Interrelation entre déficits métaboliques et neuropathologie associée à la maladie d’Alzheimer chez la souris 3xTg-AD

La maladie d’Alzheimer (MA) est la maladie neurodégénérative qui cause le plus important nombre de cas de démence. On estime que près de 15% des canadiens âgés de plus de 65 ans sont atteints de la MA. Avec le vieillissement de la population, le nombre de cas augmentera de manière substantielle dans les prochaines années. À l’heure actuelle, aucun traitement ne permet de ralentir la progression de la maladie. Pour plus de 99% des cas, ses causes exactes demeurent indéterminées. Toutefois, de nombreux facteurs de risque ont été identifiés. Parmi eux, on retrouve plusieurs facteurs liés au métabolisme énergétique dont l’obésité et le diabète de type 2 (DT2). De manière intéressante, des modifications du métabolisme, telles qu’une résistance à l’insuline centrale et périphérique, sont également observées chez les patients Alzheimer. Afin de mieux comprendre l’interaction entre le DT2 et la MA, nous avons d’abord étudié les altérations métaboliques chez la souris triple transgénique (3xTg-AD), un modèle murin de la MA. Nous avons, en premier lieu, observé une intolérance au glucose qui progresse avec l’âge, qui est plus importante chez les femelles et qui semble liée à l’accumulation du peptide beta-amyloïde (Aβ) humain dans le pancréas. Ensuite, nous avons nourri cette souris avec une diète riche en gras pour vérifier l’impact d’une aggravation des déficits métaboliques sur la pathologie Alzheimer. L’aggravation de l’intolérance au glucose chez les souris 3xTg-AD semblait liée à l’atrophie des îlots de Langerhans et, en conséquence, à une réduction de la production d’insuline en réponse à l’injection de glucose. En plus de l’aggravation des déficits métaboliques, la diète riche en gras a augmenté de manière drastique l’accumulation de la forme soluble du peptide Aβ dans le cortex et a déterioré la mémoire des souris 3xTg-AD. De manière intéressante, l’élévation du peptide Aβ et les troubles de la mémoire ont été rétablis par l’administration d’une seule dose d’insuline. Aussi, nous avons observé une augmentation du peptide Aβ dans le plasma 30 minutes à la suite de l’injection d’insuline, suggérant qu’il est possible que la baisse rapide du peptide soit en partie causée par une élévation de la clairance du peptide au cerveau. Ces résultats renforcent les évidences supportant le potentiel thérapeutique de l’insuline dans le traitement de la MA. Toutefois, les résultats chez les patients mettent en lumière l’inefficacité de l’administration intranasale d’insuline chez les porteurs de l’allèle 4 du gène de l’apolipoprotéine E (APOE4). Afin de comprendre les raisons qui expliquent cette différence de réponse à l’insuline chez les porteurs de l’APOE4, nous avons injecté des souris exprimant l’APOE3 et l’APOE4 humain avec de l’insuline dans le but de vérifier l’effet central et périphérique de l’insuline chez ces animaux. Les souris APOE4 montrent une plus importante élévation de la signalisation de l’insuline au cerveau comparativement aux souris APOE3. Cette plus haute réponse est aussi associée à une élévation plus importante de la phosphorylation de la protéine tau, un marqueur neuropathologique de la MA. En somme, ces résultats suggèrent qu’il existe un cercle vicieux entre la MA et le DT2. L’administration d’insuline a un potentiel thérapeutique intéressant pour la MA, malgré des effets limités chez les patients APOE4 en raison de son impact probable sur la phosphorylation de la protéine tau.

