Estudio de los cambios en volumetría cerebral en pacientes con epilepsia y su relación con la esfera cognitivo-conductual

Abstract

Introducció: L’epilèpsia del lòbul temporal representa un dels subtipus més freqüents d’epilèpsia, freqüentment refractària. S’associa a una disfunció cognitiva multidomini que afecta particularment a la memòria i el llenguatge, tot i que també hi ha alteracions en funcions executives, atenció i velocitat de processament. L’alteració en les capacitats perceptives visoespacials no ha estat confirmada. Paral·lelament, s’ha descrit una pèrdua de volum cerebral que s’acompanya d’una disrupció progressiva de la substància blanca més enllà de l’àrea epileptogènica i que afecta múltiples xarxes neuronals. Estudis previs han demostrat correlacions entre els volums de substància gris temporal amb la memòria i el llenguatge específicament. Aquestes funcions s’han associat també a la pèrdua d’integritat d’alguns tractes de substància blanca. No obstant això, hi ha menys evidència que relacioni els canvis en volumetria tant en la substància gris com blanca amb el rendiment cognitiu multidomini i en particular amb altres funcions com les executives, atencionals i visoperceptives. Objectiu: l’objectiu de aquest treball és descriure els canvis existents en els volums cerebrals globals i regionals de substància gris i blanca i establir la seva correlació amb el rendiment cognitiu multidomini, incloent les funcions visoperceptives, atencionals i executives en pacients amb epilèpsia del lòbul temporal. També vam estudiar les possibles associacions de les característiques de l’epilèpsia amb el rendiment cognitiu i la pèrdua de volum cerebral. Mètodes: es va realitzar un estudi transversal que analitzava volums cerebrals globals i regionals extrets a partir d’estudis de ressonància magnètica cerebral, utilitzant seqüències ponderades en 3D T-1, comparant a 34 pacients amb epilèpsia del lòbul temporal amb 30 controls sans, utilitzant models de regressió lineal ajustats per edat i sexe. Els volums cerebrals dels pacients es van correlacionar amb els paràmetres neuropsicològics estandarditzats (T-score) obtinguts en una avaluació neuropsicològica. Finalment, es van estudiar les seus potencials associacions amb les característiques clíniques de l’epilèpsia (tipus de crisis, refractarietat i durada de la malaltia). Resultats: els pacients amb epilèpsia van presentar un volum reduït de substància gris cortical i subcortical, substància blanca frontal, putamen, hipocamp i accumbens, així com un major volum de líquid cefaloraquidi. En els pacients amb epilèpsia del lòbul temporal, tant l’atenció com la velocitat de processament es van correlacionar positivament amb els volums de l’hipocamp, l’amígdala, el cos callós i amb la substància blanca dels lòbuls frontal, parietal i temporal. Les funcions executives es van correlacionar positivament amb els volums del globus pàl·lid, hipocamp, cos callós i amb la substància blanca en els lòbuls frontal, parietal i temporal i el cíngol. Pel que fa a les funcions visoperceptives, visoespacials i visoconstructives, es van trobar correlacions addicionals: 1) memòria visual amb precuneus i gruix cortical parietal inferior; 2) funcions visoperceptives amb la substància blanca precuneal i supramarginal; 3) funcions visuoespacials amb la substància blanca precuneal, post-central i parietal inferior i superior; 4) rendiment visoconstructiu amb la substància blanca parietal inferior. La major durada de l’epilèpsia es va associar a un menor volum supramarginal dret i una menor velocitat de processament i un pitjor rendiment en la memòria verbal. Conclusió: en l’epilèpsia del lòbul temporal ha una pèrdua de volum cerebral global que afecta a la substància gris i substància blanca de diverses regions cerebrals i que es reflecteix en un augment del volum de líquid cefaloraquidi. L’atròfia resultant en àrees extratemporals es correlaciona amb un deteriorament cognitiu en funcions atencionals, executives, visoperceptives i la velocitat de processament. Aquestes troballes són probablement la conseqüència d’un dany neuronal que afecta de manera difusa tant a regions corticals com a xarxes neuronals en regions extratemporals, i que implica una disfunció cognitiva multidomini.

