dc.contributor
Universitat Pompeu Fabra. Departament de Ciències Experimentals i de la Salut
dc.contributor.author
Quevedo Díaz, Marcos
dc.date.accessioned
2018-12-10T17:46:25Z
dc.date.available
2019-06-21T00:00:11Z
dc.date.issued
2017-12-21
dc.identifier.uri
http://hdl.handle.net/10803/664168
dc.description.abstract
Understanding the neural basis of conscious perception is still one of the central
unsolved problems in neuroscience. Current theoretical models of conscious
processing include the Global Workspace Theory, that proposes that for any
stimulus to access to consciousness it should be broadcasted to different brain
areas, making information, simultaneous and globally available among distant
nodes in the network, through a network of neurons with long-range axons
densely distributed in prefrontal, parieto-temporal, and cingulate cortices.
Specifically, the hippocampus has been postulated as a critical hub, given its
large structural and functional connectivity with distant brain areas.
In this Thesis, I have taken advantage of the high spatial precision and signal-tonoise
ratio afforded by intracranial recording in epileptic patients to explore
signatures of this state of distributed ‘‘ignition’’ in two structures of the limbic
system, the hippocampus and the amygdala. Electrophysiological data were
recorded during the performance of two cognitive tasks for emotion recognition
of faces (Emotion Recognition Test) and conscious perception of threatening
words (Significant Words Paradigm). Specifically, I contrasted the fate of masked
(subliminal) versus unmasked (conscious) words while recording from local sites
in amygdala and hippocampus, using intracerebral depth electrodes in four
epileptic patients. We explored two signatures of conscious processing: event
related potentials (ERPs) and event related spectral perturbations (ERSPs)
modifications discriminating emotion-related information (faces and words) and
consciously perceived from subliminally processed stimuli.
The analysis of the neuropsychological tests revealed a significant emotionspecific
impairment in emotion recognition of faces, but no deficit was detected
for perceiving emotion content of words in patients with epilepsy. ERP and ERSP
analyses showed that amygdala, but not hippocampus has a role for emotion
processing disregarding the quality of stimuli (faces or words); importantly, this
was also observed in subliminal condition. On the other hand, when comparing
conscious against subliminally perceived words, ERP and ERSP showed that
amygdala and hippocampus are similarly involved in conscious processing;
specifically, significant changes in voltage (ERP) and in theta and gamma
frequencies (ERSP) were noted around 500 ms after target onset, supporting that
conscious processing occurs between an early-perceptual window (0-200ms)
and a later window in which more complex processing occurs (600-800ms). We
conclude that those changes might constitute different measures of the same
state of distributed ‘‘ignition’’ of a larger cortical network.
en_US
dc.description.abstract
Entender los mecanismos neuronales que dan lugar a la percepción consciente
es todavía uno de los grandes problemas por resolver en neurociencia.
Actualmente, los modelos teóricos sobre la consciencia incluyen la Teoría del
Espacio de Trabajo Global, la cual propone que para que un estímulo acceda a
la consciencia, éste debe ser transmitido a diferentes áreas cerebrales, de tal
forma que su información esté disponible global y simultáneamente entre todos
los nodos distantes que componen esa red, a través de una red de neuronas con
axones de largo alcance densamente distribuidos entre las cortezas prefrontal,
parietofrontal y cingulada. Específicamente el hipocampo ha sido propuesto
como un nodo crítico, debido a sus numerosas conexiones estructurales y
funcionales con regiones cerebrales distantes. En esta Tesis, he aprovechado la
alta precisión espacial y relación señal-ruido que brindan los registros
intracraneal en pacientes epilépticos, con el fin de explorar las firmas de este
estado de “ignición” distribuida, desde dos estructuras del sistema límbico: el
hipocampo y la amígdala, involucrados en el procesamiento de estímulos
emocionales. Los datos electrofisiológicos fueron registrados durante la
realización de dos tareas cognitivas de reconocimiento emocional de caras
(Tarea de Reconocimiento de Emociones) y de palabras amenazantes
(Paradigma de Palabras Significativas). Específicamente, contrasté el destino de
registros de palabras enmascaradas (subliminales) versus no-enmascaradas
(conscientes) mientras se registraban un sitiosl locales de amígdala e hipocampo
en cuatro pacientes epilépticos. Exploramos las firmas del procesamiento
consciente con: potenciales relacionados a evento (ERP) y perturbaciones
espectrales relacionadas a evento (ERSP) en el hipocampo (theta) y en la
amígdala (gamma) que discriminan entre estímulos emocionales
conscientemente percibidos de aquellos procesados subliminalmente.
El análisis de las pruebas neuropsicológicas reveló que los pacientes con
epilepsia tienen una alteración significativa emoción-específica en el
reconocimiento emocional de caras, pero ningún déficit en el reconocimiento de
palabras. El análisis de ERP y ERSP mostró que la amígdala, pero no el
hipocampo, tiene un papel en el procesamiento emocional independientemente
de la calidad del estímulo (caras o palabras); importantemente, esto también fue
observado en la condición subliminal. Por otro lado, cuando comparamos las
palabras percibidas conscientemente contra aquellas percibidas
subliminalmente, tanto los ERPS como los ERSP mostraron que la amígdala y
el hipocampo están involucrados de manera similar en el procesamiento de la
consciencia; específicamente, se observaron cambios significativos en el voltaje
(ERP) y en frecuencias theta y gamma (ERSP) alrededor de 500ms después de
la presentación del estímulo. Lo anterior apoya la idea que el procesamiento de
la consciencia ocurre en una ventana temporal intermedia entre la percepción
temprana (0-200ms) y un procesamiento cognitivo más complejo y tardío (600-
800ms). Concluimos que estos cambios pueden constituir diferentes medidas de
un mismo estado de “ignición” distribuida de una red cortical más grande.
en_US
dc.format.extent
232 p.
en_US
dc.format.mimetype
application/pdf
dc.language.iso
eng
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dc.publisher
Universitat Pompeu Fabra
dc.rights.license
L'accés als continguts d'aquesta tesi queda condicionat a l'acceptació de les condicions d'ús establertes per la següent llicència Creative Commons: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
dc.rights.uri
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
*
dc.source
TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)
dc.subject
Consciousness
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dc.subject
Amygdala
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dc.subject
Hippocampus
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dc.subject
Epilepsy
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dc.subject
Consciencia
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dc.subject
Amígdala
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dc.subject
Hipocampo
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dc.subject
Epilepsia
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dc.title
Role of the amygdala and the hippocampus in conscious perception and emotion processing in patients with drug resistant epilepsy
en_US
dc.type
info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
dc.type
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.subject.udc
616.8
en_US
dc.contributor.authoremail
marcos.quevedo@crg.eu
en_US
dc.contributor.director
Dierssen, Mara
dc.contributor.director
Rocamora, Rodrigo
dc.embargo.terms
cap
en_US
dc.rights.accessLevel
info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.description.degree
Programa de doctorat en Biomedicina