Sensorimotor Plasticity after Music-Supported Therapy in Chronic Stroke Patients Revealed by Transcranial Magnetic Stimulation

BACKGROUND: Several recently developed therapies targeting motor disabilities in stroke sufferers have shown to be more effective than standard neurorehabilitation approaches. In this context, several basic studies demonstrated that music training produces rapid neuroplastic changes in motor-related brain areas. Music-supported therapy has been recently developed as a new motor rehabilitation intervention. METHODS AND RESULTS: In order to explore the plasticity effects of music-supported therapy, this therapeutic intervention was applied to twenty chronic stroke patients. Before and after the music-supported therapy, transcranial magnetic stimulation was applied for the assessment of excitability changes in the motor cortex and a 3D movement analyzer was used for the assessment of motor performance parameters such as velocity, acceleration and smoothness in a set of diadochokinetic movement tasks. Our results suggest that the music-supported therapy produces changes in cortical plasticity leading the improvement of the subjects' motor performance. CONCLUSION: Our findings represent the first evidence of the neurophysiological changes induced by this therapy in chronic stroke patients, and their link with the amelioration of motor performance. Further studies are needed to confirm our observations.

Sensorimotor Plasticity after Music-Supported Therapy in Chronic Stroke Patients Revealed by Transcranial Magnetic Stimulation

BACKGROUND: Several recently developed therapies targeting motor disabilities in stroke sufferers have shown to be more effective than standard neurorehabilitation approaches. In this context, several basic studies demonstrated that music training produces rapid neuroplastic changes in motor-related brain areas. Music-supported therapy has been recently developed as a new motor rehabilitation intervention. METHODS AND RESULTS: In order to explore the plasticity effects of music-supported therapy, this therapeutic intervention was applied to twenty chronic stroke patients. Before and after the music-supported therapy, transcranial magnetic stimulation was applied for the assessment of excitability changes in the motor cortex and a 3D movement analyzer was used for the assessment of motor performance parameters such as velocity, acceleration and smoothness in a set of diadochokinetic movement tasks. Our results suggest that the music-supported therapy produces changes in cortical plasticity leading the improvement of the subjects' motor performance. CONCLUSION: Our findings represent the first evidence of the neurophysiological changes induced by this therapy in chronic stroke patients, and their link with the amelioration of motor performance. Further studies are needed to confirm our observations.

Sensorimotor Plasticity after Music-Supported Therapy in Chronic Stroke Patients Revealed by Transcranial Magnetic Stimulation

BACKGROUND: Several recently developed therapies targeting motor disabilities in stroke sufferers have shown to be more effective than standard neurorehabilitation approaches. In this context, several basic studies demonstrated that music training produces rapid neuroplastic changes in motor-related brain areas. Music-supported therapy has been recently developed as a new motor rehabilitation intervention. METHODS AND RESULTS: In order to explore the plasticity effects of music-supported therapy, this therapeutic intervention was applied to twenty chronic stroke patients. Before and after the music-supported therapy, transcranial magnetic stimulation was applied for the assessment of excitability changes in the motor cortex and a 3D movement analyzer was used for the assessment of motor performance parameters such as velocity, acceleration and smoothness in a set of diadochokinetic movement tasks. Our results suggest that the music-supported therapy produces changes in cortical plasticity leading the improvement of the subjects' motor performance. CONCLUSION: Our findings represent the first evidence of the neurophysiological changes induced by this therapy in chronic stroke patients, and their link with the amelioration of motor performance. Further studies are needed to confirm our observations.

APOE status modulates the changes in network connectivity induced by brain stimulation in non-demented elders.

Behavioral consequences of a brain insult represent an interaction between the injury and the capacity of the rest of the brain to adapt to it. We provide experimental support for the notion that genetic factors play a critical role in such adaptation. We induced a controlled brain disruption using repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) and show that APOE status determines its impact on distributed brain networks as assessed by functional MRI (fMRI).Twenty non-demented elders exhibiting mild memory dysfunction underwent two fMRI studies during face-name encoding tasks (before and after rTMS). Baseline task performance was associated with activation of a network of brain regions in prefrontal, parietal, medial temporal and visual associative areas. APOE ε4 bearers exhibited this pattern in two separate independent components, whereas ε4-non carriers presented a single partially overlapping network. Following rTMS all subjects showed slight ameliorations in memory performance, regardless of APOE status. However, after rTMS APOE ε4-carriers showed significant changes in brain network activation, expressing strikingly similar spatial configuration as the one observed in the non-carrier group prior to stimulation. Similarly, activity in areas of the default-mode network (DMN) was found in a single component among the ε4-non bearers, whereas among carriers it appeared disaggregated in three distinct spatiotemporal components that changed to an integrated single component after rTMS. Our findings demonstrate that genetic background play a fundamental role in the brain responses to focal insults, conditioning expression of distinct brain networks to sustain similar cognitive performance.

