Effets du vieillissement sur les index électrophysiologiques de l’évaluation des relations spatiales en mémoire de travail visuelle

Le processus de vieillissement humain est un processus complexe qui varie grandement d’une personne à l’autre. Malgré l’ampleur des recherches faites sur le sujet, il reste encore beaucoup à explorer et à comprendre. Cette thèse propose trois expériences qui nous permettent d’améliorer notre compréhension des changements qui s’opèrent dans la mémoire de travail visuelle et l’attention visuospatiale avec la prise en âge. La première expérience propose d’examiner les changements dans les capacités de mémoire de travail visuelle entre des jeunes adultes, des adultes âgés sains et des personnes atteintes de trouble cognitif léger (TCL). De plus, grâce à un suivi fait avec les personnes ayant un TCL, nous avons pu examiner si des différences existaient au niveau comportemental entre les âgés qui ont déclinés vers un type de démence et ceux dont l’état est resté stable. Plusieurs techniques peuvent être utilisées pour étudier les effets du vieillissement sur le cerveau. Les tests neuropsychologiques et les tâches comportementales présentées dans la première expérience en sont un exemple. La neuroimagerie peut aussi s’avérer particulièrement utile. En effet, certaines mesures électrophysiologiques, aussi appelées potentiels reliés aux évènements (PRE), sont associées à des fonctions cognitives précises. Ces composantes nous permettent de suivre ces processus et d’observer les modulations causées par les caractéristiques des stimuli ou l’âge par exemple. C’est le cas de la N2pc (négativité 2 postérieure controlatérale) et de la SPCN (sustained posterior contralateral negativity), des composantes électrophysiologiques liées respectivement à l’attention visuospatiale et la mémoire de travail visuelle. On connait bien ces deux composantes ainsi que les facteurs qui les modulent, or elles sont peu utilisées pour les changements qui occurrent dans l’attention et la mémoire de travail visuelle dans le cadre du processus de vieillissement. Les deuxième et troisième expériences proposent d’utiliser une tâche de recherche visuelle (nombre d’items de couleur et identification d’une relation spatiale entre deux items de couleur) afin d’explorer les changements observables sur ces composantes électrophysiologiques. La deuxième expérience examine l’efficacité d’un paradigme à présentations multiples (‘multiple frame’) afin de mesurer la N2pc et la SPCN chez de jeunes adultes. La troisième expérience a pour but d’examiner les effets du vieillissement normal sur l’amplitude et la latence de la N2pc et la SPCN en utilisant le même type de tâche de recherche visuelle.

Caractérisation de la plainte cognitive dans le vieillissement normal et le trouble cognitif léger

Le vieillissement étant un enjeu démographique majeur, il est capital de mieux comprendre les changements qui surviennent durant cette période de la vie. Il est connu que certaines fonctions cognitives sont modifiées avec l’avancée en âge. D’ailleurs, 25 à 50 % des personnes âgées de 65 ans et plus rapportent avoir observé un déclin de leur cognition et de leur mémoire. Les travaux de cette thèse portent sur la caractérisation de la plainte cognitive chez des personnes âgées saines et chez des aînés ayant un trouble cognitif léger (TCL) ainsi que sur son évolution au fil de la progression vers la maladie d’Alzheimer. La première étude (Chapitre II) avait pour objectif d’identifier les différents domaines de plainte mnésique chez des personnes d’âge moyen et des individus plus âgés. Elle visait également à vérifier si les domaines de plainte étaient associés aux performances aux tests neuropsychologiques. L’effet sur la plainte de certaines caractéristiques personnelles (âge, sexe, niveau de scolarité et symptômes dépressifs) a aussi été examiné. Le Questionnaire d’auto-évaluation de la mémoire (QAM; Van der Linden, Wijns, Von Frenkell, Coyette, & Seron, 1989) et plusieurs tests neuropsychologiques ont été complétés par 115 adultes sains âgés de 45 à 87 ans. Une analyse en composantes principales réalisée sur l'ensemble des questions du QAM a permis d’identifier sept grands domaines de plainte. Des analyses subséquentes ont révélé que les plaintes les plus fréquemment rapportées par les participants sont associées à des situations où des facteurs internes et externes interfèrent avec la performance mnésique. Les analyses ont aussi montré que les plaintes relatives à des oublis dont les conséquences menacent l’autonomie et la sécurité témoigneraient de problèmes cognitifs et fonctionnels plus sévères. Enfin, nos résultats ont indiqué que les différents domaines de plainte reflètent globalement les problèmes cognitifs objectifs. Aucune association n’a été trouvée entre la plainte et la plupart des caractéristiques démographiques. La seconde étude (Chapitre III) avait pour but de caractériser la plainte cognitive dans le TCL ainsi que son évolution dans la progression de la démence. L’étude cherchait aussi à déterminer si les changements dans certains domaines de plainte étaient reliés au déclin de ii fonctions cognitives spécifiques chez les individus avec TCL qui ont progressé vers la démence (progresseurs). Des personnes avec TCL et des individus âgés sains ont été évalués annuellement pendant trois ans. Le QAM et le Multifactorial Memory Questionnaire (MMQ; Fort, Holl, Kaddour, & Gana, 2004) ont été utilisés pour mesurer leurs plaintes. Les résultats ont révélé que les progresseurs rapportaient davantage de difficultés associées à la mémorisation de contenus complexes (ex. : textes ou conversations), d’événements récents et d’informations sur leurs proches que les personnes âgées saines et ce, jusqu’à trois ans avec le diagnostic de démence. L’analyse des effets de groupe a indiqué que l’intensité des plaintes des progresseurs semble être demeurée stable durant le suivi. Il est donc possible qu’une proportion des progresseurs présentent une méconnaissance de leurs difficultés cognitives. Cependant, des analyses corrélationnelles ont montré que l’augmentation des plaintes reliées à trois domaines était associée à l’accroissement de certaines atteintes cognitives durant les trois ans. Ainsi, certaines plaintes pourraient permettre de mieux comprendre les difficultés cognitives qui sont vécues par la personne avec TCL. Les implications théoriques et cliniques de ces résultats seront discutées dans le dernier chapitre de la thèse (Chapitre IV).

