Perioperative cerebrospinal fluid and plasma inflammatory markers after orthopedic surgery.

BACKGROUND: Postoperative delirium is prevalent in older patients and associated with worse outcomes. Recent data in animal studies demonstrate increases in inflammatory markers in plasma and cerebrospinal fluid (CSF) even after aseptic surgery, suggesting that inflammation of the central nervous system may be part of the pathogenesis of postoperative cognitive changes. We investigated the hypothesis that neuroinflammation was an important cause for postoperative delirium and cognitive dysfunction after major non-cardiac surgery. METHODS: After Institutional Review Board approval and informed consent, we recruited patients undergoing major knee surgery who received spinal anesthesia and femoral nerve block with intravenous sedation. All patients had an indwelling spinal catheter placed at the time of spinal anesthesia that was left in place for up to 24 h. Plasma and CSF samples were collected preoperatively and at 3, 6, and 18 h postoperatively. Cytokine levels were measured using ELISA and Luminex. Postoperative delirium was determined using the confusion assessment method, and cognitive dysfunction was measured using validated cognitive tests (word list, verbal fluency test, digit symbol test). RESULTS: Ten patients with complete datasets were included. One patient developed postoperative delirium, and six patients developed postoperative cognitive dysfunction. Postoperatively, at different time points, statistically significant changes compared to baseline were present in IL-5, IL-6, I-8, IL-10, monocyte chemotactic protein (MCP)-1, macrophage inflammatory protein (MIP)-1α, IL-6/IL-10, and receptor for advanced glycation end products in plasma and in IFN-γ, IL-6, IL-8, IL-10, MCP-1, MIP-1α, MIP-1β, IL-8/IL-10, and TNF-α in CSF. CONCLUSIONS: Substantial pro- and anti-inflammatory activity in the central neural system after surgery was found. If confirmed by larger studies, persistent changes in cytokine levels may serve as biomarkers for novel clinical trials.

Remédiation cognitive portant sur les aspects fluide et cristallisé de l’intelligence auprès d'adolescents présentant un fonctionnement intellectuel limite : approche par le jeu.

L’objectif principal de cette thèse était de créer, d’implanter et d’évaluer l’efficacité d’un programme de remédiation cognitive, intervenant de façon comparable sur les aspects fluide (Gf) et cristallisé (Gc) de l’intelligence, au sein d’une population d’intérêt clinique, les adolescents présentant un fonctionnement intellectuel limite (FIL). Compte tenu de la forte prévalence de ce trouble, le programme de remédiation GAME (Gains et Apprentissages Multiples pour Enfant) s’est développé autour de jeux disponibles dans le commerce afin de faciliter l’accès et l’implantation de ce programme dans divers milieux. Le premier article de cette thèse, réalisé sous forme de revue systématique de la littérature, avait pour objectif de faire le point sur les études publiées utilisant le jeu comme outil de remédiation cognitive dans la population pédiatrique. L’efficacité, ainsi que la qualité du paradigme utilisé ont été évaluées, et des recommandations sur les aspects méthodologiques à respecter lors de ce type d’étude ont été proposées. Cet article a permis une meilleure compréhension des écueils à éviter et des points forts méthodologiques à intégrer lors de la création du programme de remédiation GAME. Certaines mises en garde méthodologiques relevées dans cet article ont permis d’améliorer la qualité du programme de remédiation cognitive développé dans ce projet de thèse. Compte tenu du peu d’études présentes dans la littérature scientifique concernant la population présentant un FIL (70verbale. De plus, certains aspects des capacités attentionnelles et de la mémoire de travail semblaient être bien compensés, possiblement via l’effet de psychostimulants. Étonnamment, le fonctionnement adaptatif n’était pas directement relié au niveau intellectuel global et était hétérogène, suggérant l’importance d’évaluer ce domaine pour rendre compte du niveau de fonctionnement des adolescents présentant un FIL dans la vie quotidienne. D’un point de vue comportemental et psychiatrique, les adolescents avec un FIL avaient plus de manifestations internalisées et externalisées atteignant un seuil cliniquement significatif que leurs pairs. Ces manifestations comportementales expliquent d’ailleurs une part importante du niveau de stress parental dans cette population. Ces résultats sont importants à considérer lors de l’orientation académique, clinique et familiale dans la prise en charge des adolescents présentant un FIL, et soulignent l’importance de proposer une évaluation neuropsychologique approfondie. Enfin, la partie centrale de cette thèse consistait à créer un programme de remédiation cognitive portant sur les aspects fluide et cristallisé de l’intelligence, champs d’intervention qui a été négligé compte tenu de la stabilité longtemps postulée de ces processus. Ce programme de remédiation, intitulé GAME, s’adressait aux adolescents présentant un FIL pur ou partiel (soit les deux indices de raisonnement étaient dans la zone limite, soit un seul des deux), et présentait deux versants, GAME-c (portant sur l’intelligence cristallisée) et GAME-f (portant sur l’intelligence fluide). Cette intervention durait seize heures réparties sur huit semaines. Les résultats indiquent que les adolescents ayant suivi GAME-f ont amélioré leur raisonnement fluide; alors que les adolescents ayant suivi GAME-c ont amélioré à la fois leur raisonnement cristallisé et fluide. Cette étude contribue à remettre en question la stabilité des processus intellectuels. C’est par contre la première fois que des améliorations de l’intelligence sont constatées dans une population d’intérêt clinique par le biais d’un entraînement direct. Enfin, les variables cognitives, adaptatives, comportementales et psychiatriques susceptibles d’influencer la qualité de l’amélioration pour chacun des programmes GAME ont fait l’objet d’analyses supplémentaires dans un dernier chapitre et permettent de conclure à la possibilité d’adapter le programme GAME à d’autres populations (ex: déficience intellectuelle). Cette thèse a donc permis de souligner la pertinence d’utiliser les jeux comme outil de remédiation cognitive de part leur versatilité dans leur utilisation, leur facilité d’accès et leur faible coût. Elle met également en avant la nécessité de développer une meilleure compréhension de la population présentant un fonctionnement intellectuel limite et d’effectuer des évaluations neuropsychologiques exhaustives auprès de cette population (cognitif, adaptatif, comportemental et psychiatrique). Enfin, elle souligne la possibilité d’améliorer par remédiation directe les intelligences fluide et cristallisée auprès d’individus avec une intelligence subnormale et suggère qu’il pourrait en être de même pour des populations présentant des déficits cognitifs, comme la déficience intellectuelle légère. Les avenues futures de recherche et les retombées cliniques de ce travail sont discutées, en lien avec les différents résultats trouvés dans ces études.

