Assymétries cérébrales lors de traitement de l’information visuelle rapide : investigations chez une population clinique et neurologiquement saine

Le phénomène de Clignement Attentionnel (Attentional Blink, AB), fait référence à une diminution transitoire du rapport exact d’une deuxième cible (C2) si celle-ci est présentée trop tôt après une première cible (C1) lors d’une présentation visuelle sérielle rapide (rapid serial visual presentation, RSVP), et ce, quand les deux cibles doivent être rapportées. Cette étude a examiné l’existence possible d’asymétries hémisphèriques dans le traitement attentionnel ainsi que l’éventualité que la présentation de cibles à deux hémisphères différents puisse diminuer le AB chez des participants neurologiquement sains et l’abolir dans le cas d’un patient callosotomisé. Pour ce faire, nous avons employé un paradigme modifié du AB dans lequel les cibles pouvaient apparaître dans n’importe quelle de quatre RSVP, une dans chaque quadrant du champ visuel, pour permettre des essais dans lesquels les deux cibles puissent être présentées au même hémisphère et d’autres où chaque cible était présentée à un hémisphère différent. Bien que nous n’ayons trouvé aucune diminution de l’effet AB lors de présentation inter-hémisphérique, dans les deux populations à l’étude, le taux de bonnes réponses globales à la deuxième cible était plus élevé quand les cibles étaient présentées à des hémisphères différents. Nous avons également trouvé un avantage de l’hémisphère gauche chez le patient callosotomisé.

Spécialisation hémisphérique de la reconnaissance de sa propre voix

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Investigation des fonctions du corps calleux par l'étude du transfert interhémisphérique de l'information visuelle et motrice chez les individus normaux et callosotomisés

Le principal rôle du corps calleux est d’assurer le transfert de l’information entre les hémisphères cérébraux. Du support empirique pour cette fonction provient d’études investiguant la communication interhémisphérique chez les individus à cerveau divisé (ICD). Des paradigmes expérimentaux exigeant une intégration interhémisphérique de l’information permettent de documenter certains signes de déconnexion calleuse chez ces individus. La présente thèse a investigué le transfert de l’information sous-tendant les phénomènes de gain de redondance (GR), de différence croisé– non-croisé (DCNC) et d’asynchronie bimanuelle chez les ICD et les individus normaux, et a ainsi contribué à préciser le rôle du corps calleux. Une première étude a comparé le GR des individus normaux et des ICD ayant subi une section partielle ou totale du corps calleux. Dans une tâche de détection, le GR consiste en la réduction des temps de réaction (TR) lorsque deux stimuli sont présentés plutôt qu’un seul. Typiquement, les ICD présentent un GR beaucoup plus grand (supra-GR) que celui des individus normaux (Reuter-Lorenz, Nozawa, Gazzaniga, & Hughes, 1995). Afin d’investiguer les conditions d’occurrence du supra-GR, nous avons évalué le GR en présentation interhémisphérique, intrahémisphérique et sur le méridien vertical, ainsi qu’avec des stimuli requérant une contribution corticale différente (luminance, couleur équiluminante ou mouvement). La présence d’un supra-GR chez les ICD partiels et totaux en comparaison avec celui des individus normaux a été confirmée. Ceci suggère qu’une section antérieure du corps calleux, qui perturbe le transfert d’informations de nature motrice/décisionnelle, est suffisante pour produire un supra-GR chez les ICD. Nos données permettent aussi d’affirmer que, contrairement au GR des individus normaux, celui des ICD totaux est sensible aux manipulations sensorielles. Nous concluons donc que le supra-GR des ICD est à la fois attribuable à des contributions sensorielles et motrices/décisionnelles. Une deuxième étude a investigué la DCNC et l’asynchronie bimanuelle chez les ICD et les individus normaux. La DCNC réfère à la soustraction des TR empruntant une voie anatomique « non-croisée » aux TR empruntant une voie anatomique « croisée », fournissant ainsi une estimation du temps de transfert interhémisphérique. Dans le contexte de notre étude, l’asynchronie bimanuelle réfère à la différence de TR entre la main gauche et la main droite, sans égard à l’hémichamp de présentation. Les effets de manipulations sensorielles et attentionnelles ont été évalués pour les deux mesures. Cette étude a permis d’établir une dissociation entre la DCNC et l’asynchronie bimanuelle. Précisément, les ICD totaux, mais non les ICD partiels, ont montré une DCNC significativement plus grande que celle des individus normaux, alors que les deux groupes d’ICD se sont montrés plus asynchrones que les individus normaux. Nous postulons donc que des processus indépendants sous-tendent la DCNC et la synchronie bimanuelle. De plus, en raison de la modulation parallèle du GR et de l’asynchronie bimanuelle entre les groupes, nous suggérons qu’un processus conjoint sous-tend ces deux mesures.

