Counteractive effects of antenatal glucocorticoid treatment on D1 receptor modulation of spatial working memory

RATIONALE: Antenatal exposure to the glucocorticoid dexamethasone dramatically increases the number of mesencephalic dopaminergic neurons in rat offspring. However, the consequences of this expansion in midbrain dopamine (DA) neurons for behavioural processes in adulthood are poorly understood, including working memory that depends on DA transmission in the prefrontal cortex (PFC). OBJECTIVES: We therefore investigated the influence of antenatal glucocorticoid treatment (AGT) on the modulation of spatial working memory by a D1 receptor agonist and on D1 receptor binding and DA content in the PFC and striatum. METHODS: Pregnant rats received AGT on gestational days 16-19 by adding dexamethasone to their drinking water. Male offspring reared to adulthood were trained on a delayed alternation spatial working memory task and administered the partial D1 agonist SKF38393 (0.3-3 mg/kg) by systemic injection. In separate groups of control and AGT animals, D1 receptor binding and DA content were measured post-mortem in the PFC and striatum. RESULTS: SKF38393 impaired spatial working memory performance in control rats but had no effect in AGT rats. D1 binding was significantly reduced in the anterior cingulate cortex, prelimbic cortex, dorsal striatum and ventral pallidum of AGT rats compared with control animals. However, AGT had no significant effect on brain monoamine levels. CONCLUSIONS: These findings demonstrate that D1 receptors in corticostriatal circuitry down-regulate in response to AGT. This compensatory effect in D1 receptors may result from increased DA-ergic tone in AGT rats and underlie the resilience of these animals to the disruptive effects of D1 receptor activation on spatial working memory.

Pratiques parentales coercitives, anxiété et traitement de la peur chez les jeunes en bonne santé: corrélats neuronaux, biologiques, physiologiques et comportementaux

L’adversité tôt dans la vie est associée au développement de symptômes anxieux pouvant perdurer jusqu’à l’âge adulte (Casey et el, 2010, Pine 2003). Des études chez l’adulte suggèrent que ces liens pourraient être associés à des altérations du « circuit de la peur » qui inclut l’amygdale, l’hippocampe antérieur, l’insula et le cortex préfrontal (Marek, 2013, Etkin & Wager, 2007). Ceci a cependant peu été étudié chez les jeunes. L’objectif principal de cette thèse était de définir les corrélats comportementaux, physiologiques, biologiques et neuronaux du traitement de la peur chez les jeunes en bonne santé, en lien ou non avec un historique d’adversité -- sous la forme de pratiques parentales coercitives -- et d’anxiété. D’abord, puisque nous nous intéressions aux pratiques parentales coercitives chroniques, nous avons examiné leur évolution et facteurs de risque, en nous concentrant sur la période de 17 à 72 mois. Un total de 2045 dyades mère-enfant ont été incluses dans une analyse de courbe de croissance latente. Nous avons démontré que la coercition maternelle suit une évolution non linéaire durant cette période et atteint un sommet à 42 mois. Les facteurs de risque relatifs à l’enfant et à la mère, mesurés à 17 mois, permettent de prédire les niveaux de coercition à 42 mois. Finalement, les prédicteurs relatifs à l’enfant et l’efficacité maternelle prédisent l’évolution des pratiques parentales coercitives entre 17 et 72 mois. Ensuite, afin de définir une méthodologie solide pour étudier le traitement de la peur chez des jeunes, nous avons adapté une tâche développée par Lau et ses collaborateurs (2008), employant des visages féminins comme stimuli. Le sexe des participants et des visages employés comme stimuli pouvant potentiellement moduler le traitement de la peur (Kret & de Gelder, 2012; McClure, 2000), nous avons étudié leurs influences respectives sur les réponses électrodermales et subjectives de peur durant le conditionnement et l’extinction de la peur chez 117 jeunes. Nous avons démontré que les stimuli féminins suscitent des réponses davantage comparables entre les garçons et les filles que les stimuli masculins. De plus, nous avons observé un effet du « même sexe », caractérisé par un conditionnement différentiel uniquement face aux stimuli du même sexe que le participant. Finalement, nous avons exploré les différences individuelles et conjointes associées aux différents niveaux de pratiques parentales coercitives et d’anxiété en termes de réponses de peur et d’activité cérébrale, durant le conditionnement et l’extinction de la peur chez 84 jeunes. Nous avons démontré que la coercition est spécifiquement associée au fonctionnement du lobe temporal médian et aux interactions entre l’amygdale et l’insula, durant le conditionnement. Durant l’extinction, les niveaux d’anxiété étaient associés à des différences spécifiques d’activation du gyrus cingulaire antérieur (GCA) dorsal. Enfin, les pratiques parentales coercitives et l’anxiété interagissent et viennent moduler la connectivité fonctionnelle amygdale - GCA rostral, l’activation d’une sous-région du GCA dorsal et les réponses subjectives de peur. Ces résultats ajoutent une pièce au casse-tête des neurosciences développementales et fournissent des pistes intéressantes pour le développement d’interventions futures.