Contribuição da ecografia cerebral transfontanelar para a avaliação do crescimento cerebral do recém-nascido pré-termo

Tese de doutoramento, Medicina (Pediatria), Universidade de Lisboa, Faculdade de Medicina, 2013

Papel do peptídeo natriurético cerebral de tipo B na classificação do tipo de AVC isquémico

Tese de doutoramento, Medicina Clinica (Neurologia), Universidade de Lisboa, Faculdade de Medicina, 2014

Controlo cognitivo na memória episódica : dados de adolescentes e jovens adultos

Dissertação de mestrado, Ciência Cognitiva, Universidade de Lisboa, Faculdade de Psicologia, Faculdade de Medicina, Faculdade de Ciências, Faculdade de Letras, 2014

Dual studies on autonomic function and cerebral autoregulation in ischemic stroke patients

Tese de mestrado, Neurociências, Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa, 2015

Study the function of the newly discovered TrkB receptor fragment (TrkB-ICD) formed by calpain cleavage

Tese de mestrado, Neurociências, Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa, 2016

Why is “blindsight” blind? A new perspective on primary visual cortex, recurrent activity and visual awareness

The neuropsychological phenomenon of blindsight has been taken to suggest that the primary visual cortex (V1) plays a unique role in visual awareness, and that extrastriate activation needs to be fed back to V1 in order for the content of that activation to be consciously perceived. The aim of this review is to evaluate this theoretical framework and to revisit its key tenets. Firstly, is blindsight truly a dissociation of awareness and visual detection? Secondly, is there sufficient evidence to rule out the possibility that the loss of awareness resulting from a V1 lesion simply reflects reduced extrastriate responsiveness, rather than a unique role of V1 in conscious experience? Evaluation of these arguments and the empirical evidence leads to the conclusion that the loss of phenomenal awareness in blindsight may not be due to feedback activity in V1 being the hallmark awareness. On the basis of existing literature, an alternative explanation of blindsight is proposed. In this view, visual awareness is a “global” cognitive function as its hallmark is the availability of information to a large number of perceptual and cognitive systems; this requires inter-areal long-range synchronous oscillatory activity. For these oscillations to arise, a specific temporal profile of neuronal activity is required, which is established through recurrent feedback activity involving V1 and the extrastriate cortex. When V1 is lesioned, the loss of recurrent activity prevents inter-areal networks on the basis of oscillatory activity. However, as limited amount of input can reach extrastriate cortex and some extrastriate neuronal selectivity is preserved, computations involving comparison of neural firing rates within a cortical area remain possible. This enables “local” read-out from specific brain regions, allowing for the detection and discrimination of basic visual attributes. Thus blindsight is blind due to lack of “global” long-range synchrony, and it functions via “local” neural readout from extrastriate areas.

The role of the lateral occipital cortex in aesthetic appreciation of representational and abstract paintings: a TMS study.

Neuroimaging studies of aesthetic appreciation have shown that activity in the lateral occipital area (LO)—a key node in the object recognition pathway—is modulated by the extent to which visual artworks are liked or found beautiful. However, the available evidence is only correlational. Here we used transcranial magnetic stimulation (TMS) to investigate the putative causal role of LO in the aesthetic appreciation of paintings. In our first experiment, we found that interfering with LO activity during aesthetic appreciation selectively reduced evaluation of representational paintings, leaving appreciation of abstract paintings unaffected. A second experiment demonstrated that, although the perceived clearness of the images overall positively correlated with liking, the detrimental effect of LO TMS on aesthetic appreciation does not owe to TMS reducing perceived clearness. Taken together, our findings suggest that object-recognition mechanisms mediated by LO play a causal role in aesthetic appreciation of representational art.

