An evaluation of volume-based morphometry for prediction of mild cognitive impairment and Alzheimer's disease.

Voxel-based morphometry from conventional T1-weighted images has proved effective to quantify Alzheimer's disease (AD) related brain atrophy and to enable fairly accurate automated classification of AD patients, mild cognitive impaired patients (MCI) and elderly controls. Little is known, however, about the classification power of volume-based morphometry, where features of interest consist of a few brain structure volumes (e.g. hippocampi, lobes, ventricles) as opposed to hundreds of thousands of voxel-wise gray matter concentrations. In this work, we experimentally evaluate two distinct volume-based morphometry algorithms (FreeSurfer and an in-house algorithm called MorphoBox) for automatic disease classification on a standardized data set from the Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative. Results indicate that both algorithms achieve classification accuracy comparable to the conventional whole-brain voxel-based morphometry pipeline using SPM for AD vs elderly controls and MCI vs controls, and higher accuracy for classification of AD vs MCI and early vs late AD converters, thereby demonstrating the potential of volume-based morphometry to assist diagnosis of mild cognitive impairment and Alzheimer's disease.

Occasional adnominal idiom modification : a cognitive linguistic approach

abstract:occasional Adnominal Idiom Modification - A Cognitive Linguistic Approach From a cognitive-linguistic perspective, this paper explores alternative types of adnoniinal modification in occasional variants of English verbal idioms. Being discussed against data extracted from the British National Corpiis (BNC), the model claims that in idioni-production idiomatic constructions are activated as complex linguistic schemas to code a context-specific target-conceptualisation. Adnominal pre- and postmodifications are one specific form of creative alteration to adapt the idiom for this purpose. Semantically, idiom-interna1 NPextension is not a uniforni process. It is necessary to distinguish two systematic types of adnominal modification: external and internal modification (Ernst 1981). While external NPmodification has adverbial function, ¡.e. it modifies the idiom as a unit, internal modification directly applies to the head-noun and thus depends on the degree of motivation and analysability of a given idiom. Following the cognitive-linguistic framework, these dimensions of idiom-transparency result from the language user's ability to remotivate the bipartite semantic structure by conceptual metaphors and metonymies.

Glucose metabolism, gray matter structure, and memory decline in subjective memory impairment.

OBJECTIVE: To identify biological evidence for Alzheimer disease (AD) in individuals with subjective memory impairment (SMI) and unimpaired cognitive performance and to investigate the longitudinal cognitive course in these subjects. METHOD: [¹⁸F]fluoro-2-deoxyglucose PET (FDG-PET) and structural MRI were acquired in 31 subjects with SMI and 56 controls. Cognitive follow-up testing was performed (average follow-up time: 35 months). Differences in baseline brain imaging data and in memory decline were assessed between both groups. Associations of memory decline with brain imaging data were tested. RESULTS: The SMI group showed hypometabolism in the right precuneus and hypermetabolism in the right medial temporal lobe. Gray matter volume was reduced in the right hippocampus in the SMI group. At follow-up, subjects with SMI showed a poorer performance than controls on measures of episodic memory. Longitudinal memory decline in the SMI group was associated with reduced glucose metabolism in the right precuneus at baseline. CONCLUSION: The cross-sectional difference in 2 independent neuroimaging modalities indicates early AD pathology in SMI. The poorer memory performance at follow-up and the association of reduced longitudinal memory performance with hypometabolism in the precuneus at baseline support the concept of SMI as the earliest manifestation of AD.