Facteurs de risque de développement de troubles intériorisés : études en Imagerie par Résonance Magnétique structurelle

Plusieurs facteurs de risque de développement de troubles intériorisés, tels que les troubles d’anxiété et de l’humeur, ont été identifiés dans la littérature. Les deux plus importants facteurs de risques regroupent l’adversité vécue durant l’enfance (par exemple la maltraitance) et le risque parental (c’est-à-dire la présence d’un trouble intériorisé chez l’un ou les deux parents). Ces facteurs de risque ont été liés à des changements neuroanatomiques similaires à ceux observés en lien avec les troubles intériorisés. Ainsi, en présence de ces facteurs de risque, des anomalies anatomiques pourraient laisser présager l’apparition prochaine d’une symptomatologie de troubles intériorisés chez des individus encore asymptomatiques. Chez les quelques populations de jeunes investiguées, les participants présentaient des comorbidités et/ou étaient sous médication, ce qui rend difficile l’interprétation des atteintes cérébrales observées. Ce travail de thèse s’est intéressé aux liens entre ces deux facteurs de risque et les substrats neuroanatomiques associés à chacun d’eux, chez des adolescents asymptomatiques et n’étant sous aucune médication. Une première étude a examiné le lien entre le niveau de pratiques parentales coercitives et le niveau de symptômes d’anxiété, mesurés de manière longitudinale depuis la naissance, et les différences neuroanatomiques observées à l’adolescence (voir Chapitre 2). Une deuxième étude a examiné le lien entre le risque parental de développer des troubles d’anxiété et les différences neuroanatomiques observées à l’adolescence (voir Chapitre 3). Une troisième étude s’est intéressée au lien entre le risque parental de développer un trouble de dépression ou un trouble bipolaire et les différences neuroanatomiques observées à l’adolescence (voir Chapitre 4). Les résultats démontrent des différences de volume et/ou d’épaisseur corticale dans plusieurs structures clés impliquées dans le traitement et la régulation des émotions. C’est le cas du cortex préfrontal, de l’amygdale, de l’hippocampe et du striatum. Ces résultats suggèrent que certaines des différences neuroanatomiques observées dans les troubles intériorisés peuvent être présentes avant que le trouble ne se manifeste, et représenter des marqueurs neuronaux du risque de développer le trouble. Les implications théoriques et les limites de ces trois études sont finalement discutées dans le Chapitre 5.