Avaliação da participação em crianças e jovens com paralisia cerebral, na ilha de S. Miguel, Açores

Introdução: Nas crianças/jovens com Paralisia Cerebral (PC), as limitações motoras repercutem-se em limitações funcionais e, consequentemente, na diminuição da participação em ocupações. Sendo as manifestações da PC diferentes de indivíduo para indivíduo, estas vão refletir, dependendo da gravidade, quadro motor, ambiente físico e social, diferentes níveis de participação. Objetivo: O objetivo deste estudo foi avaliar a relação entre a idade, sexo e grau de comprometimento motor e a participação em crianças/jovens com diagnóstico de paralisia cerebral com idades compreendidas entre os 5 e os 18 anos na ilha de São Miguel. Amostra e Métodos: 25 crianças de ambos os sexos (5- 18 anos), sinalizadas em instituições especializadas de reabilitação e em Centros de Atividades Ocupações (CAO’s) na Ilha de São Miguel – Açores. Foram aplicados dois instrumentos de avaliação às crianças/jovens, Gross Motor Function Measure e Quality of Upper Extremity Skills Test, e foram entregues aos pais os outros dois instrumentos para autopreenchimento, Assessment of Life Habits e Child Health Questionnaire – Parent- Form 50. Na análise estatística, recorreu-se a testes como o Kolmogorov-Smirnov, Tstudent ou Mann-Whitney, teste de Fisher, teste de Spearman e ANOVA. Resultados: Não foram encontradas relações significativas entre a idade e o sexo e o nível de participação das crianças/jovens com PC. Contrariamente, ao avaliarmos a relação entre o grau de participação e o grau de afetação verificamos que esta é significativa (p=0,004). Conclusão: Na nossa amostra não se encontrou uma influência da idade e do sexo com a frequência da participação (relações não foram significativas). Contudo, pode-se concluir que as crianças/jovens que apresentam menos limitações motoras, como as que se enquadram no nível I/II da Gross Motor Function Classification System, apresentam níveis de participação maiores do que as que apresentam níveis de afetação motora maiores (Nível V)

Influência do alinhamento do pé nos Ajustes Posturais Antecipatórios em crianças com Paralisia Cerebral

Introdução: A dificuldade na organização dos ajustes posturais antecipatórios (APAs) é frequentemente associada ao défice de controlo postural (CP) em crianças/jovens com um quadro motor de hemiplegia espástica, resultante de paralisia cerebral. As alterações biomecânicas da tibiotársica e do pé são características comummente observadas nestas crianças/jovens e influenciam o CP na sua globalidade. Objectivo(s): descrever o comportamento dos APAs associados ao início da marcha, face à modificação do alinhamento do pé em crianças/jovens com hemiplegia espástica, após 12 semanas de intervenção, segundo o Conceito Bobath-TND e aplicação de uma Ligadura Funcional (LF). Métodos: Foram avaliadas quatro crianças/jovens num momento inicial (M0) e após 12 semanas de intervenção e de aplicação de uma LF (M1). Recorrendo à eletromiografia de superfície, registaram-se os timings de activação dos músculos tibial anterior, solear, recto abdominal e erector da espinha (bilateralmente). O início do movimento foi calculado a partir da alteração do sinal obtido através da plataforma de pressões. Recorreu-se à aplicação da TMFM-88 para avaliar a função motora global e à aplicação da CIF-CJ para classificar a funcionalidade mediante as actividades e a participação. Procedeu-se ao registo de imagem para facilitar a observação/avaliação das componentes de movimento das crianças/jovens em estudo. Resultados: Após o período de intervenção, verificou-se uma modificação nos valores dos timings de ativação dos músculos em análise, que se aproximaram da janela temporal definida como APAs, bem como na distribuição de carga na base de suporte, nos scores da TMFM-88 e nos qualificadores das “Actividades e Participação”, sugestivos de uma melhor organização dos mecanismos de controlo postural. Conclusão: As crianças/jovens em estudo evidenciaram, após uma intervenção de fisioterapia baseada no Conceito Bobath- TND e aplicação de uma LF, uma evolução favorável tanto ao nível do CP da tibiotársica e do pé, apresentando timings de ativação muscular temporalmente mais ajustados à tarefa, com repercussões positivas nas actividades e participação.