Die Einheit des Bewusstseins und das Phänomen der Synästhesie

Synästhetiker schmecken Berührungen, sehen Farben und Formen, wenn sie Musik hören oder einen Duft riechen. Es wurden auch so außergewöhnliche Formen wie Wochentage-Farben-, Berührung-Geruch- oder Schmerz-Farben-Synästhesien gefunden. Die von Neuro- wissenschaftlern und Philosophen als „Bindung“ genannte Fähigkeit mehrere Reize, die in verschiedenen Hirnarealen verarbeitet werden, miteinander zu koppeln und zu einer einheitlichen Repräsentation bzw. erfahrenen Einheit des Bewusstseins zusammenzufassen, betrifft jeden gesunden Mensch. Synästhetiker sind aber Menschen, deren Gehirne zur „Hyperbindung“ oder zum hyperkohärentem Erleben befähigt sind, da bei ihnen wesentlich mehr solcher Kopplungen entstehen. Das Phänomen der Synästhesie ist schon seit mehreren Jahrhunderten bekannt, aber immer noch ein Rätsel. Bisher glaubten Forscher, solche Phänomene beruhten bloß auf überdurchschnittlich dichten neuronalen Verdrahtungen zwischen sensorischen Hirnregionen. Aus der aktuellen Forschung kann man jedoch schließen, dass die Ursache der Synästhesie nicht allein eine verstärkte Verbindung zwischen zwei Sinneskanälen ist. Laut eigener Studien ist der Sinnesreiz selbst sowie seine fest verdrahteten sensorischen Pfade nicht notwendig für die Auslösung des synästhetischen Erlebens. Eine grundlegende Rolle spielt dabei dessen Bedeutung für einen Synästhetiker. Für die Annahme, dass die Semantik für die synästhetische Wahrnehmung das Entscheidende ist, müssten synästhetische Assoziationen ziemlich flexibel sein. Und genau das wurde herausgefunden, nämlich, dass normalerweise sehr stabile synästhetische Assoziationen unter bestimmten Bedingungen sich auf neue Auslöser übertragen lassen. Weitere Untersuchung betraf die neu entdeckte Schwimmstil-Farbe-Synästhesie, die tritt hervor nicht nur wenn Synästhetiker schwimmen, aber auch wenn sie über das Schwimmen denken. Sogar die Namen dieser charakteristischen Bewegungen können ihre Farbempfindungen auslösen, sobald sie im stimmigen Kontext auftauchen. Wie man von anderen Beispielen in der Hirnforschung weiß, werden häufig benutzte neuronale Pfade im Laufe der Zeit immer stärker ausgebaut. Wenn also ein Synästhetiker auf bestimmte Stimuli häufig stoßt und dabei eine entsprechende Mitempfindung bekommt, kann das mit der Zeit auch seine Hirnanatomie verändern, so dass die angemessenen strukturellen Verknüpfungen entstehen. Die angebotene Erklärung steht also im Einklang mit den bisherigen Ergebnissen. Die vorliegende Dissertation veranschaulicht, wie einheitlich und kohärent Wahrnehmung, Motorik, Emotionen und Denken (sensorische und kognitive Prozesse) im Phänomen der Synästhesie miteinander zusammenhängen. Das synästhetische nicht-konzeptuelle Begleiterlebnis geht mit dem konzeptuellen Inhalt des Auslösers einher. Ähnlich schreiben wir übliche, nicht-synästhetische phänomenale Eigenschaften den bestimmten Begriffen zu. Die Synästhesie bringt solche Verschaltungen einfach auf beeindruckende Weise zum Ausdruck und lässt das mannigfaltige Erleben stärker integrieren.

