Traitement individualisé des déficits cognitifs de la schizophrénie

Quatre-vingt pour-cent des personnes souffrant de schizophrénie présentent des déficits cognitifs dans le domaine de la mémoire, de l'attention et des fonctions exécutives. Tous les patients ne présentent cependant pas les mêmes déficits et plusieurs recherches ont tenté d'identifier les différents profils cognitifs observés dans cette pathologie. Dans la même volonté de cibler les déficits cognitifs de manière spécifique, nous avons développé depuis plusieurs années un programme de remédiation cognitive. Le programme de remédiation cognitive pour patients présentant une schizophrénie ou un trouble associé (RECOS) propose ainsi d'entraîner la mémoire verbale, la mémoire et l'attention visuospatiales, la mémoire de travail, l'attention sélective et le raisonnement. Au-delà des modules d'entraînement proposés, le programme vise à adapter le traitement en fonction des ressources et difficultés observées chez chacun des participants durant les séances de remédiation. Les aspects de transfert et de généralisation de l'apprentissage sont également traités en priorité par le programme RECOS. Une étude de cas permet d'illustrer notre manière d'intervenir de manière individualisée, et de comprendre l'articulation entre le travail en séance et les objectifs très concrets de réinsertion professionnelle. En conclusion, nous soulignons l'importance d'intégrer la remédiation cognitive dans une prise en charge considérée dans sa globalité.