Avaliação breve do défice executivo em pessoas idosas com Acidente Vascular Cerebral: Validação da Bateria de Avaliação Frontal

RESUMO Objetivos: O Acidente Vascular Cerebral (AVC) potencia o desenvolvimento de disfunção executiva, conduzindo a défice no desempenho das tarefas do quotidiano. A avaliação neuropsicológica das funções executivas é importante para desenvolver estratégias de reabilitação adequadas. Assim, são objetivos descrever os dados normativos, precisão de diagnóstico, propriedades psicométricas e análise fatorial da Bateria de Avaliação Frontal (FAB), instrumento breve e de rápida administração, numa amostra de idosos com AVC. Métodos: Inserida no projeto Trajetórias do Envelhecimento de Idosos em Resposta Social, esta investigação conta com uma amostra de 112 pessoas idosas com diagnóstico médico de AVC e 157 pessoas idosas de um subgrupo de controlo sem AVC. Os sujeitos apresentam idades compreendidas entre os 60 e os 100 anos (M = 78,20; DP = 7,57) sendo maioritariamente do sexo feminino (n = 194). A avaliação inclui entrevistas e testes neuropsicológicos agrupados em medidas de funcionamento executivo, medidas cognitivas de referência e medidas clínicas de controlo. Resultados: As variáveis idade e escolaridade interferiram nas pontuações obtidas na amostra clínica, não sendo verificado impacto da variável sexo. Para um ponto de corte de 7, a FAB teve uma sensibilidade de 83,4% e especificidade de 66,1 % (AUC = 0,64); revelou um alfa de Cronbach de 0,79 e correlações fortes com os testes executivos (teste de Stroop, Figura Complexa de Rey, fator Atencional-Executivo do Montreal Cognitive Assessment e Alternância nos testes de Fluência verbal). A análise fatorial confirmatória apontou uma estrutura com um fator. Conclusões: A FAB apresenta boa consistência interna, validade convergente e validade de constructo, aparentando ser uma escala útil para avaliar o défice executivo em pessoas idosas com AVC. Dadas algumas limitações do estudo, que poderão explicar a fraca precisão diagnóstica da FAB, são incentivadas investigações futuras pois a FAB revelou-se um instrumento com propriedades psicométricas promissoras. ABSTRACT Goals: Stroke potentiates the development of executive dysfunction, leading to impairment in performance of daily activities. The neuropsychological assessment of executive functions is important to develop adequate rehabilitation strategies. Thus, describing the normative data, diagnostic accuracy, psychometric properties and factor analysis of the Frontal Assessment Battery (FAB), a brief and easy to administer instrument, in a clinical sample with stroke are objectives of this study. Methods: Being part of the Aging Trajectories of Institutionalized Elderly, this research has a sample 112 elderly people with a medical diagnosis of stroke and a control subgroup of 157 elderly people. The subjects have ages between 60 and 100 years old (M = 78.20, SD = 7.57), mostly females (n = 194). The measurements used include interviews and neuropsychological tests grouped in executive functioning measures, cognitive measures of reference and clinical measures of control. Results: The variables age and education affect the scores obtained in the clinical subgroup, having the variable gender no impact on these. Using a cutoff score of 7, the FAB had a sensitivity of 83.4% and a specificity of 66.1% for screening stroke (AUC = 0.64); showed a Cronbach's α of 0.79, and strong correlations with executive tests (Stroop test, Rey Complex Figure, Attentional-Executive factor of Montreal Cognitive Assessment and Switching in the verbal fluency tests). The confirmatory factor analysis supported a one-factor structure. Conclusions: The FAB presents good internal consistency, convergent, and construct when used for elderly with stroke. Due to some limitations of the study, which may explain the weak discriminant validity, further investigations are encouraged because FAB has showed promising psychometric properties.