Pratiques parentales coercitives, anxiété et traitement de la peur chez les jeunes en bonne santé: corrélats neuronaux, biologiques, physiologiques et comportementaux

L’adversité tôt dans la vie est associée au développement de symptômes anxieux pouvant perdurer jusqu’à l’âge adulte (Casey et el, 2010, Pine 2003). Des études chez l’adulte suggèrent que ces liens pourraient être associés à des altérations du « circuit de la peur » qui inclut l’amygdale, l’hippocampe antérieur, l’insula et le cortex préfrontal (Marek, 2013, Etkin & Wager, 2007). Ceci a cependant peu été étudié chez les jeunes. L’objectif principal de cette thèse était de définir les corrélats comportementaux, physiologiques, biologiques et neuronaux du traitement de la peur chez les jeunes en bonne santé, en lien ou non avec un historique d’adversité -- sous la forme de pratiques parentales coercitives -- et d’anxiété. D’abord, puisque nous nous intéressions aux pratiques parentales coercitives chroniques, nous avons examiné leur évolution et facteurs de risque, en nous concentrant sur la période de 17 à 72 mois. Un total de 2045 dyades mère-enfant ont été incluses dans une analyse de courbe de croissance latente. Nous avons démontré que la coercition maternelle suit une évolution non linéaire durant cette période et atteint un sommet à 42 mois. Les facteurs de risque relatifs à l’enfant et à la mère, mesurés à 17 mois, permettent de prédire les niveaux de coercition à 42 mois. Finalement, les prédicteurs relatifs à l’enfant et l’efficacité maternelle prédisent l’évolution des pratiques parentales coercitives entre 17 et 72 mois. Ensuite, afin de définir une méthodologie solide pour étudier le traitement de la peur chez des jeunes, nous avons adapté une tâche développée par Lau et ses collaborateurs (2008), employant des visages féminins comme stimuli. Le sexe des participants et des visages employés comme stimuli pouvant potentiellement moduler le traitement de la peur (Kret & de Gelder, 2012; McClure, 2000), nous avons étudié leurs influences respectives sur les réponses électrodermales et subjectives de peur durant le conditionnement et l’extinction de la peur chez 117 jeunes. Nous avons démontré que les stimuli féminins suscitent des réponses davantage comparables entre les garçons et les filles que les stimuli masculins. De plus, nous avons observé un effet du « même sexe », caractérisé par un conditionnement différentiel uniquement face aux stimuli du même sexe que le participant. Finalement, nous avons exploré les différences individuelles et conjointes associées aux différents niveaux de pratiques parentales coercitives et d’anxiété en termes de réponses de peur et d’activité cérébrale, durant le conditionnement et l’extinction de la peur chez 84 jeunes. Nous avons démontré que la coercition est spécifiquement associée au fonctionnement du lobe temporal médian et aux interactions entre l’amygdale et l’insula, durant le conditionnement. Durant l’extinction, les niveaux d’anxiété étaient associés à des différences spécifiques d’activation du gyrus cingulaire antérieur (GCA) dorsal. Enfin, les pratiques parentales coercitives et l’anxiété interagissent et viennent moduler la connectivité fonctionnelle amygdale - GCA rostral, l’activation d’une sous-région du GCA dorsal et les réponses subjectives de peur. Ces résultats ajoutent une pièce au casse-tête des neurosciences développementales et fournissent des pistes intéressantes pour le développement d’interventions futures.

Facteurs de risque de développement de troubles intériorisés : études en Imagerie par Résonance Magnétique structurelle