Bases cerebrales de la atención sostenida y la memoria de trabajo: un estudio de resonancia magnética funcional basado en el Continuous Performance Test

Introducción. Uno de los paradigmas más utilizados en el estudio de la atención es el Continuous Performance Test (CPT). La versión de pares idénticos (CPT-IP) se ha utilizado ampliamente para evaluar los déficits de atención en los trastornos del neurodesarrollo, neurológicos y psiquiátricos. Sin embargo, la localización de la activación cerebral de las redes atencionales varía significativamente según el diseño de resonancia magnética funcional (RMf) usado. Objetivo. Diseñar una tarea para evaluar la atención sostenida y la memoria de trabajo mediante RMf para proporcionar datos de investigación relacionados con la localización y el papel de estas funciones. Sujetos y métodos. El estudio contó con la participación de 40 estudiantes, todos ellos diestros (50%, mujeres; rango: 18-25 años). La tarea de CPT-IP se diseñó como una tarea de bloques, en la que se combinaban los períodos CPT-IP con los de reposo. Resultados. La tarea de CPT-IP utilizada activa una red formada por regiones frontales, parietales y occipitales, y éstas se relacionan con funciones ejecutivas y atencionales. Conclusiones. La tarea de CPT-IP utilizada en nuestro trabajo proporciona datos normativos en adultos sanos para el estudio del sustrato neural de la atención sostenida y la memoria de trabajo. Estos datos podrían ser útiles para evaluar trastornos que cursan con déficits en memoria de trabajo y en atención sostenida.

Verifique sus conocimientos sobre resonancia magnética (RM)

La presente entrega de la serie de Nursing sobre las pruebas complementarias está dedicada a la resonancia magnética (RM). Esta modalidad diagnóstica tiene características específicas que la diferencian sustancialmente de las demás modalidades diagnósticas presentadas en esta serie. Las particularidades de la RM, desde el punto de vista de los cuidados de enfermería, se centran en la necesidad de conocer, mínimamente, las bases de obtención de la imagen diagnóstica, sus principales características y los inconvenientes y contraindicaciones para el paciente. Enfermería tiene un papel relevante en la fase previa de la exploración, con la información sobre las características de la prueba, la preparación específica para cada técnica y los cuidados durante y después de la misma, teniendo en cuenta que pueden variar en función de la estructura estudiada y de la indicación de la exploración. Todo ello permitirá que el profesional de enfermería pueda asegurar la integridad y la seguridad del paciente durante el proceso diagnóstico mediante RM.

Verifique sus conocimientos sobre resonancia magnética (RM)

La presente entrega de la serie de Nursing sobre las pruebas complementarias está dedicada a la resonancia magnética (RM). Esta modalidad diagnóstica tiene características específicas que la diferencian sustancialmente de las demás modalidades diagnósticas presentadas en esta serie. Las particularidades de la RM, desde el punto de vista de los cuidados de enfermería, se centran en la necesidad de conocer, mínimamente, las bases de obtención de la imagen diagnóstica, sus principales características y los inconvenientes y contraindicaciones para el paciente. Enfermería tiene un papel relevante en la fase previa de la exploración, con la información sobre las características de la prueba, la preparación específica para cada técnica y los cuidados durante y después de la misma, teniendo en cuenta que pueden variar en función de la estructura estudiada y de la indicación de la exploración. Todo ello permitirá que el profesional de enfermería pueda asegurar la integridad y la seguridad del paciente durante el proceso diagnóstico mediante RM.