Functional MRI Mapping of the Human Auditory Cortex

Mapping the human auditory cortex with standard functional imaging techniques is difficult because of its small size and angular position along the Sylvian fissure. As a result, the exact number and location of auditory cortex areas in the human remains unknown. In a first experiment, we measured the two largest tonotopic areas of primary auditory cortex (PAC, Al and R) using high-resolution functional MRI at 7 Tesla relative to the underlying anatomy of Heschl's gyrus (HG). The data reveals a clear anatomical- functional relationship that indicates the location of PAC across the range of common morphological variants of HG (single gyri, partial duplication and complete duplication). Human PAC tonotopic areas are oriented along an oblique posterior-to-anterior axis with mirror-symmetric frequency gradients perpendicular to HG, as in the macaque. In a second experiment, we tested whether these primary frequency-tuned units were modulated by selective attention to preferred vs. non-preferred sound frequencies in the dynamic manner needed to account for human listening abilities in noisy environments, such as cocktail parties or busy streets. We used a dual-stream selective attention experiment where subjects attended to one of two competing tonal streams presented simultaneously to different ears. Attention to low-frequency tones (250 Hz) enhanced neural responses within low-frequency-tuned voxels relative to high (4000 Hz), and vice versa when at-tention switched from high to low. Human PAC is able to tune into attended frequency channels and can switch frequencies on demand, like a radio. In a third experiment, we investigated repetition suppression effects to environmental sounds within primary and non-primary early-stage auditory areas, identified with the tonotopic mapping design. Repeated presentations of sounds from the same sources, as compared to different sources, gave repetition suppression effects within posterior and medial non-primary areas of the right hemisphere, reflecting their potential involvement in semantic representations. These three studies were conducted at 7 Tesla with high-resolution imaging. However, 7 Tesla scanners are, for the moment, not yet used for clinical diagnosis and mostly reside in institutions external to hospitals. Thus, hospital-based clinical functional and structural studies are mainly performed using lower field systems (1.5 or 3 Tesla). In a fourth experiment, we acquired tonotopic maps at 3 and 7 Tesla and evaluated the consistency of a tonotopic mapping paradigm between scanners. Mirror-symmetric gradients within PAC were highly similar at 7 and 3 Tesla across renderings at different spatial resolutions. We concluded that the tonotopic mapping paradigm is robust and suitable for definition of primary tonotopic areas, also at 3 Tesla. Finally, in a fifth study, we considered whether focal brain lesions alter tonotopic representations in the intact ipsi- and contralesional primary auditory cortex in three patients with hemispheric or cerebellar lesions, without and with auditory complaints. We found evidence for tonotopic reorganisation at the level of the primary auditory cortex in cases of brain lesions independently of auditory complaints. Overall, these results reflect a certain degree of plasticity within primary auditory cortex in different populations of subjects, assessed at different field strengths. - La cartographie du cortex auditif chez l'humain est difficile à réaliser avec des techniques d'imagerie fonctionnelle standard, étant donné sa petite taille et position angulaire le long de la fissure sylvienne. En conséquence, le nombre et l'emplacement exacts des différentes aires du cortex auditif restent inconnus chez l'homme. Lors d'une première expérience, nous avons mesuré, avec de l'imagerie par résonance magnétique à haute intensité (IRMf à 7 Tesla) chez des sujets humains sains, deux larges aires au sein du cortex auditif primaire (PAC; Al et R) avec une représentation spécifique des fréquences pures préférées - ou tonotopie. Nos résultats ont démontré une relation anatomico- fonctionnelle qui définit clairement la position du PAC à travers toutes les variantes du gyrus d'Heschl's (HG). Les aires tonotopiques du PAC humain sont orientées le long d'un axe postéro-antérieur oblique avec des gradients de fréquences spécifiques perpendiculaires à HG, d'une manière similaire à celles mesurées chez le singe. Dans une deuxième expérience, nous avons testé si ces aires primaires pouvaient être modulées, de façon dynamique, par une attention sélective pour des fréquences préférées par rapport à celles non-préférées. Cette modulation est primordiale lors d'interactions sociales chez l'humain en présence de bruits distracteurs tels que d'autres discussions ou un environnement sonore nuisible (comme par exemple, dans la circulation routière). Dans cette étude, nous avons utilisé une expérience d'attention sélective où le sujet devait être attentif à une des deux voies sonores présentées simultanément à chaque oreille. Lorsque le sujet portait était attentif aux sons de basses fréquences (250 Hz), la réponse neuronale relative à ces fréquences augmentait par rapport à celle des hautes fréquences (4000 Hz), et vice versa lorsque l'attention passait des hautes aux basses fréquences. De ce fait, nous pouvons dire que PAC est capable de focaliser sur la fréquence attendue et de changer de canal selon la demande, comme une radio. Lors d'une troisième expérience, nous avons étudié les effets de suppression due à la répétition de sons environnementaux dans les aires auditives primaires et non-primaires, d'abord identifiées via le protocole de la première étude. La présentation répétée de sons provenant de la même source sonore, par rapport à de sons de différentes sources sonores, a induit un effet de suppression dans les aires postérieures et médiales auditives non-primaires de l'hémisphère droite, reflétant une implication de ces aires dans la représentation de la catégorie sémantique. Ces trois études ont été réalisées avec de l'imagerie à haute résolution à 7 Tesla. Cependant, les scanners 7 Tesla ne sont pour le moment utilisés que pour de la recherche fondamentale, principalement dans des institutions externes, parfois proches du patient mais pas directement à son chevet. L'imagerie fonctionnelle et structurelle clinique se fait actuellement principalement avec des infrastructures cliniques à 1.5 ou 3 Tesla. Dans le cadre dune quatrième expérience, nous avons avons évalués la cohérence du paradigme de cartographie tonotopique à travers différents scanners (3 et 7 Tesla) chez les mêmes sujets. Nos résultats démontrent des gradients de fréquences définissant PAC très similaires à 3 et 7 Tesla. De ce fait, notre paradigme de définition des aires primaires auditives est robuste et applicable cliniquement. Finalement, nous avons évalués l'impact de lésions focales sur les représentations tonotopiques des aires auditives primaires des hémisphères intactes contralésionales et ipsilésionales chez trois patients avec des lésions hémisphériques ou cérébélleuses avec ou sans plaintes auditives. Nous avons trouvé l'évidence d'une certaine réorganisation des représentations topographiques au niveau de PAC dans le cas de lésions cérébrales indépendamment des plaintes auditives. En conclusion, nos résultats démontrent une certaine plasticité du cortex auditif primaire avec différentes populations de sujets et différents champs magnétiques.

Chimiothérapie intra-artérielle super-sélective dans l'artère ophtalmique en cas de rétinoblastome avancé chez l'enfant.

Objectifs: Etude prospective sur l'efficacité de la chimio-perfusion super-sélective avec Melphalan dans l'artère ophtalmique en tant qu'agent tumoricide chez l'enfantatteint de rétinoblastome avancé, pour éviter l'énucléation chirurgicale et/ou la radiothérapie externe. Matériels et méthodes: 19 enfants (âge moyen 25 mois) atteints de rétinoblastome de groupe D ont reçu 1 à 3 séances d'administration intra-artérielle de Melphalan (0,35 mg/kg) dans l'artère ophtalmique sous anesthésie générale. Au total 48 procédures ont été réalisées. Chaque séance était associée à une injection intra-vitréenne deMelphalan, ainsi qu'à une thermothérapie et/ou une cryothérapie. Résultats: Le traitement a été effectué avec succès chez 17/19 enfants avec une régression importante du volume tumoral. L'énucléation ainsi que la radiothérapie externeont pu être évitées dans 15/17 enfants, sur un suivi moyen d'une année. Aucune complication systémique ou thromboembolique n'a été observée. Lescomplications locales ont comporté 2 décollements de la rétine, 5 oedèmes conjonctivaux et palpébraux, 1 cas de pigmentation cutanée locale, 1 vasospasmetransitoire de l'artère carotide interne et 2 cas d'artériopathie occlusive choroïdienne sectorielle . Conclusion: L'administration intra-artérielle de Melphalan s'avère être très efficace dans les cas avancés de rétinoblastome chez l'enfant, aussi bien comme techniquecurative que pour éviter l'énucléation et/ou la radiothérapie externe.