Plusieurs facteurs de risque de développement de troubles intériorisés, tels que les troubles d’anxiété et de l’humeur, ont été identifiés dans la littérature. Les deux plus importants facteurs de risques regroupent l’adversité vécue durant l’enfance (par exemple la maltraitance) et le risque parental (c’est-à-dire la présence d’un trouble intériorisé chez l’un ou les deux parents). Ces facteurs de risque ont été liés à des changements neuroanatomiques similaires à ceux observés en lien avec les troubles intériorisés. Ainsi, en présence de ces facteurs de risque, des anomalies anatomiques pourraient laisser présager l’apparition prochaine d’une symptomatologie de troubles intériorisés chez des individus encore asymptomatiques. Chez les quelques populations de jeunes investiguées, les participants présentaient des comorbidités et/ou étaient sous médication, ce qui rend difficile l’interprétation des atteintes cérébrales observées. Ce travail de thèse s’est intéressé aux liens entre ces deux facteurs de risque et les substrats neuroanatomiques associés à chacun d’eux, chez des adolescents asymptomatiques et n’étant sous aucune médication. Une première étude a examiné le lien entre le niveau de pratiques parentales coercitives et le niveau de symptômes d’anxiété, mesurés de manière longitudinale depuis la naissance, et les différences neuroanatomiques observées à l’adolescence (voir Chapitre 2). Une deuxième étude a examiné le lien entre le risque parental de développer des troubles d’anxiété et les différences neuroanatomiques observées à l’adolescence (voir Chapitre 3). Une troisième étude s’est intéressée au lien entre le risque parental de développer un trouble de dépression ou un trouble bipolaire et les différences neuroanatomiques observées à l’adolescence (voir Chapitre 4). Les résultats démontrent des différences de volume et/ou d’épaisseur corticale dans plusieurs structures clés impliquées dans le traitement et la régulation des émotions. C’est le cas du cortex préfrontal, de l’amygdale, de l’hippocampe et du striatum. Ces résultats suggèrent que certaines des différences neuroanatomiques observées dans les troubles intériorisés peuvent être présentes avant que le trouble ne se manifeste, et représenter des marqueurs neuronaux du risque de développer le trouble. Les implications théoriques et les limites de ces trois études sont finalement discutées dans le Chapitre 5.

THE INFLUENCE OF MOTIVATION ON EMOTION REGULATION AND MOTOR PERFORMANCE: EXAMINATION OF A NEURO-AFFECTIVE MODEL

Mental stress is known to disrupt the execution of motor performance and can lead to decrements in the quality of performance, however, individuals have shown significant differences regarding how fast and well they can perform a skilled task according to how well they can manage stress and emotion. The purpose of this study was to advance our understanding of how the brain modulates emotional reactivity under different motivational states to achieve differential performance in a target shooting task that requires precision visuomotor coordination. In order to study the interactions in emotion regulatory brain areas (i.e. the ventral striatum, amygdala, prefrontal cortex) and the autonomic nervous system, reward and punishment interventions were employed and the resulting behavioral and physiological responses contrasted to observe the changes in shooting performance (i.e. shooting accuracy and stability of aim) and neuro-cognitive processes (i.e. cognitive load and reserve) during the shooting task. Thirty-five participants, aged 18 to 38 years, from the Reserve Officers’ Training Corp (ROTC) at the University of Maryland were recruited to take 30 shots at a bullseye target in three different experimental conditions. In the reward condition, $1 was added to their total balance for every 10-point shot. In the punishment condition, $1 was deducted from their total balance if they did not hit the 10-point area. In the neutral condition, no money was added or deducted from their total balance. When in the reward condition, which was reportedly most enjoyable and least stressful of the conditions, heart rate variability was found to be positively related to shooting scores, inversely related to variability in shooting performance and positively related to alpha power (i.e. less activation) in the left temporal region. In the punishment (and most stressful) condition, an increase in sympathetic response (i.e. increased LF/HF ratio) was positively related to jerking movements as well as variability of placement (on the target) in the shots taken. This, coupled with error monitoring activity in the anterior cingulate cortex, suggests evaluation of self-efficacy might be driving arousal regulation, thus affecting shooting performance. Better performers showed variable, increasing high-alpha power in the temporal region during the aiming period towards taking the shot which could indicate an adaptive strategy of engagement. They also showed lower coherence during hit shots than missed shots which was coupled with reduced jerking movements and better precision and accuracy. Frontal asymmetry measures revealed possible influence of the prefrontal lobe in driving this effect in reward and neutral conditions. The possible interactions, reasons behind these findings and implications are discussed.

