou o gradiente ântero-posterior de degeneração no CC. O formix foi o trato mais afetado bilatreamente com redução de 5.5% e aumento de 4% por década nesses parâmetros, respectivamente; seguido do CC. Na avaliação do efeito da idade nas estimativas do conectoma, independentemente do modelo de difusão e do atlas cortical usado, houve uma diminuição da eficiência global com o envelhecimento, do número de conexões e da eficiência local, principalmente nas regiões pré-frontal, temporal e parietal e suas conexões. Nas análises trato-corticais, as regiões corticais conectadas por tratos mostraram padrões de afinamento similares para amaioria dos tratos, e uma correlação significativa entre a taca média de afinamento cortical e as taxas de alteração de FA e difusibilidade média (MD) foram encontradas. Em todos os tratos avaliados, a idade foi o principal efeito controlando das alterações dos parâmetros de difusão; não houve correlações diretas com espessura cortical para a maioria dos tratos. Somente para o formix, os valores de FA e MD mostraram correlação com a espessura cortical do giro subcalosal (parcelamento de Destrieux) em ambos os hemisférios durante o envelhecimento (p<0,05 corrigido). Para os outros traos, CC, fascículo longitudinal inferior, fascículo uncinado, fascículo occipitofrontal inferior, trato cortico-espinal, parte cingulada do cíngulo e fascículo arqueado, a idade foi o principal efeito no controle das alterações dos parâmetros, mas não houve correlações diretas entre FA e MD e espessuara cortical durante o processode envelhecimento
- Imprenta:
- Publisher place: Ribeirão Preto
- Date published: 2018
- Data da defesa: 14.03.2018
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ABNT
PINTO, Maíra Siqueira. Study of human structural brain connectivity in healthy aging based on tracts. 2018. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, 2018. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59135/tde-16042018-151221/. Acesso em: 20 set. 2024. -
APA
Pinto, M. S. (2018). Study of human structural brain connectivity in healthy aging based on tracts (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59135/tde-16042018-151221/ -
NLM
Pinto MS. Study of human structural brain connectivity in healthy aging based on tracts [Internet]. 2018 ;[citado 2024 set. 20 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59135/tde-16042018-151221/ -
Vancouver
Pinto MS. Study of human structural brain connectivity in healthy aging based on tracts [Internet]. 2018 ;[citado 2024 set. 20 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59135/tde-16042018-151221/
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