Estudio piloto de la relación entre el aumento de la velocidad de onda del pulso en arteria carótida común medida por resonancia magnética y los factores de riesgo vasculares clásicos en sujetos con sospecha de lesión cerebrovascular isquémica

Arterial stiffness assessed by carotid-femoral pulse wave velocity (cfPWV) measurement is now well accepted as an independent predictor of vascular mortality and morbidity. However, the value of cfPWV has been considered to be limited for risk classification in patients with several vascular risk factors. Magnetic resonance (MR) allows measurement of PWV between two points, though to date mainly used to study the aorta. To assess the common carotid artery pulse wave velocity by magnetic resonance, determine their association with classical vascular risk factors and ischemic brain injury burden in patients with suspected ischemic cerebrovascular disease

TCDI vs TCD for stroke risk prevention in children with sickle cell anemia: a cross-sectional study

Children with sickle cell anemia (SCA) are at increased risk of stroke. Elevated blood-flow velocities in the middle cerebral artery detected by Transcranial Doppler (TCD) are a good predictor of stroke risk in these children. Velocities obtained by TCD are measured by using a specific parameter, the time-averaged mean of the maximum velocity (TAMM). Children with TAMM velocities ≥200 cm/sec are at high risk of stroke, and transfusions as primary prevention might be done. Transcranial Doppler-imaging (TCDI) is now widely available and it allows the visualization of intracranial vessels.Few studies have compared the TAMM in TCD and TCDI, and no studies have established a cutoff point for TAMM in TCDI equivalent to the STOP criteria of “normal”, “conditional” and “abnormal”, which could predict a high risk of stroke in children with SCAObjectives: To compare the TAMM velocity obtained by TCDI with the TAMM velocity obtained with TCD in the middle cerebral artery, and to determine a cutoff point for TAMM in TCDI that could predict a high risk of stroke in children with SCAMethods: This study is a cross-sectional study of a diagnostic test. 78 children with sickle cell anemia between 2 to 16 years will be evaluated with both TCD and TCDI in order to determinate the TAMM with the two devices. Velocities obtained with both Doppler techniques will be compared using an intraclass correlation coefficient

Investigació integrada amb EPs i RMf de la interacció entre la memòria de treball i la distracció

Estudi elaborat a partir d’una estada a la University of Wales, Bangor, Regne Unit entre setembre i desembre del 2006. Els sons distractors augmenten el temps de reacció i el nombre de respostes incorrectes en una tasca de classificació visual, demostrant que hi ha distracció conductual durant la realització de la tasca visual. L’enregistrament concomitant de potencials evocats durant la distracció mostra un patró neuroelèctric característic, el potencial de distracció, que es caracteritza per una ona trifàsica. Darrerament, s’ha demostrat que factors “des de dalt” associats al muntatge experimental tindrien una gran influència en els efectes que els estímuls distractors tindrien en la tasca. Estudis recents mostrarien que aquesta resposta d’atenció exògena es pot modular per la càrrega en memòria de treball, reduint-ne la distracció amb la càrrega, fet que contradiu altres dades que mostraven l’efecte oposat. L’objectiu d’aquest estudi ha estat investigar en quines condicions la càrrega en memòria de treball pot exercir un efecte modulador en les respostes conductuals i cerebrals als sons novedosos distractors, i establir la dinàmica espacio-temporal d’aquesta modulació.

Preparació de materials híbrids orgànico-inorgànics a partir de sals d'imidazoli

Estudi elaborat a partir d’una estada a l’ Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier, França, durant 2006. S’han sintetitzat materials híbrids orgànico-inorgànics mitjançant el procés sol-gel i altres estratègies sintètiques. En alguns casos, s’ha intentat estructurar aquests materials, ja sigui per autoestructuració o per mitjà de tensioactius. Com a catalitzadors de les reaccions d'hidròlisi i policondensació s’han utilitzat àcids, bases i fluorurs. Els materials obtinguts s’han caracteritzat mitjançant diferents tècniques: BET (Brunauer-Emmett-Teller), TEM (microscopia electrònica de transmissió), SEM (microscòpia electrònica de rastreig), raigs X en pols , IR i RMN (ressonància magnètica nuclear) en estat sòlid. Amb aquests materials es pretén preparar catalitzadors heterogenis de Pd per reaccions d’acoblament creuat, i de Ru per reaccions de metàtesi. També s’han sintetitzat sals d'imidazoli amb cadenes hidrocarbonades llargues amb l'objectiu de preparar gels de sílice amb aquestes molècules atrapades dins la matriu inorgànica. Aquests materials s’utilitzaran com a organocatalitzadors i també es prepararan els corresponents catalitzadors de Pd per reaccions de Heck, Suzuki i Sonogashira. Les sals d’imidazoli s’han utilitzat com a tensioactius en la preparació de gels de sílice estructurats. Aquestes molècules han resultat ser cristalls líquids i s’han caracteritzar mitjançant DSC (differential scanning calorimetry), microscopia òptica i raigs X.