Disorders of arousal: a physiopathological window to explore the mechanisms regulating sleep arousal

Disorders of Arousal (DoA) belong to NREM parasomnias and are characterized by motor and emotional episodes arising from incomplete awakenings from NREM sleep. DoA episodes embody at the same time the double nature of the arousal process, that is preserving sleep as well as respond to sleep perturbations, thus being an ideal model to study sleep arousal. In the first part of this work, we performed a spectral whole scalp EEG analysis exploring the neurophysiologic correlates of the pre-motor onset of the episodes in a large sample of patients with DoA, disclosing the co-existence of both slow and fast EEG frequencies over overlapping areas before DoA episodes, suggesting an alteration of local sleep mechanisms. Episodes of different complexity were preceded by a similar EEG activation, implying that they possibly share a similar pathophysiology. In the second part of this work, we performed a spectral whole scalp EEG analysis comparing the pre-motor onset of the episodes and normal arousals from healthy sleepers, disclosing the persistence of slow frequencies as well as sigma band (expression of sleep spindles) in DoA episodes. Overall, these results might subtend a higher tendence to preserve sleep and a more defective mechanism toward developing a complete arousal in patients with DoA. In the last part of our work, we evaluated 15 patients with DoA with 15 controls in a functional MRI study during wakefulness in addition to a proton magnetic resonance spectroscopy (1H-MRS) focused on cingulate cortex. We disclosed subtle alterations on posterior cingulate cortex as well as an increased connectivity in sensory-motor network, possibly representing a trait-functional feature responsible for the dysfunctional arousal process in DoA patients

Antidepressant-Like Effects of Medial Prefrontal Cortex Deep Brain Stimulation in Rats

Background: Subcallosal cingulate gyrus (SCG) deep brain stimulation (DBS) is being investigated as a treatment for major depression. We report on the effects of ventromedial prefrontal cortex (vmPFC) DBS in rats, focusing on possible mechanisms involved in an antidepressant-like response in the forced swim test (FST). Methods: The outcome of vmPFC stimulation alone or combined with different types of lesions, including serotonin (5-HT) or nore-pineprhine (NE) depletion, was characterized in the FST. We also explored the effects of DBS on novelty-suppressed feeding, learned helplessness, and sucrose consumption in animals predisposed to helplessness. Results: Stimulation at parameters approximating those used in clinical practice induced a significant antidepressant-like response in the FST. Ventromedial PFC lesions or local muscimol injections did not lead to a similar outcome. However, animals treated with vmPFC ibotenic acid lesions still responded to DBS, suggesting that the modulation of fiber near the electrodes could play a role in the antidepressant-like effects of stimulation. Also important was the integrity of the serotonergic system, as the effects of DBS in the FST were completely abolished in animals bearing 5-HT, but not NE, depleting lesions. In addition, vmPFC stimulation induced a sustained increase in hippocampal 5-HT levels. Preliminary work with other models showed that DBS was also able to influence specific aspects of depressive-like states in rodents, including anxiety and anhedonia, but not helplessness. Conclusions: Our study suggests that vmPFC DES in rats maybe useful to investigate mechanisms involved in the antidepressant effects of SCG DBS.

rTMS treatment for depression in Parkinson`s disease increases BOLD responses in the left prefrontal cortex

The mechanisms underlying the effects of antidepressant treatment in patients with Parkinson`s disease (PD) are unclear. The neural changes after successful therapy investigated by neuroimaging methods can give insights into the mechanisms of action related to a specific treatment choice. To study the mechanisms of neural modulation of repetitive transcranial magnetic Stimulation (rTMS) and fluoxetine, 21 PD depressed patients were randomized into only two active treatment groups for 4 wk: active rTMS over left dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) (5 Hz rTMS; 120% motor threshold) with placebo pill and sham rTMS with fluoxetine 20mg/d. Event-related functional magnetic resonance imaging (fMRI) with emotional stimuli was performed before and after treatment - in two sessions (test and re-test) at each time-point. The two groups of treatment had a significant, similar mood improvement. After rTMS treatment, there were brain activity decreases in left fusiform gyrus, cerebellum and right DLPFC and brain activity increases in left DLPFC and anterior cingulate gyrus compared to baseline. In contrast, after fluoxetine treatment, there were brain activity increases in right premotor and right medial prefrontal cortex. There was a significant interaction effect between groups vs. time in the left medial prefrontal cortex, suggesting that the activity in this area changed differently in the two treatment groups. Our findings show that antidepressant effects of rTMS and fluoxetine in PD are associated with changes in different areas of the depression-related neural network.