Effects of efficient fronto-temporal circuitry on lexical ambiguity resolution: converging evidence from cross-age comparisons in eye-tracking and ERP data

Eye-tracking was used to examine how younger and older adults use syntactic and semantic information to disambiguate noun/verb (NV) homographs (e.g., park). We find that young adults exhibit inflated first fixations to NV-homographs when only syntactic cues are available for disambiguation (i.e., in syntactic prose). This effect is eliminated with the addition of disambiguating semantic information. Older adults (60+) as a group fail to show the first fixation effect in syntactic prose; they instead reread NV homographs longer. This pattern mirrors that in prior event-related potential work (Lee & Federmeier, 2009, 2011), which reported a sustained frontal negativity to NV-homographs in syntactic prose for young adults, which was eliminated by semantic constraints. The frontal negativity was not observed in older adults as a group, although older adults with high verbal fluency showed the young-like pattern. Analyses of individual differences in eye-tracking patterns revealed a similar effect of verbal fluency in both young and older adults: high verbal fluency groups of both ages show larger first fixation effects, while low verbal fluency groups show larger downstream costs (rereading and/or refixating NV homographs). Jointly, the eye-tracking and ERP data suggest that effortful meaning selection recruits frontal brain areas important for suppressing contextually inappropriate meanings, which also slows eye movements. Efficacy of fronto-temporal circuitry, as captured by verbal fluency, predicts the success of engaging these mechanisms in both young and older adults. Failure to recruit these processes requires compensatory rereading or leads to comprehension failures (Lee & Federmeier, in press).

Remédiation cognitive portant sur les aspects fluide et cristallisé de l’intelligence auprès d'adolescents présentant un fonctionnement intellectuel limite : approche par le jeu