Diseño e implementación de un divisor de potencia en banda dual con estructuras metamateriales basadas en CSRRs

L'electromagnetisme és una branca de la física que està en continu estudi. Fins a mitjans de la dècada dels 60 es pensava que, per a la propagació de les ones electromagnètiques fos possible, els medis propagatius havien de presentar una permitivitat dielèctrica i una permeabilitat magnètica simultàniament positives. No obstant, Victor G. Veselago va revolucionar la teoria electromagnètica amb la idea dels medis amb ε i μ negatives i va donar amb això origen als medis metamaterials. En el present treball s'estudiaran els principis físics en els que es fonamenten els metamaterials. Es veuran algunes de les seves característiques que els converteixen en medis exòtics i com aquestes poden ser utilitzades en el desenvolupament de dispositius amb prestacions difícils d'obtenir amb les tecnologies convencionals. A continuació s'aplicaran els conceptes tractats en el disseny d'un inversor d'impedàncies implementat mitjançant ressonadors en anells oberts complementaris. Aquest dispositiu, que presentarà un funcionament en banda dual, serà utilitzat en el posterior disseny d'un divisor de potencia. Finalment es realitzarà la implementació física del divisor de potencia dissenyat i es verificarà el seu correcte funcionament amb les mesures pertinents.

Paper de les técniques d’imatge en la sel•leccio i seguiment dels pacients amb insuficiencia cardiaca candidats a terapia de reisincronització cardiaca

Estudi elaborat a partir d’una estada a la Leiden University Medical Center durant l’any 2007. La teràpia de resincronització cardíaca (TRC), mitjançant l'estimulació biventricular, millora el pronòstic dels pacients amb insuficiència cardíaca i asincronia ventricular. Tot i així, fins a una tercera part dels pacients que reben TRC no presenten cap milloria clínica ni en la funció cardíaca. L'absència d'asincronia ventricular és una de les raons que explicarien la falta de resposta. Les tècniques actuals d'ecocardiografia permeten caracteritzar la mecànica ventricular i definir l'asincronia ventricular acuradament. Mitjançant tècniques ecocardiogràfiques s’ha estudiat la mecànica i sincronia ventriculars dels pacients amb insuficiència cardíaca tractats amb TRC per obtenir predictors de resposta a aquesta teràpia per optimitzar la seva relació cost-eficàcia. En 161 pacients tractats amb TRC es varen realitzar ecocardiografies seriades (abans i després de la implantació del marcapàs biventricular, amb el dispossitiu activat i desactivat). Els volums i la fracció d'ejecció ventriculars esquerres varen ser quantificats. L'asincronia ventricular esquerra va ser estudiada amb imatge en 2D strain, calculant el retard d'activació entre diferents segments ventriculars en diferents direccions: longitudinal, circumferencial i radial. Tanmateix, els efectes de la TRC sobre el remodelat i la mecànica ventricular esquerra es varen avaluar amb tècniques de 2D strain, mesurant el pic sistòlic d'escurçament longitudinal (GLPSS). Una reducció d'un 15% o més del volum telesistòlic del ventricle esquerre al final del seguiment va ser considerat com a marcador de resposta favorable a la TRC. Els resultats han mostrat que les tècniques de 2D strain permeten estudiar àmpliament la sincronia i mecànica ventriculars esquerres per identificar pacients que potencialment responedors a la TRC.

Estudi GPGPU dedicat al processament de neuroimatges

La tecnologia GPGPU permet paral∙lelitzar càlculs executant operacions aritmètiques en els múltiples processadors de que disposen els xips gràfics. S'ha fet servir l'entorn de desenvolupament CUDA de la companyia NVIDIA, que actualment és la solució GPGPU més avançada del mercat. L'algorisme de neuroimatge implementat pertany a un estudi VBM desenvolupat amb l'eina SPM. Es tracta concretament del procés de segmentació d'imatges de ressonància magnètica cerebrals, en els diferents teixits dels quals es composa el cervell: matèria blanca, matèria grisa i líquid cefaloraquidi. S'han implementat models en els llenguatges Matlab, C i CUDA, i s'ha fet un estudi comparatiu per plataformes hardware diferents.