Étude du polymorphisme rs3846662 de l’HMGCR dans le cerveau et le système périphérique

Dans cette thèse, l’impact du polymorphisme rs3846662 sur l’épissage alternatif de la 3-hydroxy-3-méthylglutaryl coenzyme A réductase (HMGCR) a été investigué in vivo, chez des patients atteints d’hypercholestérolémie familiale (HF) ou de maladie d’Alzheimer (MA). Le premier manuscrit adresse la problématique de la normalisation de la quantification relative des ARNm par PCR quantitative. Les découvertes présentées dans ce manuscrit nous ont permis de déterminer avec un haut niveau de confiance les gènes de référence à utiliser pour la quantification relative des niveaux d’ARNm de l’HMGCR dans des échantillons de sang (troisième manuscrit) et de tissus cérébraux post-mortem (quatrième manuscrit). Dans le deuxième manuscrit, nous démontrons grâce à l’emploi de trois cohortes de patients distinctes, soit la population canadienne française du Québec et les deux populations nord américaines « Alzheimer’s Disease Cooperative Study (ADCS) » et « Alzheimer’s Disease Neuroimaging Initiative (ADNI) », que le génotype AA au locus rs3846662 confère à ces porteurs une protection considérable contre la MA. Les femmes porteuses de ce génotype voient leur risque de MA diminuer de près de 50% et l’âge d’apparition de leurs premiers symptômes retarder de 3.6 ans. Les porteurs de l’allèle à risque APOE4 voient pour leur part leurs niveaux de plaques séniles et dégénérescences neurofibrillaires diminuer significativement en présence du génotype AA. Enfin, les individus atteints de déficit cognitif léger et porteurs à la fois de l’allèle APOE4 et du génotype protecteur AA voient leur risque de convertir vers la MA chuter de 76 à 27%. Dans le troisième manuscrit, nous constatons que les individus atteints d’HF et porteurs du génotype AA ont, contrairement au modèle établi chez les gens normaux, des niveaux plus élevés de cholestérol total et de LDL-C avant traitement comparativement aux porteurs de l’allèle G. Le fait que cette association n’est observée que chez les non porteurs de l’APOE4 et que les femmes porteuses du génotype AA présentent à la fois une augmentation des niveaux d’ARNm totaux et une résistance aux traitements par statines, nous indique que ce génotype influencerait non seulement l’épissage alternatif, mais également la transcription de l’HMGCR. Comme une revue exhaustive de la littérature ne révèle aucune étude abondant dans ce sens, nos résultats suggèrent l’existence de joueurs encore inconnus qui viennent influencer la relation entre le génotype AA, l’épissage alternatif et les niveaux d’ARNm de l’HMGCR. Dans le quatrième manuscrit, l’absence d’associations entre le génotype AA et les niveaux d’ARNm Δ13 ou de protéines HMGCR nous suggère fortement que ce polymorphisme est non fonctionnel dans le SNC affecté par la MA. Une étude approfondie de la littérature nous a permis d’étayer cette hypothèse puisque les niveaux de HNRNPA1, la ribonucléoprotéine influencée par l’allèle au locus rs3846662, sont considérablement réduits dans la MA et le vieillissement. Il est donc proposé que les effets protecteurs contre la MA associés au génotype AA soient le résultat d’une action indirecte sur le processus physiopathologique.