Prevalence of and associated factors for adult attention deficit hyperactivity disorder in young Swiss men.

OBJECTIVE: The present study aimed to measure the prevalence of adult attention deficit hyperactivity disorder (ADHD) in a large, representative sample of young Swiss men and to assess factors associated with this disorder. METHODS: Our sample consisted of 5656 Swiss men (mean age 20 years) who participated in the Cohort Study on Substance Use Risk Factors (C-SURF). ADHD was assessed with the World Health Organization (WHO) adult ADHD Self Report Screener (ASRS). Logistic regression analyses were conducted to assess the association between ADHD and several socio-demographic, clinical and familial factors. RESULTS: The prevalence of ADHD was 4.0%, being higher in older and French-speaking conscripts. A higher prevalence also was identified among men whose mothers had completed primary or high school/university and those with a family history of alcohol or psychiatric problems. Additionally, adults with ADHD demonstrated impairment in their professional life, as well as considerable mental health impairment. CONCLUSION: Our results demonstrate that ADHD is common among young Swiss men. The impairments in function and mental health we observed highlight the need for further support and interventions to reduce burden in affected individuals. Interventions that incorporate the whole family also seem crucial.

Relationship of aerobic fitness and motor skills with memory and attention in preschoolers (Ballabeina): a cross-sectional and longitudinal study.

BACKGROUND: The debate about a possible relationship between aerobic fitness and motor skills with cognitive development in children has recently re-emerged, because of the decrease in children's aerobic fitness and the concomitant pressure of schools to enhance cognitive performance. As the literature in young children is scarce, we examined the cross-sectional and longitudinal relationship of aerobic fitness and motor skills with spatial working memory and attention in preschool children. METHODS: Data from 245 ethnically diverse preschool children (mean age: 5.2 (0.6) years, girls: 49.4%) analyzed at baseline and 9 months later. Assessments included aerobic fitness (20 m shuttle run) and motor skills with agility (obstacle course) and dynamic balance (balance beam). Cognitive parameters included spatial working memory (IDS) and attention (KHV-VK). All analyses were adjusted for age, sex, BMI, migration status, parental education, native language and linguistic region. Longitudinal analyses were additionally adjusted for the respective baseline value. RESULTS: In the cross-sectional analysis, aerobic fitness was associated with better attention (r=0.16, p=0.03). A shorter time in the agility test was independently associated with a better performance both in working memory (r=-0.17, p=0.01) and in attention (r=-0.20, p=0.01). In the longitudinal analyses, baseline aerobic fitness was independently related to improvements in attention (r=0.16, p=0.03), while baseline dynamic balance was associated with improvements in working memory (r=0.15, p=0.04). CONCLUSIONS: In young children, higher baseline aerobic fitness and motor skills were related to a better spatial working memory and/or attention at baseline, and to some extent also to their future improvements over the following 9 months. TRIAL REGISTRATION: clinicaltrials.gov NCT00674544.

Imaging Properties of MS Lesions Correlate with Attention Deficits in Early Multiple Sclerosis