Orbitofrontal cortex gray matter volumes in bipolar disorder patients: a region-of-interest MRI study

Objectives: Functional and postmortem studies suggest that the orbitofrontal cortex (OFC) is involved in the pathophysiology of bipolar disorder (BD). This anatomical magnetic resonance imaging (MRI) study examined whether BD patients have smaller OFC gray matter volumes compared to healthy comparison subjects (HC). Methods: Twenty-eight BD patients were compared to 28 age- and gender-matched HC. Subjects underwent a 1.5T MRI with 3D spoiled gradient recalled acquisition. Total OFC and medial and lateral subdivisions were manually traced by a blinded examiner. Images were segmented and gray matter volumes were calculated using an automated method. Results: Analysis of covariance, with intracranial volume as covariate, showed that BD patients and HC did not differ in gray matter volumes of total OFC or its subdivisions. However, total OFC gray matter volume was significantly smaller in depressed patients (n = 10) compared to euthymic patients (n = 18). Moreover, total OFC gray matter volumes were inversely correlated with depressive symptom intensity, as assessed by the Hamilton Depression Rating Scale. OFC gray matter volumes were not related to lithium treatment, age at disease onset, number of episodes, or family history of mood disorders. Conclusions: Our results suggest that abnormal OFC gray matter volumes are not a pervasive characteristic of BD, but may be associated with specific clinical features of the disorder.

Reduced gray matter volume in ventral prefrontal cortex but not amygdala in bipolar disorder: Significant effects of gender and trait anxiety

Neuroimaging studies in bipolar disorder report gray matter volume (GMV) abnormalities in neural regions implicated in emotion regulation. This includes a reduction in ventral/orbital medial prefrontal cortex (OMPFC) GMV and, inconsistently, increases in amygdala GMV. We aimed to examine OMPFC and amygdala GMV in bipolar disorder type 1 patients (BPI) versus healthy control participants (HC), and the potential confounding effects of gender, clinical and illness history variables and psychotropic medication upon any group differences that were demonstrated in OMPFC and amygdala GMV Images were acquired from 27 BPI (17 euthymic, 10 depressed) and 28 age- and gender-matched HC in a 3T Siemens scanner. Data were analyzed with SPM5 using voxel-based morphometry (VBM) to assess main effects of diagnostic group and gender upon whole brain (WB) GMV. Post-hoc analyses were subsequently performed using SPSS to examine the extent to which clinical and illness history variables and psychotropic medication contributed to GMV abnormalities in BPI in a priori and non-a priori regions has demonstrated by the above VBM analyses. BPI showed reduced GMV in bilateral posteromedial rectal gyrus (PMRG), but no abnormalities in amygdala GMV. BPI also showed reduced GMV in two non-a priori regions: left parahippocampal gyrus and left putamen. For left PMRG GMV, there was a significant group by gender by trait anxiety interaction. GMV was significantly reduced in male low-trait anxiety BPI versus male low-trait anxiety HC, and in high-versus low-trait anxiety male BPI. Our results show that in BPI there were significant effects of gender and trait-anxiety, with male BPI and those high in trait-anxiety showing reduced left PMRG GMV. PMRG is part of medial prefrontal network implicated in visceromotor and emotion regulation. (C) 2008 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

Einfluss frühkindlicher Sozialerfahrung auf die funktionelle Reifung des anterioren cingulären Cortex der Strauchratte (Octodon degus)

Maternal separation, rodent, anterior cingulate, prefrontal cortex, spines, synapses, GABA, calbindin, parvalbumin, calretinin, CRH, CRF

Altered Local Beta and Gamma Synchronization in Prefrontal Cortex of Mice with Redox Dysregulation or Maternal Immune Activation