L’objectif principal de cette thèse était de créer, d’implanter et d’évaluer l’efficacité d’un programme de remédiation cognitive, intervenant de façon comparable sur les aspects fluide (Gf) et cristallisé (Gc) de l’intelligence, au sein d’une population d’intérêt clinique, les adolescents présentant un fonctionnement intellectuel limite (FIL). Compte tenu de la forte prévalence de ce trouble, le programme de remédiation GAME (Gains et Apprentissages Multiples pour Enfant) s’est développé autour de jeux disponibles dans le commerce afin de faciliter l’accès et l’implantation de ce programme dans divers milieux. Le premier article de cette thèse, réalisé sous forme de revue systématique de la littérature, avait pour objectif de faire le point sur les études publiées utilisant le jeu comme outil de remédiation cognitive dans la population pédiatrique. L’efficacité, ainsi que la qualité du paradigme utilisé ont été évaluées, et des recommandations sur les aspects méthodologiques à respecter lors de ce type d’étude ont été proposées. Cet article a permis une meilleure compréhension des écueils à éviter et des points forts méthodologiques à intégrer lors de la création du programme de remédiation GAME. Certaines mises en garde méthodologiques relevées dans cet article ont permis d’améliorer la qualité du programme de remédiation cognitive développé dans ce projet de thèse. Compte tenu du peu d’études présentes dans la littérature scientifique concernant la population présentant un FIL (70verbale. De plus, certains aspects des capacités attentionnelles et de la mémoire de travail semblaient être bien compensés, possiblement via l’effet de psychostimulants. Étonnamment, le fonctionnement adaptatif n’était pas directement relié au niveau intellectuel global et était hétérogène, suggérant l’importance d’évaluer ce domaine pour rendre compte du niveau de fonctionnement des adolescents présentant un FIL dans la vie quotidienne. D’un point de vue comportemental et psychiatrique, les adolescents avec un FIL avaient plus de manifestations internalisées et externalisées atteignant un seuil cliniquement significatif que leurs pairs. Ces manifestations comportementales expliquent d’ailleurs une part importante du niveau de stress parental dans cette population. Ces résultats sont importants à considérer lors de l’orientation académique, clinique et familiale dans la prise en charge des adolescents présentant un FIL, et soulignent l’importance de proposer une évaluation neuropsychologique approfondie. Enfin, la partie centrale de cette thèse consistait à créer un programme de remédiation cognitive portant sur les aspects fluide et cristallisé de l’intelligence, champs d’intervention qui a été négligé compte tenu de la stabilité longtemps postulée de ces processus. Ce programme de remédiation, intitulé GAME, s’adressait aux adolescents présentant un FIL pur ou partiel (soit les deux indices de raisonnement étaient dans la zone limite, soit un seul des deux), et présentait deux versants, GAME-c (portant sur l’intelligence cristallisée) et GAME-f (portant sur l’intelligence fluide). Cette intervention durait seize heures réparties sur huit semaines. Les résultats indiquent que les adolescents ayant suivi GAME-f ont amélioré leur raisonnement fluide; alors que les adolescents ayant suivi GAME-c ont amélioré à la fois leur raisonnement cristallisé et fluide. Cette étude contribue à remettre en question la stabilité des processus intellectuels. C’est par contre la première fois que des améliorations de l’intelligence sont constatées dans une population d’intérêt clinique par le biais d’un entraînement direct. Enfin, les variables cognitives, adaptatives, comportementales et psychiatriques susceptibles d’influencer la qualité de l’amélioration pour chacun des programmes GAME ont fait l’objet d’analyses supplémentaires dans un dernier chapitre et permettent de conclure à la possibilité d’adapter le programme GAME à d’autres populations (ex: déficience intellectuelle). Cette thèse a donc permis de souligner la pertinence d’utiliser les jeux comme outil de remédiation cognitive de part leur versatilité dans leur utilisation, leur facilité d’accès et leur faible coût. Elle met également en avant la nécessité de développer une meilleure compréhension de la population présentant un fonctionnement intellectuel limite et d’effectuer des évaluations neuropsychologiques exhaustives auprès de cette population (cognitif, adaptatif, comportemental et psychiatrique). Enfin, elle souligne la possibilité d’améliorer par remédiation directe les intelligences fluide et cristallisée auprès d’individus avec une intelligence subnormale et suggère qu’il pourrait en être de même pour des populations présentant des déficits cognitifs, comme la déficience intellectuelle légère. Les avenues futures de recherche et les retombées cliniques de ce travail sont discutées, en lien avec les différents résultats trouvés dans ces études.

Examining the feasibility and tolerability of a clinically informed multisite, repetitive transcranial magnetic stimulation protocol

BACKGROUND: Multi-site repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) has been applied experimentally in the treatment of obsessive compulsive disorder (OCD). NEW METHOD: This study was conducted to systematically evaluate the safety, tolerability and neurocognitive effects of rTMS applied to three cortical regions over a period of three months. NEW METHOD: Twenty healthy participants aged 22-33 years were randomly allocated to receive one session of active or sham stimulation of low and high frequency rTMS applied sequentially to the pre-supplementary motor area, right-dorsolateral prefrontal cortex and left-orbitofrontal cortex totalling 9min. Tolerability and safety was evaluated using a standardised safety questionnaire. Neurocognitive functioning was examined using the Cambridge Neuropsychological Test Automated Battery and measures of verbal fluency from the Delis-Kaplan Executive Functioning Test™ at five time points over three months. RESULTS: The protocol was safe and tolerable. Frequencies of minor adverse effects were higher in active (17 endorsements) than sham (1 endorsement) conditions. No between group differences in neurocognitive functioning were identified over three months. COMPARISON WITH EXISTING METHOD: This study is the first to evaluate the feasibility of low and high frequency parameters applied sequentially in a single session to the three selected cortical regions whilst providing neurocognitive data. CONCLUSIONS: rTMS applied sequentially over three cortical regions was found to be safe and tolerable in healthy individuals with no major neurocognitive effects over three months. Such findings can be used to inform the development of rTMS protocols involving multi-site stimulation for OCD.