Introduction: Cognitive impairment affects 40-65% of multiple sclerosis (MS) patients, often since early stages of the disease (relapsing remitting MS, RRMS). Frequently affected functions are memory, attention or executive abilities but the most sensitive measure of cognitive deficits in early MS is the information processing speed (Amato, 2008). MRI has been extensively exploited to investigate the substrate of cognitive dysfunction in MS but the underlying physiopathological mechanisms remain unclear. White matter lesion load, whole-brain atrophy and cortical lesions' number play a role but correlations are in some cases modest (Rovaris, 2006; Calabrese, 2009). In this study, we aimed at characterizing and correlating the T1 relaxation times of cortical and sub-cortical lesions with cognitive deficits detected by neuropsychological tests in a group of very early RR MS patients. Methods: Ten female patients with very early RRMS (age: 31.6 ±4.7y; disease duration: 3.8 ±1.9y; EDSS disability score: 1.8 ±0.4) and 10 age- and gender-matched healthy volunteers (mean age: 31.2 ±5.8y) were included in the study. All participants underwent the following neuropsychological tests: Rao's Brief Repeatable Battery of Neuropsychological tests (BRB-N), Stockings of Cambridge, Trail Making Test (TMT, part A and B), Boston Naming Test, Hooper Visual Organization Test and copy of the Rey-Osterrieth Complex Figure. Within 2 weeks from neuropsychological assessment, participants underwent brain MRI at 3T (Magnetom Trio a Tim System, Siemens, Germany) using a 32-channel head coil. The imaging protocol included 3D sequences with 1x1x1.2 mm3 resolution and 256x256x160 matrix, except for axial 2D-FLAIR: -DIR (T2-weighted, suppressing both WM and CSF; Pouwels, 2006) -MPRAGE (T1-weighted; Mugler, 1991) -MP2RAGE (T1-weighted with T1 maps; Marques, 2010) -FLAIR SPACE (only for patient 4-10, T2-weighted; Mugler, 2001) -2D Axial FLAIR (0.9x0.9x2.5 mm3, 256x256x44 matrix). Lesions were identified by one experienced neurologist and radiologist using all contrasts, manually contoured and assigned to regional locations (cortical or sub-cortical). Lesion number, volume and T1 relaxation time were calculated for lesions in each contrast and in a merged mask representing the union of the lesions from all contrasts. T1 relaxation times of lesions were normalized with the mean T1 value in corresponding control regions of the healthy subjects. Statistical analysis was performed using GraphPad InStat software. Cognitive scores were compared between patients and controls with paired t-tests; p values ≤ 0.05 were considered significant. Spearmann correlation tests were performed between the cognitive tests, which differed significantly between patients and controls, and lesions' i) number ii) volume iii) T1 relaxation time iv) disease duration and v) years of study. Results: Cortical and sub-cortical lesions count, T1 values and volume are reported in Table 1 (A and B). All early RRMS patients showed cortical lesions (CLs) and the majority consisted of CLs type I (lesions with a cortical component extending to the sub-cortical tissue). The rest of cortical lesions were characterized as type II (intra-cortical lesions). No type III/IV lesions (large sub-pial lesions) were detected. RRMS patients were slightly less educated (13.5±2.5y vs. 16.3±1.8y of study, p=0.02) than the controls. Signs of cortical dysfunction (i.e. impaired learning, language, visuo-spatial skills or gnosis) were rare in all patients. However, patients showed on average lower scores on measures of visual attention and information processing speed (TMT-part A: p=0.01; TMT-part B: p=0.006; PASAT-included in the BRB-N: p=0.04). The T1 relaxation values of CLs type I negatively correlated with the TMT-part A score (r=0.78, p<0.01). The correlations of TMT-part B score and PASAT score with T1 relaxation time of lesions as well and the correlation between TMT-part A, TMT-part B and PASAT score with lesions' i) number ii) volume iii) disease duration and iv) years of study did not reach significance. In order to preclude possible influences from partial volume effects on the T1 values, the correlation between lesion volume and T1 value of CLs type I was calculated; no correlation was found, suggesting that partial volume effects did not affect the statistics. Conclusions: The present pilot study reports for the first time the presence and the T1 characteristics at 3 T of cortical lesions in very early RRMS (< 6 y disease duration). It also shows that CLS type I represents the most frequent cortical lesion type in this cohort of RRMS patients. In addition, it reveals a negative correlation between the attentional test TMT-part A and the T1 properties of cortical lesions type I. In other words, lower attention deficits are concomitant with longer T1-relaxation time in cortical lesions. In respect to this last finding, it could be speculated that long relaxation time correspond to a certain degree of tissue loss that is enough to stimulate compensatory mechanisms. This hypothesis is in line with previous fMRI studies showing functional compensatory mechanisms to help maintaining normal or sub-normal attention performances in RR MS patients (Penner, 2003).

Sense of time in children with Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder (ADHD) : a comparative study

Parents of children with attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD) frequently report that their children have a poor sense of time. Several studies looking at the perception of time mentioned a form of temporal myopia. The present study investigates the sense of time in children with ADHD. Twenty-two French-speaking Swiss children with ADHD and 22 controls between the ages of 6 and 13 years were tested using a conventional time knowledge questionnaire and two Piagetian time conservation tasks. Parents were asked to complete the "It's about time" questionnaire. Better performance was observed in matched control group children than in children with ADHD on a conventional time knowledge questionnaire. For children under 10 years of age, the two Piagetian time conservation tasks were able to differentiate children with and without ADHD. Parents of ADHD children reported more frequently that their children had time-related difficulties in daily activities. This study suggests that children with ADHD take longer to develop several time-related abilities.