Introducción: La epilepsia del lóbulo temporal representa uno de los subtipos más frecuentes de epilepsia, frecuentemente refractaria. Se asocia a una disfunción cognitiva multidominio que afecta particularmente a la memoria y el lenguaje, aunque también existen alteraciones en funciones ejecutivas, atención y velocidad de procesamiento. La alteración en las capacidades perceptivas visoespaciales no ha sido confirmada. Paralelamente, se ha descrito una pérdida de volumen cerebral que se acompaña de una disrupción progresiva de la sustancia blanca más allá del área epileptogénica y que afecta a múltiples redes neuronales. Estudios previos han demostrado correlaciones entre los volúmenes de sustancia gris temporal con la memoria y el lenguaje específicamente. Estas funciones se han asociado también a la pérdida de integridad de algunos tractos de sustancia blanca. Sin embargo, existe menos evidencia que relacione los cambios en volumetría tanto en la sustancia gris como blanca junto con el rendimiento cognitivo multidominio y en particular con otras funciones como las ejecutivas, atencionales y visoperceptivas. Objetivo: el objetivo del presente trabajo es describir los cambios existentes en los volúmenes cerebrales globales y regionales de sustancia gris y blanca y establecer su correlación con el rendimiento cognitivo multidominio, incluyendo las funciones visoperceptivas, atencionales y ejecutivas en pacientes con epilepsia del lóbulo temporal. También estudiamos las posibles asociaciones de las características de la epilepsia con el rendimiento cognitivo y la pérdida de volumen cerebral. Métodos: se realizó un estudio transversal que analizaba volúmenes cerebrales globales y regionales extraídos a partir de estudios de resonancia magnética cerebral, utilizando secuencias ponderadas en 3D T-1, comparando a 34 pacientes con epilepsia del lóbulo temporal con 30 controles sanos, utilizando modelos de regresión lineal ajustados por edad y sexo. Los volúmenes cerebrales de los pacientes se correlacionaron con los parámetros neuropsicológicos estandarizados (T-score) obtenidos en una evaluación neuropsicológica. Por último, se estudiaron sus potenciales asociaciones con las características clínicas de la epilepsia (tipos de crisis, fármaco-resistencia y duración de la enfermedad). Resultados: los pacientes con epilepsia presentaron un volumen reducido de sustancia gris cortical y subcortical, sustancia blanca frontal, putamen, hipocampo y accumbens, así como un mayor volumen de líquido cefalorraquídeo. En los pacientes con epilepsia del lóbulo temporal, tanto la atención como la velocidad de procesamiento se correlacionaron positivamente con los volúmenes del hipocampo, la amígdala, el cuerpo calloso y con la sustancia blanca de los lóbulos frontal, parietal y temporal. Las funciones ejecutivas se correlacionaron positivamente con los volúmenes del globo pálido, hipocampo, cuerpo calloso y con la sustancia blanca en los lóbulos frontal, parietal y temporal y el cíngulo. En cuanto a las funciones visoperceptivas, visoespaciales y visoconstructivas, se encontraron correlaciones adicionales: 1) memoria visual con precuneus y grosor cortical parietal inferior; 2) funciones visoperceptivas con la sustancia blanca precuneal y supramarginal; 3) funciones visoespaciales con la sustancia blanca precuneal, poscentral y parietal inferior y superior; 4) rendimiento visoconstructivo con la sustancia blanca parietal inferior. La mayor duración de la epilepsia se asoció a un menor volumen supramarginal derecho y a una menor velocidad de procesamiento y un peor rendimiento en la memoria verbal. Conclusión: en la epilepsia del lóbulo temporal existe una pérdida de volumen cerebral global que afecta a la sustancia gris y sustancia blanca de varias regiones cerebrales y que se refleja en un aumento del volumen de líquido cefalorraquídeo. La atrofia resultante en áreas extratemporales se correlaciona con un empobrecimiento cognitivo en funciones atencionales, ejecutivas, visoperceptivas y la velocidad de procesamiento. Estos hallazgos son probablemente la consecuencia de un daño neuronal que afecta de manera difusa tanto a regiones corticales como a redes neuronales en regiones extratemporales, y que implica una disfunción cognitiva multidominio.