Funciones cognitivas de individuos positivos para VIH/SIDA asistentes a un programa de atención integral

Objetivos. Caracterizar el perfil neuropsicológico de una muestra de 22 pacientes diagnosticados con VIH/SIDA, de un hospital de 4to nivel de Bogotá. Materiales y métodos. Estudio descriptivo de tipo exploratorio. Se hizo una descripción de las características neuropsicológicas de las personas con VIH/SIDA. Los resultados de la evaluación neuropsicológica de los sujetos se analizaron con el programa SPSS. Las variables registradas fueron edad, genero, escolaridad, tiempo de diagnóstico y funciones cognitivas superiores. Se incluyeron en el estudio los sujetos con diagnóstico de VIH/SIDA y con reportes de quejas subjetivas de memoria. No se excluyeron aquellos sujetos con antecedentes o presencia de alteraciones psiquiátricas. Resultados. Se creó una base de datos de 22 sujetos, de los cuales predominaron participantes del sexo masculino (77.3%); edad promedio 53,5 años. Se encontró que las funciones con mayor compromiso, sin importar tiempo de diagnóstico, fueron la atención sostenida, la memoria declarativa y la función ejecutiva (control inhibitorio). Las funciones más preservadas fueron las visoespaciales. Conclusiones. Es fundamental que los sujetos con diagnóstico de VIH/SIDA, sean valorados desde un inicio por neuropsicología para incluirlos en un protocolo de prevención y rehabilitación cognitiva específico para dicha población. Se recomienda que el protocolo sea diseñado por un equipo multidisciplinar de diferentes profesionales de la salud.

Determinar las características demográficas y resultados espirométricos en trabajadores de la asociación nacional de fabricantes de ladrillos y materiales de construcción (Anafalco) en el mes de agosto del 2013

Objetivo: Identificar las alteraciones espirométricas en trabajadores de las ladrilleras en el sur de Bogotá y sus condiciones sociodemográficas Metodologia: Se realizó un estudio descriptivo de tipo transversal, donde se evaluaron las condiciones demográficas de trabajadores de 17 ladrilleras de 33 que conforman LA ASOCIACIÓN NACIONAL DE FABRICANTES DE LADRILLOS Y MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN (ANAFALCO) y el resultado de la espirometría en pacientes con exámenes médicos ocupacionales en el mes de agosto de 2013 realizados por la compañía ASODER CONSULTORES IPS en Bogotá Colombia. Los datos obtenidos son descritos mediante medidas de frecuencia relativas como porcentajes y se consideró el uso de tablas de contingencia para el cruce de variables. Resultados: Se encontro una población predominantemente masculina, cuya media de edad es de 41,6 años, con un nivel educativo dada por educación básica primaria incompleta y con prevalencia del estado civil de unión libre; el 91% de la población labora en el área operativa, con una antigüedad en la empresa prevalente entre 1 a 5 años con un 44%. El 31% de los trabajadores presento habito de consumo de cigarrillo, y el 35% reporto practicar algún ejercicio físico. En los resultados de la espirometria el 79% presento resultado normal, el 21% mostro espirometria anormal, con predominancia de patrón obstructivo leve (17%). Conclusiones: La alteración del patrón espirometrico predomina en trabajadores del área operativa, con edad mayor a 50 años, que llevan más de 10 años trabajando en la empresa. El habito de fumar no es un factor de riesgo directamente relacionado, pero la práctica de deporte si figura como factor protector. El patrón de alteración predominante fue el obstructivo leve, lo que sugiere la posibilidad de aplicar medidas de prevención y protección para minimizar la progresión hacia alteraciones de mayor severidad.