Cerebral Sinovenous Thrombosis in Children: Clinical Presentation and Extension, Localization and Recanalization of Thrombosis

Many important questions regarding pathophysiology and treatment of cerebral sinovenous thrombosis need clarification and may depend on further knowledge on the etiology, site, extension and recanalization of the thrombosis. We studied these variables in a cohort of children and adolescents from seven Portuguese Centers. We conclude from our results that the deep venous system and the superior longitudinal sinus are less frequently affected with thrombosis but have a greater potential for serious neurologic disease and for major sequelae. Non-recanalization, at least in the long term, is not an adverse prognostic factor. Extensive propagation of the thrombus from the initial site of origin seems to be common. The early identification of risk factors and their treatment coupled with an aggressive attitude towards diagnosis and treatment for thrombosis involving the deep venous system would be warranted.

Reorganização do Controlo Postural do Tronco para o alcance funcional em crianças com Paralisia Cerebral

Introdução: A organização do controlo postural (CP) é essencial para a execução de movimentos funcionais e está frequentemente alterada em crianças com alterações neuromotoras decorrentes da Paralisia Cerebral (PC), nomeadamente ao nível do segmento do tronco, influenciando assim a qualidade do gesto de alcance. Objetivo: Analisar as modificações na organização do CP do tronco, associado ao gesto de alcance, em crianças com PC, após uma intervenção baseada no conceito de Bobath em pediatria Métodos: Foram avaliadas quatro crianças com PC, num momento inicial (M0) e após 4 meses de intervenção (M1), segundo esse conceito. Recorrendo ao Software de Avaliação Postural (SAPo) procedeu-se à avaliação de variáveis relevantes do ponto de vista do CP, nomeadamente, na vista posterior, o alinhamento horizontal da cabeça, dos acrómios e das espinhas ilíacas póstero-superiores (EIPS). Na vista lateral, avaliou-se o alinhamento da cervical, o alinhamento vertical do tronco (desde a vértebra C7 a L1), a amplitude de movimento do ombro, do cotovelo e de deslocamento anterior do tronco e, do alinhamento da pélvis. Recorreu-se ainda à aplicação da Classificação Internacional de Funcionalidade, Incapacidade e Saúde para Crianças e Jovens (CIF-CJ). Resultados: Em M1, verificaram-se alterações sugestivas de uma melhor organização dos mecanismos de CP, tanto na análise quantitativa através do SAPo, como também se verificaram repercussões positivas nos qualificadores da CIF-CJ. Os participantes apresentam uma maior simetria entre os hemitroncos e um melhor alinhamento do tronco, associado a uma menor amplitude de movimento do tronco e maior amplitude ao nível do ombro e cotovelo, sugerindo uma melhoria dos componentes de estabilidade e de orientação durante o gesto de alcance. Conclusão: De uma maneira geral, os resultados obtidos parecem revelar modificações no CP, após uma intervenção individualizada e direcionada para o principal problema, segundo a abordagem do conceito de Bobath em pediatria – TND.

Uncovering the role of IFNAR1 in Experimental Cerebral malaria

Dissertation presented the Ph.D degree in Biology

Cortical origin of functional recovery in the somatosensory cortex of the adult mouse after thalamic lesion