DWI and complex brain network analysis predicts vascular cognitive impairment in spontaneous hypertensive rats undergoing executive function tests

The identification of biomarkers of vascular cognitive impairment is urgent for its early diagnosis. The aim of this study was to detect and monitor changes in brain structure and connectivity, and to correlate them with the decline in executive function. We examined the feasibility of early diagnostic magnetic resonance imaging (MRI) to predict cognitive impairment before onset in an animal model of chronic hypertension: Spontaneously Hypertensive Rats. Cognitive performance was tested in an operant conditioning paradigm that evaluated learning, memory, and behavioral flexibility skills. Behavioral tests were coupled with longitudinal diffusion weighted imaging acquired with 126 diffusion gradient directions and 0.3 mm(3) isometric resolution at 10, 14, 18, 22, 26, and 40 weeks after birth. Diffusion weighted imaging was analyzed in two different ways, by regional characterization of diffusion tensor imaging (DTI) indices, and by assessing changes in structural brain network organization based on Q-Ball tractography. Already at the first evaluated times, DTI scalar maps revealed significant differences in many regions, suggesting loss of integrity in white and gray matter of spontaneously hypertensive rats when compared to normotensive control rats. In addition, graph theory analysis of the structural brain network demonstrated a significant decrease of hierarchical modularity, global and local efficacy, with predictive value as shown by regional three-fold cross validation study. Moreover, these decreases were significantly correlated with the behavioral performance deficits observed at subsequent time points, suggesting that the diffusion weighted imaging and connectivity studies can unravel neuroimaging alterations even overt signs of cognitive impairment become apparent.

Diagnosing dementia and normal aging: clinical relevance of brain ratios and cognitive performance in a Brazilian sample

The main objective of the present study was to evaluate the diagnostic value (clinical application) of brain measures and cognitive function. Alzheimer and multiinfarct patients (N = 30) and normal subjects over the age of 50 (N = 40) were submitted to a medical, neurological and cognitive investigation. The cognitive tests applied were Mini-Mental, word span, digit span, logical memory, spatial recognition span, Boston naming test, praxis, and calculation tests. The brain ratios calculated were the ventricle-brain, bifrontal, bicaudate, third ventricle, and suprasellar cistern measures. These data were obtained from a brain computer tomography scan, and the cutoff values from receiver operating characteristic curves. We analyzed the diagnostic parameters provided by these ratios and compared them to those obtained by cognitive evaluation. The sensitivity and specificity of cognitive tests were higher than brain measures, although dementia patients presented higher ratios, showing poorer cognitive performances than normal individuals. Normal controls over the age of 70 presented higher measures than younger groups, but similar cognitive performance. We found diffuse losses of tissue from the central nervous system related to distribution of cerebrospinal fluid in dementia patients. The likelihood of case identification by functional impairment was higher than when changes of the structure of the central nervous system were used. Cognitive evaluation still seems to be the best method to screen individuals from the community, especially for developing countries, where the cost of brain imaging precludes its use for screening and initial assessment of dementia.

Questionnaire du climat social de l’équipe d’intervenants (QCSÉI) : structure factorielle et validité de critère dans un échantillon d’intervenants québécois

Bien qu’il soit largement reconnu dans différents milieux d’intervention au Québec que l’intervenant est un des agents actifs les plus importants de l’efficacité d’une intervention – et c’est un des postulats centraux de l’intervention psychoéducative –, il existe encore très peu d’instruments de mesure validés empiriquement permettant l’évaluation du fonctionnement d’un groupe d’intervenants. Néanmoins, il existe un instrument pouvant mesurer le climat social d’une équipe, soit le Questionnaire du climat social d’une équipe d’intervenants (QCSÉI; Le Blanc, Trudeau-Le Blanc, & Lanctôt, 1999; Moos 1987). Le QCSÉI compte 10 échelles de premier niveau. Dans ses écrits théoriques, Moos (2003) a suggéré que le climat social est un construit hiérarchique et que l’ensemble des instruments mesurant différentes dimensions du climat social d’un groupe ou d’une équipe devrait se regrouper en trois facteurs d’ordre supérieur, soit les relations interpersonnelles, la découverte de soi et le maintien de l’ordre et du changement. Un examen conceptuel des échelles du QCSÉI suggère que ce modèle théorique est problématique. Cette étude visait à déterminer si la structure hiérarchique proposée par Moos était adéquate pour le QCSÉI dans un échantillon d’intervenants québécois. L’échantillon utilisé était composé d’intervenants faisant partie de Boscoville2000, un projet d’intervention cognitivecomportementale en milieu résidentiel pour les adolescents en difficulté. Des analyses factorielles exploratoires ont d’abord démontré que la structure de premier niveau est bien reproduite. Deux échelles jugées importantes pour mesurer le climat social ont ensuite été ajoutées. Par la suite, des analyses factorielles exploratoires et confirmatoires ont démontré que la structure théorique hiérarchique en trois dimensions d’ordre supérieur de Moos ne représente pas bien les données. Les analyses ont révélé une structure alternative plus intéressante sur le plan conceptuel et qui représentait mieux les données. Des corrélations entre les échelles de climat social de l’équipe et les traits de personnalité des intervenants ainsi que différentes variables sociodémographiques et liées à la pratique professionnelle ont procuré un appui qui suggère que le QCSÉI possède une validité de critère acceptable.