Determinar las características demográficas y resultados espirométricos en trabajadores de la asociación nacional de fabricantes de ladrillos y materiales de construcción (Anafalco) en el mes de agosto del 2013

Objetivo: Identificar las alteraciones espirométricas en trabajadores de las ladrilleras en el sur de Bogotá y sus condiciones sociodemográficas Metodología: Se realizó un estudio descriptivo de tipo transversal, donde se evaluaron las condiciones demográficas de trabajadores de 17 ladrilleras de 33 que conforman LA ASOCIACIÓN NACIONAL DE FABRICANTES DE LADRILLOS Y MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN (ANAFALCO) y el resultado de la espirometría en pacientes con exámenes médicos ocupacionales en el mes de agosto de 2013 realizados por la compañía ASODER CONSULTORES IPS en Bogotá Colombia. Los datos obtenidos son descritos mediante medidas de frecuencia relativas como porcentajes y se consideró el uso de tablas de contingencia para el cruce de variables. Resultados: Se encontró una población predominantemente masculina, cuya media de edad es de 41,6 años, con un nivel educativo dada por educación básica primaria incompleta y con prevalencia del estado civil de unión libre; el 91% de la población labora en el área operativa, con una antigüedad en la empresa prevalente entre 1 a 5 años con un 44%. El 31% de los trabajadores presentó hábito de consumo de cigarrillo, y el 35% reporto practicar algún ejercicio físico. En los resultados de la espirometría el 79% presento resultado normal, el 21% mostró espirometría anormal, con predominancia de patrón obstructivo leve (17%). Conclusiones: La alteración del patrón espirométrico predomina en trabajadores del área operativa, con edad mayor a 50 años, que llevan más de 10 años trabajando en la empresa. El hábito de fumar no es un factor de riesgo directamente relacionado, pero la práctica de deporte si figura como factor protector. El patrón de alteración predominante fue el obstructivo leve, lo que sugiere la posibilidad de aplicar medidas de prevención y protección para minimizar la progresión hacia alteraciones de mayor severidad.

Perfil neuropsicológico de personas adultas con VIH/SIDA

Los déficit neurológicos en el virus de inmunodeficiencia humana VIH, específicamente las alteraciones en el funcionamiento cognitivo, han estado presentes desde el inicio de su propagación y han sido una de las principales manifestaciones a lo largo de todas las etapas del virus. No obstante, gracias a los avances de la terapia antirretroviral se ha dado un aumento de la expectativa de vida de los pacientes, dándose de la misma manera un incremento en los déficits anteriormente mencionados. El objetivo del presente estudio es describir el perfil neuropsicológico de los pacientes con VIH y establecer si existen relaciones entre las funciones que se encuentren deterioradas, el tiempo de diagnóstico y la terapia antiretroviral. Para esto se llevo a cabo un estudio descriptivo de tipo exploratorio con el fin de medir las características de las funciones neuropsicológicas en un grupo de 24 pacientes pertenecientes al programa especial B24 del Hospital Universitario Mayor y Hospital de Barrios Unidos MÉDERI en Bogotá, Colombia. Para esto, se utilizó un protocolo de pruebas neuropsicológicas: Mini Mental StateExamination (MMSE), WAIS-III (sub-pruebas dígitos, letras y números, aritmética y semejanzas), Curva de aprendizaje auditivo verbal de Rey (RAVLT), WMS-III (sub-pruebas de recobro de historias y Localización), TMT A y B, Set Test de Isaacs, Figura Compleja de Rey y Test de Stroop. Dentro de los resultados se encontró que la medida de edad fue de 50 con un total de 19 hombres y 5 mujeres. Las funciones con mayor predominio de deterioro fueron la atención sostenida y alternante, la memoria declarativa, las funciones ejecutivas (específicamente en el control inhibitorio) y la velocidad de procesamiento, los pacientes presentan un rango de deterioro cognitivo leve (GDS 3). Se concluyó que el perfil de deterioro es mixto y que es necesario ampliar la muestra para obtener resultados más precisos en cuanto a las diferencias de acuerdo al tiempo de diagnóstico y la terapia antiretroviral.

Dementia and cancer: a review of the literature and current practice

Age is a risk factor for dementia, and also for most cancers. Surprisingly, rates of cancer appear to be lower in individuals with dementia and vice versa. Genetic mechanisms could underpin this inverse relationship and are outlined, but underdiagnosis must also be taken into account. Individuals with cancer and dementia pose unique challenges to healthcare professionals owing to the potential for impaired decision-making capacity, poor communication and difficulties following medication regimes. Mild cognitive impairment and ‘chemo brain’ should be differentiated from progressive neurodegeneration.