Interhemispheric connections shape subjective experience of bistable motion

The right and left visual hemifields are represented in different cerebral hemispheres and are bound together by connections through the corpus callosum. Much has been learned on the functions of these connections from split-brain patients [1-4], but little is known about their contribution to conscious visual perception in healthy humans. We used diffusion tensor imaging and functional magnetic resonance imaging to investigate which callosal connections contribute to the subjective experience of a visual motion stimulus that requires interhemispheric integration. The "motion quartet" is an ambiguous version of apparent motion that leads to perceptions of either horizontal or vertical motion [5]. Interestingly, observers are more likely to perceive vertical than horizontal motion when the stimulus is presented centrally in the visual field [6]. This asymmetry has been attributed to the fact that, with central fixation, perception of horizontal motion requires integration across hemispheres whereas perception of vertical motion requires only intrahemispheric processing [7]. We are able to show that the microstructure of individually tracked callosal segments connecting motion-sensitive areas of the human MT/V5 complex (hMT/V5+; [8]) can predict the conscious perception of observers. Neither connections between primary visual cortex (V1) nor other surrounding callosal regions exhibit a similar relationship.

Cost-effectiveness of natriuretic peptide-based screening and collaborative care: a report from the STOP-HF (St Vincent's Screening TO Prevent Heart Failure) study

AIMS: Prevention of cardiovascular disease and heart failure (HF) in a cost-effective manner is a public health goal. This work aims to assess the cost-effectiveness of the St Vincent's Screening TO Prevent Heart Failure (STOP-HF) intervention.

METHODS AND RESULTS: This is a substudy of 1054 participants with cardiovascular risk factors [median age 65.8 years, interquartile range (IQR) 57.8:72.4, with 4.3 years, IQR 3.4:5.2, follow-up]. Annual natriuretic peptide-based screening was performed, with collaborative cardiovascular care between specialist physicians and general practitioners provided to patients with BNP levels >50 pg/mL. Analysis of cost per case prevented and cost-effectiveness per quality-adjusted life year (QALY) gained was performed. The primary clinical endpoint of LV dysfunction (LVD) with or without HF was reduced in intervention patients [odds ratio (OR) 0.60; 95% confidence interval (CI) 0.38-0.94; P = 0.026]. There were 157 deaths and/or emergency hospitalizations for major adverse cardiac events (MACE) in the control group vs. 102 in the intervention group (OR 0.68; 95% CI 0.49-0.93; P = 0.01). The cost per case of LVD/HF prevented was €9683 (sensitivity range -€843 to €20 210), whereas the cost per MACE prevented was €3471 (sensitivity range -€302 to €7245). Cardiovascular hospitalization savings offset increased outpatient and primary care costs. The cost per QALY gain was €1104 and the intervention has an 88% probability of being cost-effective at a willingness to pay threshold of €30 000.

CONCLUSION: Among patients with cardiovascular risk factors, natriuretic peptide-based screening and collaborative care reduced LVD, HF, and MACE, and has a high probability of being cost-effective.

TRIAL REGISTRATION: NCT00921960.

Natriuretic peptide-based screening and collaborative care for heart failure:the STOP-HF randomized trial

IMPORTANCE: Prevention strategies for heart failure are needed.