Questionnaire d'attitudes et de préférences éducatives des intervenants (QAPÉI) : structure factorielle et relations avec les traits de personnalité

La psychoéducation de même que plusieurs approches théoriques en psychologie clinique suggèrent que l’intervenant constitue un élément actif fondamental des interventions auprès des individus en difficulté. Parmi l’ensemble des caractéristiques des intervenants qui sont utiles de considérer, les attitudes et préférences éducatives des intervenants apparaissent importantes puisqu’elles peuvent être reliées à un bon appariement avec un milieu d’intervention donné, au sentiment d’efficacité professionnelle et, ultimement, à l’efficacité d’une intervention. Or, très peu d’instruments psychométriques d’évaluation validés existent pour évaluer ces construits importants. Cette étude visait principalement à effectuer un examen préliminaire des propriétés psychométriques de la version française du Questionnaire d’attitudes et de préférences des intervenants (QAPÉI; Jesness & Wedge, 1983; Le Blanc, Trudeau-Le Blanc, & Lanctôt, 1999). Le premier objectif de la présente étude était d’évaluer si la structure théorique originale était reproductible empiriquement ou si une structure factorielle alternative était nécessaire. Le deuxième objectif était d’évaluer si les attitudes et préférences éducatives des intervenants étaient reliées à leurs traits de personnalité. L’échantillon utilisé était composé d’intervenants faisant partie de Boscoville2000, un projet d’intervention cognitive-comportementale en milieu résidentiel pour les adolescents en difficulté. Des analyses factorielles exploratoires ont démontré que la structure théorique originale n’était pas reproduite empiriquement. Une structure alternative en cinq facteurs a été recouvrée. Cette structure alternative était plus cohérente sur le plan conceptuel et démontrait une bonne adéquation aux données. Les facteurs identifiés ont été nommés Distance affective, Évitement thérapeutique, Exaspération, Permissivité et Coercition. Des analyses corrélationnelles ont démontré que ces échelles d’attitudes et de préférences éducatives étaient reliées de façon conceptuellement cohérente aux traits de personnalité des intervenants, ce qui appuie la validité de critère de la nouvelle structure de l’instrument.

Estime de soi et appropriation cognitive du feedback en contexte d’évaluation de potentiel : le rôle de la valence et de l’influence de la source