Advanced feature selection methods in multinominal dementia classification from structural MRI data

Recent studies showed that features extracted from brain MRIs can well discriminate Alzheimer’s disease from Mild Cognitive Impairment. This study provides an algorithm that sequentially applies advanced feature selection methods for findings the best subset of features in terms of binary classification accuracy. The classifiers that provided the highest accuracies, have been then used for solving a multi-class problem by the one-versus-one strategy. Although several approaches based on Regions of Interest (ROIs) extraction exist, the prediction power of features has not yet investigated by comparing filter and wrapper techniques. The findings of this work suggest that (i) the IntraCranial Volume (ICV) normalization can lead to overfitting and worst the accuracy prediction of test set and (ii) the combined use of a Random Forest-based filter with a Support Vector Machines-based wrapper, improves accuracy of binary classification.

Towards the computer-aided diagnosis of dementia based on the geometric and network connectivity of structural MRI data

We present an intuitive geometric approach for analysing the structure and fragility of T1-weighted structural MRI scans of human brains. Apart from computing characteristics like the surface area and volume of regions of the brain that consist of highly active voxels, we also employ Network Theory in order to test how close these regions are to breaking apart. This analysis is used in an attempt to automatically classify subjects into three categories: Alzheimer’s disease, mild cognitive impairment and healthy controls, for the CADDementia Challenge.

Fruits, vegetables, 100% juice, and cognitive function

Although reviews of the association between polyphenol intake and cognition exist, research examining the cognitive effects of fruit, vegetable, and juice consumption across epidemiological and intervention studies has not been previously examined. Critical inclusion criteria were human participants, a measure of fruit, vegetable, or 100% juice consumption, an objective measure of cognitive function, and a clinical diagnosis of neuropsychological disease. Studies were excluded if consumption of fruit, vegetables, or juice was not assessed in isolation from other foods groups, or if there was no statistical control for education or IQ. Seventeen of 19 epidemiological studies and 3 of 6 intervention studies reported significant benefits of fruit, vegetable, or juice consumption for cognitive performance. The data suggest that chronic consumption of fruits, vegetables, and juices is beneficial for cognition in healthy older adults. The limited data from acute interventions indicate that consumption of fruit juices can have immediate benefits for memory function in adults with mild cognitive impairment; however, as of yet, acute benefits have not been observed in healthy adults. Conclusions regarding an optimum dietary intake for fruits, vegetables, and juices are difficult to quantify because of substantial heterogeneity in the categorization of consumption of these foods.

Standardized evaluation of algorithms for computer-aided diagnosis of dementia based on structural MRI: The CADDementia challenge

Algorithms for computer-aided diagnosis of dementia based on structural MRI have demonstrated high performance in the literature, but are difficult to compare as different data sets and methodology were used for evaluation. In addition, it is unclear how the algorithms would perform on previously unseen data, and thus, how they would perform in clinical practice when there is no real opportunity to adapt the algorithm to the data at hand. To address these comparability, generalizability and clinical applicability issues, we organized a grand challenge that aimed to objectively compare algorithms based on a clinically representative multi-center data set. Using clinical practice as the starting point, the goal was to reproduce the clinical diagnosis. Therefore, we evaluated algorithms for multi-class classification of three diagnostic groups: patients with probable Alzheimer's disease, patients with mild cognitive impairment and healthy controls. The diagnosis based on clinical criteria was used as reference standard, as it was the best available reference despite its known limitations. For evaluation, a previously unseen test set was used consisting of 354 T1-weighted MRI scans with the diagnoses blinded. Fifteen research teams participated with a total of 29 algorithms. The algorithms were trained on a small training set (n = 30) and optionally on data from other sources (e.g., the Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative, the Australian Imaging Biomarkers and Lifestyle flagship study of aging). The best performing algorithm yielded an accuracy of 63.0% and an area under the receiver-operating-characteristic curve (AUC) of 78.8%. In general, the best performances were achieved using feature extraction based on voxel-based morphometry or a combination of features that included volume, cortical thickness, shape and intensity. The challenge is open for new submissions via the web-based framework: http://caddementia.grand-challenge.org.