Introduction: Temporal lobe epilepsy represents one of the most frequent subtypes of epilepsy in adults, with a significant percentage of patients evolving to refractory epilepsy. This type of epilepsy is associated with a multidomain cognitive dysfunction that particularly affects memory and language, although alterations in executive functions, attention and processing speed have also been described. Impaired perceptual abilities and visuospatial memory have not been firmly established in these patients. In parallel, a loss of brain volume accompanied by a white matter disruption has been described, which extends beyond the epileptogenic area progressively involving multiple neural networks. Previous studies have shown correlations between the volumes of temporal lobe gray matter and memory and language functions specifically. These functions have also been associated with the white matter integrity in different tracts that are extensively affected in these patients. However, there is less evidence regarding the relationship between white and gray matter volume changes and multidomain cognitive performance. Particularly in relation to other skills such as executive, attentional and visuoperceptual functioning, which have been less studied in this setting. Objective: the aim of the present work is to describe the existing changes in the global and regional brain volumes of gray and white matter and to establish its correlation with multidomain cognitive performance beyond memory and language, including visual-perceptual, attentional and executive functions in patients with temporal lobe epilepsy. We also sought to find the possible impact of epilepsy characteristics on cognitive performance and brain volumes. Methods: we carried out a cross-sectional study that analyzed data on global and regional brain volumes extracted from brain magnetic resonance imaging studies, using 3D T-1 weighted sequences, comparing 34 patients with temporal lobe epilepsy with 30 healthy controls, using linear regression models adjusted for age and sex. Brain volumes of the patients were correlated with the standardized neuropsychological parameters (T-score) obtained in a complete neuropsychological evaluation. We studied the potential associations with the clinical characteristics of epilepsy (seizure types, drug-resistance and epilepsy duration). Results: patients with epilepsy presented a reduced volume of cortical and subcortical gray matter, frontal white matter, putamen, hippocampus and accumbens, as well as a greater volume of cerebrospinal fluid. In patients with temporal lobe epilepsy, both attention and processing speed were positively correlated with volumes of the hippocampus, amygdala, and corpus callosum and with the white matter of the frontal, parietal, and temporal lobes. Executive functions were positively correlated with the volumes of the globus pallidus, hippocampus and corpus callosum and with the white matter in the frontal, parietal and temporal lobes and the cingulum. Regarding the visuoperceptive, visuospatial and visuoconstructive functions, additional correlations were found between: 1) visual memory and precuneus and inferior parietal cortical thickness; 2) visuoperceptive skills and precuneal and supramarginal white matter; 3) visuospatial skills and precuneal, postcentral, and inferior and superior parietal white matter; 4) visuoconstructive performance and inferior parietal white matter. Longer duration of epilepsy was associated with lower right supramarginal volume as well as with slower processing speed and poorer performance in verbal memory. Conclusion: there is a global brain volume loss in temporal lobe epilepsy that affects gray and white matter at multiple brain regions, which is reflected in the corresponding increase in cerebrospinal fluid volume. The resulting atrophy in extratemporal areas correlates with poorer cognitive performance in attentional, executive, visuoperceptive functions and processing speed. These findings are probably the consequence of neuronal damage linked to epileptogenesis, that affects diffusely both cortical regions and neuronal networks in extratemporal regions beyond the epileptogenic area, and which implies multidomain cognitive dysfunction in these patients.