OBJECTIVE: To determine the efficacy of a screening program using brain-type natriuretic peptide (BNP) and collaborative care in an at-risk population in reducing newly diagnosed heart failure and prevalence of significant left ventricular (LV) systolic and/or diastolic dysfunction.

DESIGN, SETTING, AND PARTICIPANTS: The St Vincent's Screening to Prevent Heart Failure Study, a parallel-group randomized trial involving 1374 participants with cardiovascular risk factors (mean age, 64.8 [SD, 10.2] years) recruited from 39 primary care practices in Ireland between January 2005 and December 2009 and followed up until December 2011 (mean follow-up, 4.2 [SD, 1.2] years).

INTERVENTION: Patients were randomly assigned to receive usual primary care (control condition; n=677) or screening with BNP testing (n=697). Intervention-group participants with BNP levels of 50 pg/mL or higher underwent echocardiography and collaborative care between their primary care physician and specialist cardiovascular service.

MAIN OUTCOMES AND MEASURES: The primary end point was prevalence of asymptomatic LV dysfunction with or without newly diagnosed heart failure. Secondary end points included emergency hospitalization for arrhythmia, transient ischemic attack, stroke, myocardial infarction, peripheral or pulmonary thrombosis/embolus, or heart failure.

RESULTS: A total of 263 patients (41.6%) in the intervention group had at least 1 BNP reading of 50 pg/mL or higher. The intervention group underwent more cardiovascular investigations (control, 496 per 1000 patient-years vs intervention, 850 per 1000 patient-years; incidence rate ratio, 1.71; 95% CI, 1.61-1.83; P<.001) and received more renin-angiotensin-aldosterone system-based therapy at follow-up (control, 49.6%; intervention, 56.5%; P=.01). The primary end point of LV dysfunction with or without heart failure was met in 59 (8.7%) of 677 in the control group and 37 (5.3%) of 697 in the intervention group (odds ratio [OR], 0.55; 95% CI, 0.37-0.82; P = .003). Asymptomatic LV dysfunction was found in 45 (6.6%) of 677 control-group patients and 30 (4.3%) of 697 intervention-group patients (OR, 0.57; 95% CI, 0.37-0.88; P = .01). Heart failure occurred in 14 (2.1%) of 677 control-group patients and 7 (1.0%) of 697 intervention-group patients (OR, 0.48; 95% CI, 0.20-1.20; P = .12). The incidence rates of emergency hospitalization for major cardiovascular events were 40.4 per 1000 patient-years in the control group vs 22.3 per 1000 patient-years in the intervention group (incidence rate ratio, 0.60; 95% CI, 0.45-0.81; P = .002).

CONCLUSION AND RELEVANCE: Among patients at risk of heart failure, BNP-based screening and collaborative care reduced the combined rates of LV systolic dysfunction, diastolic dysfunction, and heart failure.

TRIAL REGISTRATION: clinicaltrials.gov Identifier: NCT00921960.

Brain abscess due to viridans streptococci in a severely immunosuppressed HIV-infected patient

We report a case of viriclans streptococcus brain abscess in a severely immunosuppressed HIV-infected patient with a history of chronic sinusitis. A 39-year-old homosexual man showed mental confusion and worsening of a frontal brain lesion after two weeks with antitoxoplasma therapy. Empiric treatment for central nervous system tuberculosis and pyogenic brain abscess was started. He underwent surgical drainage and the diagnosis of brain abscess due to viriclans streptococci was confirmed. All empiric treatments were stopped and ceftriaxone was used for eight weeks, showing complete clinical and radiological resolution. Although infrequent, viriclans streptococci, a common pyogenic aetiology of brain abscess in immunocompetent patients, should be considered in the differential diagnosis of brain lesions in AIDS patients.