ELECTROCORTICAL DYNAMICS OF MOTOR INHIBITORY CONTROL WITH AGING

Motor inhibitory control plays a central role in adaptive behaviors during the entire lifespan. Inhibitory motor control refers to the ability to stop all (global) or a part (selective) of a planned or ongoing motor action. Although the neural processing underlying the global inhibitory control has received much attention from cognitive neuroscientists, brain modulations that occur during selective inhibitory motor control remain unknown. The aim of the present thesis is to investigate the spatio-temporal brain processes of selective inhibitory motor control in young and old adults using high-density electroencephalography. In the first part, we focus on early (preparatory period) spatio-temporal brain processes involved in selective and global inhibitory control in young (study I) and old adults (study II) using a modified Go/No-go task. In study I, we distinguished global from selective inhibition in the early attentional stage of inhibitory control and provided neurophysiological evidence in favor of the combination model. In study II, we showed an under-recruitment of neural resources associated with preservation of performance in old adults during selective inhibition, suggesting efficient cerebral and behavioral adaptations to environmental changes. In the second part, we investigate beta oscillations in the late (post-execution period) spatio-temporal brain processes of selective inhibition during a motor Switching task (i.e., tapping movement from bimanual to unimanual) in young (study III) and old adults (study IV). In study III, we identified concomitant beta synchronization related (i) to sensory reafference processes, which enabled the stabilization of the movement that was perturbed after switching, and (ii) to active inhibition processes that prevented movement of the stopping hand. In study IV, we demonstrated a larger beta synchronization in frontal and parietal regions in old adults compared to young adults, suggesting age-related brain modulations in active inhibition processes. Apart from contributing to a basic understanding of the electrocortical dynamics underlying inhibitory motor control, the findings of the present studies contribute to knowledge regarding the further establishment of specific trainings with aging. -- Le contrôle de l'inhibition motrice joue un rôle central dans les adaptations comportementales quel que soit l'âge. L'inhibition motrice se réfère à la capacité à arrêter entièrement (globale) ou en partie (sélective) une action motrice planifiée ou en cours. Bien que les processus neuronaux sous-jacents de l'inhibition globale aient suscité un grand intérêt auprès des neurosciences cognitives, les modulations cérébrales dans le contrôle de l'inhibition motrice sélective sont encore peu connues. Le but de cette thèse est d'étudier les processus cérébraux spatio-temporels du contrôle de l'inhibition motrice sélective chez les adultes jeunes et âgés en utilisant l'électroencéphalogramme à haute densité. Dans la première partie, nous comparons les processus cérébraux spatio-temporels précoces (préparation motrice) de l'inhibition sélective et globale chez des adultes jeunes (étude I) et âgés (étude II) en utilisant une tâche Go/No-go modifiée. Dans l'étude I, nous avons distingué l'inhibition globale et sélective au niveau des processus attentionnels précoces du contrôle de l'inhibition et nous avons apporté des preuves neurophysiologiques de l'existence d'un modèle de combinaison. Dans l'étude II, nous avons montré une sous-activation neuronale associée à un maintien de la performance dans l'inhibition sélective chez les adultes âgés, suggérant des adaptations cérébrales et comportementales aux contraintes environnementales. Dans la seconde partie, nous examinons les processus cérébraux spatio-temporels tardifs (post-exécution motrice) de l'inhibition sélective pendant une tâche de Switching (tapping bimanuel vers un tapping unimanuel) chez des adultes jeunes (étude III) et âgés (étude IV). Dans l'étude III, nous avons distingué des synchronisations beta liées (i) au traitement des réafférences sensorielles permettant de stabiliser le mouvement perturbé après le switching, et (ii) aux processus d'inhibition active afin d'empêcher les mouvements de la main arrêtée. Dans l'étude IV, cette synchronisation beta était plus forte dans les régions frontales et pariétales chez les âgés par rapport aux jeunes adultes suggérant des modulations cérébrales de l'inhibition active avec l'âge. Outre la contribution fondamentale sur la compréhension des dynamiques électrocorticales dans le contrôle de l'inhibition motrice, les résultats de ces études contribuent à développer les connaissances pour la mise en place de programmes d'entraînements adaptés aux personnes âgées.