Background: A developmental dysregulation of glutathione (GSH) synthesis leading to oxidative stress, when combined with environmental risk factors (viral infections) generating reactive oxygen species, can play a critical role in inducing schizophrenia phenotypes. GSH deficit induces morphological, physiological and behavioral anomalies analogous to those reported in schizophrenic patients, including disrupted parvalbumine (PV) inhibitory interneuron's integrity and neuronal synchrony (β/γ-oscillations). Methods: We assessed PV immunoreactivity (PV-IR) and local synchronization in prefrontal cortex of two mouse models: (1) mice with a genetic deficit in GSH (GCLM-/-) and (2) mice with prenatal immune activation at embryonic day17 (PolyI:C). Results: Adults from both mice models display reduced PV-IR in prefrontal cortex. In anterior cingulate (ACC) of GCLM-/-, appearance and maturation of PVI are delayed and worsened with peribubertal stress but not in adult one. This effect is reversed by treatment with the GSH precursor N-acetyl-cysteine. The power of beta and gamma oscillations are decreased in ACC of GCLM-/- while they increased in prelimbic cortex of PolyI:C mice. Conclusions: Despite reduced PV-IR in both models, alteration of the synchronization was different, indicating that the structural/functional disruption of the cortical circuitry was partly different in both models. Novel therapeutic strategies are proposed, based on interference with oxidative stress and inflammatory processes.

Proton magnetic resonance spectroscopy of the frontal, cingulate and perirolandic cortices and its relationship to skin conductance in patients with schizophrenia

The aim of the present study was to determine whether specific subgroups of schizophrenic patients, grouped according to electrodermal characteristics, show differences in the N-acetylaspartate/creatine plus choline (NAA / (Cr + Cho)) ratios in the frontal, cingulate and perirolandic cortices. Skin conductance levels (SCL) and skin conductance responses to auditory stimulation were measured in 38 patients with schizophrenia and in the same number of matched healthy volunteers (control). All subjects were submitted to multivoxel proton magnetic resonance spectroscopic imaging. When compared to the control group, patients presented significantly lower NAA / (Cr + Cho) ratios in the right dorsolateral prefrontal cortex (schizophrenia = 0.95 ± 0.03; control = 1.12 ± 0.04) and in the right (schizophrenia = 0.88 ± 0.02; control = 0.94 ± 0.03) and left (schizophrenia = 0.84 ± 0.03; control = 0.94 ± 0.03) cingulates. These ratios did not differ between electrodermally responsive and non-responsive patients. When patients were divided into two groups: lower SCL (less than the mean SCL of the control group minus two standard deviations) and normal SCL (similar to the control group), the subgroup with a lower level of SCL showed a lower NAA / (Cr + Cho) ratio in the left cingulate (0.78 ± 0.05) than the controls (0.95 ± 0.02, P < 0.05) and the subgroup with normal SCL (0.88 ± 0.03, P < 0.05). There was a negative correlation between the NAA / (Cr + Cho) ratio in the left cingulate of patients with schizophrenia and the duration of the disease and years under medication. These data suggest the existence of a schizophrenic subgroup characterized by low SCL that could be a consequence of the lower neuronal viability observed in the left cingulate of these patients.

Visual processing of optic flow and motor control in the human posterior cingulate sulcus

Previous studies have shown that the human posterior cingulate contains a visual processing area selective for optic flow (CSv). However, other studies performed in both humans and monkeys have identified a somatotopic motor region at the same location (CMA). Taken together, these findings suggested the possibility that the posterior cingulate contains a single visuomotor integration region. To test this idea we used fMRI to identify both visual and motor areas of the posterior cingulate in the same brains and to test the activity of those regions during a visuomotor task. Results indicated that rather than a single visuomotor region the posterior cingulate contains adjacent but separate motor and visual regions. CSv lies in the fundus of the cingulate sulcus, while CMA lies in the dorsal bank of the sulcus, slightly superior in terms of stereotaxic coordinates. A surprising and novel finding was that activity in CSv was suppressed during the visuomotor task, despite the visual stimulus being identical to that used to localize the region. This may provide an important clue to the specific role played by this region in the utilization of optic flow to control self-motion.