Tuberculous brain abscess in a patient with AIDS: case report and literature review

Tuberculous brain abscesses in AIDS patients are considered rare with only eight cases reported in the literature. We describe the case of a 34-year-old woman with AIDS and previous toxoplasmic encephalitis who was admitted due to headache and seizures. A brain computed tomography scan disclosed a frontal hypodense lesion with a contrast ring enhancement. Brain abscess was suspected and she underwent a lesion puncture through a trepanation. The material extracted was purulent and the acid-fast smear was markedly positive. Timely medical and surgical approaches allowed a good outcome. Tuberculous abscesses should be considered in the differential diagnosis of focal brain lesions in AIDS patients. Surgical excision or stereotactic aspiration, and antituberculous treatment are the mainstay in the management of these uncommon lesions.

BRAIN ABSCESS DUE TO Staphylococcus aureus OF CRYPTOGENIC SOURCE IN AN HIV-1 INFECTED PATIENT IN USE OF ANTIRETROVIRAL THERAPY

The spectrum of neurological complications associated with human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) infection is broad. The most frequent etiologies include primary diseases (caused by HIV itself) or secondary diseases (opportunistic infections or neoplasms). Despite these conditions, HIV-infected patients are susceptible to other infections observed in patients without HIV infection. Here we report a rare case of a brain abscess caused by Staphylococcus aureus in an HIV-infected patient. After drainage of the abscess and treatment with oxacilin, the patient had a favorable outcome. This case reinforces the importance of a timely neurosurgical procedure that supported adequate management of an unusual cause of expansive brain lesions in HIV-1 infected patients.

Gamma Knife Surgery versus Linac for Brain Metastasis: Which Technique for Which Patient? Analysis of an Historical Cohort of 63 Consecutive Patients Harboring 130 Lesions

Objectives: We present the retrospective analysis of a single-institution experience for radiosurgery (RS) in brain metastasis (BM) with Gamma Knife (GK) and Linac. Methods: From July 2010 to July 2012, 28 patients (with 83 lesions) had RS with GK and 35 patients (with 47 lesions) with Linac. The primary outcome was the local progression-free survival (LPFS). The secondary outcome was the overall survival (OS). Apart a standard statistical analysis, we included a Cox regression model with shared frailty, to modulate the within-patient correlation (preliminary evaluation showed a significant frailty effect, meaning that the correlation within patient could be ignored). Results: The mean follow-up period was 11.7 months (median 7.9, 1.7-22.7) for GK and 18.1 (median 17, 7.5-28.7) for Linac. The median number of lesions per patient was 2.5 (1-9) in GK compared with 1 (1-3) in Linac. There were more radioresistant lesions (melanoma) and more lesions located in functional areas for the GK group. The median dose was 24 Gy (GK) compared with 20 Gy (Linac). The LPFS actuarial rate was as follows: for GK at 3, 6, 9, 12, and 17 months: 96.96, 96.96, 96.96, 88.1, and 81.5%, and remained stable till 32 months; for Linac at 3, 6, 12, 17, 24, and 33 months, it was 91.5, 91.5, 91.5, 79.9, 55.5, and 17.1%, respectively (p = 0.03, chi-square test). After the Cox regression analysis with shared frailty, the p-value was not statistically significant between groups. The median overall survival was 9.7 months for GK and 23.6 months for Linac group. Uni- and multivariate analysis showed a lower GPA score and noncontrolled systemic status were associated with lower OS. Cox regression analysis adjusting for these two parameters showed comparable OS rate. Conclusions: In this comparative report between GK and Linac, preliminary analysis showed that more difficult cases are treated by GK, with patients harboring more lesions, radioresistant tumors, and highly functional located. The groups look, in this sense, very heterogeneous at baseline. After a Cox frailty model, the LPFS rates seemed very similar (p < 0.05). The OS was similar, after adjusting for systemic status and GPA score (p < 0.05). The technical reasons for choosing GK instead of Linac were the anatomical location related to highly functional areas, histology, technical limitations of Linac movements, especially lower posterior fossa locations, or closeness of multiple lesions to highly functional areas optimal dosimetry with Linac