Résumé L'accident vasculaire cérébral sensoriel pur est un des syndromes lacunaires, dû à l'occlusion de petits vaisseaux cérébraux, souvent dans le cadre d'une lésion intéressant le noyau ventro-caudal du thalamus. Il produit un hémisyndrome sensitif pur, et parfois un syndrome douloureux se développe à distance de l'événement aigu. Afin d'étudier la récupération fonctionnelle dans le cortex somatosensoriel (SI) après une telle lésion dans le thalamus, un modèle de lésion excitotoxique a été développé dans le système somatosensoriel de la souris adulte, caractérisé par la présence de formations cytoarchitectoniques dans SI appelées "tonneaux". Chacun de ces tonneaux correspond à la représentation corticale d'une vibrisse du museau. L'activité métabolique a été mesurée dans SI à différents intervalles après la lésion, à l'aide de déoxyglucose marqué radioactivement. Dans les deux premiers jours suivant celle-ci, l'activité métabolique diminue de manière importante dans toutes les couches corticales, avec une atteinte plus marquée dans la couche IV, principale projection des axones thalamo-corticaux. Une récupération de l'activité métabolique se produit ensuite, d'autant plus marquée que le délai après la lésion est grand. Cette récupération s'observe dans toutes les couches coticales, les couches I et Vb récupérant plus rapidement que les couches II, III, IV, Va et VI. Cinq semaines après la lésion, l'absence des vibrisses correspondant à la partie déafférentée de SI diminue l'activité métabolique corticale de 32% et démontre l'activation par la périphérie de cette partie de l'écorce, malgré la perte des axones thalamo-corticaux provenant du noyau ventro-caudal. Des expériences de traçage rétrograde ont montré une augmentation des projections intracorticales sur la partie déafférentée de l'écorce, en particulier de longue distance, ainsi que des projections interhémisphériques, mais n'ont pas permis de mettre en évidence de nouvelle projection thalamique, indiquant une origine corticale à la récupération fonctionnelle observée. Abstract To study the degree and time course of the functional recovery in the somatosensory cortex (SI) after an excitotoxic lesion in the adult mouse thalamus, metabolic activity was determined in SI at various times points post lesion. Immediately after the lesion, metabolic activity in the thalamically deafferented part of SI was at its lowest value but increased progressively at subsequent time points. This was seen in all cortical layers, however, layers I and Vb recover more rapidly than layers II, III, IV, Va and VI. Removal of the mystacial whiskers corresponding to the deafferented area, 5 weeks after cortical recovery, produced a subsequent 32% drop in metabolic activity, demonstrating peripheral sensory activation of this part of the cortex. Tracing experiments revealed that the deafferented cortex did not receive a novel thalamic input, but cortico-cortical and contralateral barrel cortex projections to this area were reinforced. We conclude that the cortical functional recovery after a thalamic lesion is, at least partially, due to modified cortico-cortical and callosal projections to the deafferented cortical area.

Bradykinin in blood and cerebrospinal fluid after acute cerebral lesions: correlations with cerebral edema and intracranial pressure.

Abstract Bradykinin (BK) was shown to stimulate the production of physiologically active metabolites, blood-brain barrier disruption, and brain edema. The aim of this prospective study was to measure BK concentrations in blood and cerebrospinal fluid (CSF) of patients with traumatic brain injury (TBI), subarachnoid hemorrhage (SAH), intracerebral hemorrhage (ICH), and ischemic stroke and to correlate BK levels with the extent of cerebral edema and intracranial pressure (ICP). Blood and CSF samples of 29 patients suffering from acute cerebral lesions (TBI, 7; SAH,: 10; ICH, 8; ischemic stroke, 4) were collected for up to 8 days after insult. Seven patients with lumbar drainage were used as controls. Edema (5-point scale), ICP, and the GCS (Glasgow Coma Score) at the time of sample withdrawal were correlated with BK concentrations. Though all plasma-BK samples were not significantly elevated, CSF-BK levels of all patients were significantly elevated in overall (n=73) and early (≤72 h) measurements (n=55; 4.3±6.9 and 5.6±8.9 fmol/mL), compared to 1.2±0.7 fmol/mL of controls (p=0.05 and 0.006). Within 72 h after ictus, patients suffering from TBI (p=0.01), ICH (p=0.001), and ischemic stroke (p=0.02) showed significant increases. CSF-BK concentrations correlated with extent of edema formation (r=0.53; p<0.001) and with ICP (r=0.49; p<0.001). Our results demonstrate that acute cerebral lesions are associated with increased CSF-BK levels. Especially after TBI, subarachnoid and intracerebral hemorrhage CSF-BK levels correlate with extent of edema evolution and ICP. BK-blocking agents may turn out to be effective remedies in brain injuries.