L’estime de soi joue un rôle central lorsqu’il est question de prédire les réactions des individus au feedback. En dépit de son influence indéniable sur les réactions des individus au feedback en contexte d’évaluation de potentiel, peu d’études se sont attardées aux facteurs pouvant en atténuer l’effet dans le cadre d’une telle démarche. Cette thèse vise à combler ce manque à travers deux articles empiriques répondant chacun à plusieurs objectifs de recherche. Dans cette optique, des données ont été amassées auprès de deux échantillons indépendants de candidats (étude 1, N = 111; étude 2, N = 153) ayant réalisé une évaluation de potentiel dans une firme-conseil spécialisée en psychologie industrielle. Le premier article vise à tester deux théories relatives à l’estime de soi s’affrontant lorsqu’il est question de prédire les réactions cognitives au feedback, la théorie de l’auto-valorisation et de l’auto-vérification. Pour mieux comprendre ce phénomène, l’influence de l’estime de soi et de la valence décisionnelle du feedback sur les deux composantes de l’appropriation cognitive du feedback en contexte d’évaluation, l’acceptation et la conscientisation, a été testé. Les résultats soutiennent les postulats de la théorie d’auto-valorisation lorsqu’il est question de prédire l’acceptation du feedback. En contrepartie, les résultats offrent peu de soutien à la théorie de l’auto-vérification dans la prédiction de la conscientisation à l’égard du feedback. Le second article vise à identifier des leviers modulables pour influencer favorablement les réactions des individus ayant une plus faible estime d’eux-mêmes. Pour ce faire, deux variables relatives à l’influence de la source ont été ciblées, la crédibilité perçue et les pratiques de confrontation constructive. Cet article comprend deux études, soit une première ayant pour objectif de valider un instrument mesurant la crédibilité perçue de la source et une seconde examinant les relations entre trois déterminants, soit l’estime de soi du candidat, la crédibilité perçue de la source et les pratiques de confrontation constructive, et deux réactions cognitives au feedback, l’acceptation et la conscientisation. Les analyses de la première étude font ressortir que l’échelle de crédibilité perçue présente des qualités psychométriques satisfaisantes et les résultats corroborent une structure unifactorielle. Les résultats de la seconde étude indiquent que les trois déterminants étudiés sont positivement reliés à l’acceptation et à la conscientisation. Les effets d’interaction significatifs font ressortir des conditions favorisant l’acceptation et la conscientisation chez les individus ayant une plus faible estime d’eux-mêmes. La crédibilité perçue atténue la relation entre l’estime de soi et l’acceptation alors que la confrontation constructive modère les relations entre l’estime de soi et, tant l’acceptation que la conscientisation. Enfin, la crédibilité perçue et la confrontation constructive interagissent dans la prédiction de la conscientisation, faisant ainsi ressortir l’importance d’établir sa crédibilité pour augmenter l’effet positif de la confrontation constructive. Les apports théorique et conceptuel de chacun des articles ainsi que les pistes d’intervention pratiques en découlant sont discutés séparément et repris dans une conclusion globale. Les retombées de cette thèse, tant sur le plan de la recherche que de l'intervention, sont également abordées dans cette dernière section.

Relation entre la structure et la fonction des artères cérébrales dans l’athérosclérose : impact des traitements cardioprotecteurs

Thèse réalisée en cotutelle avec Dre Christine Des Rosiers

L'épilepsie bénigne à pointes centrotemporales : investigation cognitive et études en imagerie fonctionnelle et structurelle.