Analysis of speech fluency in Williams syndrome

Williams syndrome (WS) is a neurodevelopmental genetic disorder, often referred as being characterized by dissociation between verbal and non-verbal abilities, although the number of studies disputing this proposal is emerging. Indeed, although they have been traditionally reported as displaying increased speech fluency, this topic has not been fully addressed in research. In previous studies carried out with a small group of individuals with WS, we reported speech breakdowns during conversational and autobiographical narratives suggestive of language difficulties. In the current study, we characterized the speech fluency profile using an ecologically based measure - a narrative task (story generation) was collected from a group of individuals with WS (n = 30) and typically developing group (n = 39) matched in mental age. Oral narratives were elicited using a picture stimulus - the cookie theft picture from Boston Diagnosis Aphasia Test. All narratives were analyzed according to typology and frequency of fluency breakdowns (non-stuttered and stuttered disfluencies). Oral narratives in WS group differed from typically developing group, mainly due to a significant increase in the frequency of disfluencies, particularly in terms of hesitations, repetitions and pauses. This is the first evidence of disfluencies in WS using an ecologically based task (oral narrative task), suggesting that these speech disfluencies may represent a significant marker of language problems in WS. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

The role of fluency in a mathematics item with an embedded graphic: Interpreting a pie chart.

The purpose of this study was to identify the pedagogical knowledge relevant to the successful completion of a pie chart item. This purpose was achieved through the identification of the essential fluencies that 12–13-year-olds required for the successful solution of a pie chart item. Fluency relates to ease of solution and is particularly important in mathematics because it impacts on performance. Although the majority of students were successful on this multiple choice item, there was considerable divergence in the strategies they employed. Approximately two-thirds of the students employed efficient multiplicative strategies, which recognised and capitalised on the pie chart as a proportional representation. In contrast, the remaining one-third of students used a less efficient additive strategy that failed to capitalise on the representation of the pie chart. The results of our investigation of students’ performance on the pie chart item during individual interviews revealed that five distinct fluencies were involved in the solution process: conceptual (understanding the question), linguistic (keywords), retrieval (strategy selection), perceptual (orientation of a segment of the pie chart) and graphical (recognising the pie chart as a proportional representation). In addition, some students exhibited mild disfluencies corresponding to the five fluencies identified above. Three major outcomes emerged from the study. First, a model of knowledge of content and students for pie charts was developed. This model can be used to inform instruction about the pie chart and guide strategic support for students. Second, perceptual and graphical fluency were identified as two aspects of the curriculum, which should receive a greater emphasis in the primary years, due to their importance in interpreting pie charts. Finally, a working definition of fluency in mathematics was derived from students’ responses to the pie chart item.

Verbal instruction abolishes fear conditioned to racial out-group faces

Previous research has shown resistance to extinction of fear conditioned to racial out-group faces, suggesting that these stimuli may be subject to prepared fear learning. The current study replicated and extended previous research by using a different racial out-group, and testing the prediction that prepared fear learning is unaffected by verbal instructions. Four groups of Caucasian participants were trained with male in-group (Caucasian) or out-group (Chinese) faces as conditional stimuli; one paired with an electro-tactile shock (CS+) and one presented alone (CS). Before extinction, half the participants were instructed that no more shocks would be presented. Fear conditioning, indexed by larger electrodermal responses to, and blink startle modulation during the CS+, occurred during acquisition in all groups. Resistance to extinction of fear learning was found only in the racial out-group, no instruction condition. Fear conditioned to a racial out-group face was reduced following verbal instructions, contrary to predictions for the nature of prepared fear learning.

The effects of verbal instruction on affective and expectancy learning

The current research assessed the effects of verbal instruction on affective and expectancy learning during repeated contingency reversals (Experiment 1 and during extinction (Experiment 2) in a picture–picture paradigm. Affective and expectancy learning displayed contingency reversal and extinction, but changes were slower for affective learning. Instructions facilitated reversal and extinction of expectancy learning but did not impact on affective learning. These findings suggest a differential susceptibility of affective and expectancy learning to verbal instruction and question previous reports that verbal instructions can accelerate the extinction of non-prepared fear learning in humans.