Chronic consumption of flavanone-rich orange juice is associated with cognitive benefits: an 8-wk randomised, double-blind, placebo-controlled trial in healthy older adults

Background: Research indicates that chronic consumption of flavonoids is associated with cognitive benefits in adults with mild cognitive impairment and neurodegenerative disease, although, there has been no such studies in healthy older adults. Furthermore, the effects of commonly consumed orange juice flavanones on cognitive function remain unexplored. Objective: To investigate whether eight weeks of daily flavanone-rich orange juice consumption was beneficial for cognitive function in healthy older adults. Design: High flavanone (HF: 305mg) 100% orange juice and equicaloric low flavanone (LF: 37mg) orange flavored cordial (500ml) were consumed daily for eight weeks by thirty seven healthy older adults (mean age 67 years) according to a crossover, double blind, randomized design separated by a four week washout. Cognitive function, mood and blood pressure were assessed at baseline and follow up with standardized validated tests. Results: Global cognitive function was significantly better following eight week consumption of flavanone-rich juice relative to eight week consumption of the low flavanone control. No significant effects on mood or blood pressure were observed. Conclusions: Chronic daily consumption of flavanone-rich 100% orange juice over eight weeks is beneficial for cognitive function in healthy older adults. The potential for flavanone-rich foods and drinks to attenuate cognitive decline in ageing and the mechanisms which underlie these effects should be investigated.

Concord Grape Juice, cognitive function and driving performance: a 12 week, placebo controlled, randomised, crossover trial in mothers of pre-teen children

Background: Daily consumption of Concord grape juice (CGJ) over three to four months has been shown to improve memory function in adults with mild cognitive impairment, and reduce blood pressure in hypertensive adults. These benefits are likely due to the high concentration of polyphenols in CGJ. Increased stress can impair cognitive function and elevate blood pressure. Thus we examined the potential beneficial effect of CGJ in individuals experiencing somewhat stressful demanding lifestyles. Objective: To examine the effects of twelve weeks’ daily consumption of CGJ on cognitive function, driving performance, and blood pressure in healthy, middle-aged working mothers. Design: Twenty five healthy mothers of pre-teen children, aged 40-50 years, who were employed for > 30 hours/week consumed 12oz (355ml) CGJ (containing 777mg total polyphenols) or an energy, taste and appearance matched placebo daily for twelve weeks according to a randomised, crossover design with a four week washout. Verbal and spatial memory, executive function, attention, blood pressure and mood were assessed at baseline, six weeks and twelve weeks. Immediately following the cognitive battery, a subsample of seventeen females completed a driving performance assessment in the University of Leeds Driving Simulator. The twenty five minute driving task required participants to match the speed and direction of a lead vehicle. Results: Significant improvements in immediate spatial memory and driving performance were observed following CGJ relative to placebo. There was evidence of an enduring effect of CGJ such that participants who received CGJ in arm 1 maintained better performance in the placebo arm. Conclusions: Cognitive benefits associated with chronic consumption of flavonoid-rich grape juice are not exclusive to adults with mild cognitive impairment. Moreover, these cognitive benefits are apparent in complex everyday tasks such as driving. Effects may persist beyond cessation of flavonoid consumption and future studies should carefully consider the length of washout within crossover designs.

Evidence that OGG1 glycosylase protects neurons against oxidative DNA damage and cell death under ischemic conditions

7,8-Dihydro-8-oxoguanine DNA glycosylase (OGG1) is a major DNA glycosylase involved in base-excision repair (BER) of oxidative DNA damage to nuclear and mitochondrial DNA (mtDNA). We used OGG1-deficient (OGG1(-/-)) mice to examine the possible roles of OGG1 in the vulnerability of neurons to ischemic and oxidative stress. After exposure of cultured neurons to oxidative and metabolic stress levels of OGG1 in the nucleus were elevated and mitochondria exhibited fragmentation and increased levels of the mitochondrial fission protein dynamin-related protein 1 (Drp1) and reduced membrane potential. Cortical neurons isolated from OGG1(-/-) mice were more vulnerable to oxidative insults than were OGG1(+/+) neurons, and OGG1(-/-) mice developed larger cortical infarcts and behavioral deficits after permanent middle cerebral artery occlusion compared with OGG1(+/+) mice. Accumulations of oxidative DNA base lesions (8-oxoG, FapyAde, and FapyGua) were elevated in response to ischemia in both the ipsilateral and contralateral hemispheres, and to a greater extent in the contralateral cortex of OGG1(-/-) mice compared with OGG1(+/+) mice. Ischemia-induced elevation of 8-oxoG incision activity involved increased levels of a nuclear isoform OGG1, suggesting an adaptive response to oxidative nuclear DNA damage. Thus, OGG1 has a pivotal role in repairing oxidative damage to nuclear DNA under ischemic conditions, thereby reducing brain damage and improving functional outcome. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism (2011) 31, 680-692; doi:10.1038/jcbfm.2010.147; published online 25 August 2010