L’épilepsie bénigne à pointes centrotemporales (EPCT) est la forme la plus fréquente des épilepsies idiopathiques chez l’enfant (Fastenau et al., 2009). Le pronostic de ces patients est bon, notamment en raison de la rémission spontanée de cette épilepsie à l’adolescence; toutefois plusieurs études suggèrent la présence de troubles cognitifs et de spécificités neuroanatomiques. Il n’existe pas actuellement de consensus sur les liens entre leurs troubles cognitifs et leurs particularités neuroanatomiques et neurofonctionnelles. Dans cette thèse, notre but est de préciser le profil des enfants ayant une épilepsie bénigne à pointes centro-temporales, en investiguant les caractéristiques des patients à plusieurs niveaux: cognitif, fonctionnel, structurel. La thèse est composée de quatre articles, dont deux articles empiriques. Notre premier article a pour objectif de recenser les difficultés cognitives et affectives rapportées par les études s’intéressant aux caractéristiques des enfants ayant une épilepsie bénigne. Bien qu’une certaine variabilité soit retrouvée dans la littérature, cette revue démontre qu’une histoire d’épilepsie, même bénigne, peut être un facteur de risque pour le développement cognitif et socio-affectif des enfants. Notre revue de littérature a indiqué des troubles particuliers du langage chez ces enfants, mais aucune étude n’avait auparavant investigué spécifiquement la compréhension de lecture chez les enfants ayant une EPCT, une compétence essentielle dans le cheminement scolaire des enfants. Ainsi, nous avons développé une tâche novatrice de compréhension de lecture de phrases en imagerie par résonnance magnétique fonctionnelle (IRMf), adaptée à la population pédiatrique. Dans notre second article, nous avons validé cette tâche auprès d’enfants sains et nous avons mis en évidence une mobilisation des régions cérébrales généralement engagées dans des tâches langagières chez l’enfant sain, y compris les régions impliquées dans le traitement sémantique (Berl et al., 2010; Blumenfeld, Booth et Burman, 2006). Le troisième article de cette thèse rapporte notre investigation du réseau cérébral activé durant cette nouvelle tâche de compréhension de lecture de phrases en IRMf chez les enfants ayant une EPCT. Nos résultats suggèrent que ces derniers ont recours à l’activation d’un réseau cérébral plus large, présentant des similarités avec celui retrouvé chez les enfants dyslexiques. Par ailleurs, l’activation du striatum gauche, structure généralement associée à la réalisation de processus cognitifs complexes est uniquement retrouvée chez les enfants épileptiques. Étant donné que les enfants ayant une EPCT obtiennent des performances à la tâche d’IRMf équivalentes à celles des enfants sains, il est possible d’émettre l’hypothèse que ces différences d’activations cérébrales soient adaptatives. L’étude des relations entre les résultats neuropsychologiques, la performance à la tâche et les activations cérébrales a mis en évidence des prédicteurs différents entre les deux groupes d’enfants, suggérant qu’ils ne s’appuient pas exactement sur les mêmes processus cognitifs pour réussir la tâche. De plus, nous avons réalisé un travail d’intégration des diverses méthodologies utilisées dans les études en imagerie pondérée en diffusion chez l’enfant épileptique, ce qui constitue le quatrième article de cette thèse. Nous rapportons les diverses applications de cette méthode dans la caractérisation des anomalies structurelles subtiles de la matière blanche chez les enfants épileptiques en général. Les différentes méthodologies employées, les enjeux, et les biais potentiels relatifs aux traitements des données de diffusion y sont discutés. Enfin, pour mieux comprendre l’origine et les marqueurs de cette épilepsie, nous avons étudié les spécificités structurelles des cerveaux des enfants ayant une EPCT à l’aide d’analyses sur les données d’imagerie par résonnance magnétique. Aucune différence n’a été mise en évidence au niveau de la matière grise entre les cerveaux d’enfants sains et ceux ayant une EPCT. À l’inverse, nous rapportons des différences subtiles au niveau de la matière blanche dans notre population d’enfants épileptiques, avec une diminution de l’anisotropie fractionnelle (FA) au niveau temporal inférieur/moyen de l’hémisphère gauche, ainsi que dans l’hémisphère droit dans les régions frontales moyennes et occipitales inférieures. Ces résultats suggèrent la présence d’altérations de la matière blanche subtiles et diffuses dans le cerveau des enfants ayant une EPCT et concordent avec ceux d’autres études récentes (Ciumas et al., 2014).

Type 2 diabetes; elderly; cognitive deficit; cognitive flexibility; executive functions Resumen

Through meditation, people become aware of what happens in the body and mind, accepting the present experiences as they are and getting a better understanding of the true nature of things. Meditation practices and its inclusion as an intervention technique, have generated great interest in identifying the brain mechanisms through which these practices operate. Different studies suggest that the practice of meditation is associated with the use of different neural networks as well as changes in brain structure and function, represented in higher concentration of gray matter structures at the hippocampus, the right anterior insula, orbital frontal cortex (OFC) and greater involvement of the anterior cingulate cortex (ACC). These and other unrelated studies, shows the multiple implications of the regular practice of mindfulness in the structures and functions of the brain and its relation to certain observable and subjective states in people who practice it. Such evidence enabling the inclusion of mindfulness in psychological therapy where multiple applications have been developed to prove its effectiveness in treating affective and emotional problems, crisis management, social skills, verbal creativity, addiction and craving management, family and caregivers stress of dementia patients and others. However, neuropsychological rehabilitation has no formal proposals for intervention from these findings. The aim of this paper is to propose use of Mindfulness in neuropsychological rehabilitation process, taking the positions and theory of A.R. Luria.

Training conditional and cumulative risk judgements: the role of frequencies, problem-structure and Einstellung

Two experiments implement and evaluate a training scheme for learning to apply frequency formats to probability judgements couched in terms of percentages. Results indicate that both conditional and cumulative probability judgements can be improved in this manner, however the scheme is insufficient to promote any deeper understanding of the problem structure. In both experiments, training on one problem type only (either conditional or cumulative risk judgements) resulted in an inappropriate transfer of a learned method at test. The obstacles facing a frequency-based training programme for teaching appropriate use of probability data are discussed. Copyright (c) 2006 John Wiley & Sons, Ltd.

Cognitive and bodily selves: how do they interact following brain lesion?

Dualism has long distinguished between the mental and the body experiences. Probing the structure and organisation of the self traditionally calls for a distinction between these two sides of the self coin. It is far beyond the scope of this chapter to address these philosophical issues, and our starting point will be the simple distinction between reflective processes involved in the elaboration of body image, self awareness and self-recognition (i.e. ‘the self’) and the sensori-motor dialogues involved in action control, reactions and automatisms (i.e. ‘the body’ schema). This oversimplification does not take into account the complex interactions taking place between these two levels of description, but our initial aim will be to distinguish between them, before addressing the question of their interactions. Cognitive and sensori-motor processes have frequently been distinguished (review: Rossetti and Revonsuo 2000), and it may be proposed that a similar dissociation can be put forward, a priori, between a central representation of self and a bodily representation corresponding to body schema (Figure 1).

Conceptualizing change in the Portuguese footwear industry: regional voices and cognitive spaces of agency

Expanding national services sectors and global competition aggravate current and perceived future market pressures on traditional manufacturing industries. These perceptions of change have provoked a growing intensification of geo-political discourses on technological innovation and ‘learning’, and calls for competency in design among other professional skills. However, these political discourses on innovation and learning have paralleled public concerns with the apparent ‘growth pains’ from factory closures and subsequent increases in unemployment, and its debilitating social and economic implications for local and regional development. In this respect the following investigation sets out to conceptualize change through the complementary and differing perceptions of industry and regional actors’ experiences or narratives, linking these perceptions to their structure-determined spheres of agent-environment interactivity. It aims to determine whether agents’ differing perceptions of industry transformation can have a role in the legitimization of their interests in, and in sustaining their organizational influence over the process of industry-regional transformation. It argues that industry and regional agent perceptions are among the cognitive aspects of agent-environment interactivity that permeate agency. It stresses agents’ ability to reason and manipulate their work environments to preserve their self-regulating interests in, and task representative influence over the multi-jurisdictional space of industry-regional transformation. The contributions of this investigation suggest that agents’ varied perceptions of industry and regional change inform or compete for influence over the redirection of regional, industry and business strategies. This claim offers a greater appreciation for the reflexive and complex institutional dimensions of industry planning and development, and the political responsibility to socially just forms of regional development. It positions the outcomes of this investigation at the nexus of intensifying geo-political discourses on the efficiency and equity of territorial development in Europe.