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assessment delle alterazioni cognitive e

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La valutazione delle alterazioni
cognitive e comportamentali nella
demenza frontotemporale
Stefano F. Cappa
IUSS Pavia
San Raffaele Scientific Institute
Milan, Italy
Lo spettro fronto-temporale
Seelaar et al., 2013
La valutazione dell’afasia progressiva
Varianti
• Non fluente/agrammatica
• Semantica
• Logopenico/fonologica
• Altre varianti
Agosta et al., 2011
Variante semantica
• Eloquio fluente, con anomie e parafasie
semantiche
• Deficit di denominazione e comprensione
parole singole
• Deficit semantico nonverbale
Case S.P. ♂ 63 years old, 13 years of education, svPPA (GRN +)
Specificità
• Elevata. Rari casi «atipici» (es., mutazioni
C9ORF72)
Variante non fluente/agrammatica
• Produzione nonfluente con disturbi articolatori e
agrammatismo
• Deficit (inizialmente modesto) di denominazione
• Comprensione parole singole conservata
• Deficit di comprensione frasi grammaticalmente
complesse
Case M.G. ♀ 62 years old, 17 years education
SPM-T map of hypometabolism of the single patient
[18F]FDG-PET scan compared to 112 HC (FWE)
Language assessment
Specificità
• Difficile diagnosi differenziale con la variante
logopenico/fonologica
Variante logopenico/fonologica
• Eloquio fluent/disfluente, con pause anomiche e
(incostantemente) errori fonologici. Articolazione e
grammatica normali
• Comprensione parole singole indenne
• Deficit di ripetizione e memoria a breve termine
uditivo-verbale
• Deficit di comprensione di frasi con effetto lunghezza
SPM-T map of hypometabolism of the single patient
[18F]FDG-PET scan compared to 112 HC (FWE)
CSF Aβ42 and Tau measures
La valutazione «minima»
• Analisi quantitativa/qualitativa dell’eloquio
• Denominazione e comprensione parole
singole
• Ripetizione parole e frasi
• Comprensione di frasi (struttura sintattica e
lunghezza)
La valutazione «minima»
• Analisi quantitativa/qualitativa dell’eloquio
• Denominazione e comprensione parole
singole
• Ripetizione parole e frasi
• Comprensione di frasi (struttura sintattica e
lunghezza)
Una griglia di analisi
(Wilson et al., 2010; Catricalà et al, in preparazione)
• Ritmo di produzione lessicale e errori
fonologici/articulatori
• Disturbi di fluenza (pause e ripetizioni)
• Tipologia lessicale
• Struttura e complessità sintattica
Aprassia dell’eloquio
(Josephs et al., 2012)
• Tipo 1: predominanti sostituzioni e aggiunte di
suoni distorti con effetto di lunghezza e
complessità
• Tipo 2: predominanti segmentazioni sillabiche
e allungamento delle durate intersegmentarie
Fig. 1. Z-scores of each nfv and lv patient at the syntactic complexity and disruption of fluency composite measures (on the left) and at two
different components of the syntactic complexity, i.e., agrammatism and length of utterances (on the right).
Analisi automatica
(Chesi et al., in preparazione)
•
•
•
•
•
Frequenza lessicale
Frequenza dei caratteri
Duplicazione bi/tri-grammi
Esemplari fuori-vocabolario
Strutture troncate
• Accurateza della classificazione in 3 varianti
92 per cento
Il Northwestern Anagram test
(adattao da Weintraub et al., 2009)
i gatti
con il fiocco
il cane
insegue
Ferraro et al., in preparazione
Ferraro et al., in preparazione
La valutazione «minima»
• Analisi quantitativa/qualitativa dell’eloquio
• Denominazione e comprensione parole
singole
• Ripetizione parole e frasi
• Comprensione di frasi (struttura sintattica e
lunghezza)
Una valutazione approfondita della
memoria semantica
•
•
•
•
•
Denominazione visiva
Denominazione su descrizione verbale
Accoppiamento parola-figura
Riordino di figure
Generazione e verifica di caratteristiche
Denominazione su descrizione verbale
«E’ un frutto giallo, a forma di mezzaluna, molto apprezzato dalle
scimmie»
Denomianzione visiva
Accoppiamento parola-figura
Riordino
Distrattori
Generazione e verifica di caratteristiche
Target
How to Assess Abstract Conceptual Knowledge: Construction,
Standardization and Validation of a new Battery of Semantic Memory
Tests.
Pasquale Anthony Della Rosa1, Eleonora Catricalà1,2, Silvia De Battisti1,
David Vinson3, Gabriella Vigliocco3 and Stefano F. Cappa1
Sentence Completion Task
Multiple-choice, naming-todescription Task
Equivalent scores
Association
Task
0
≤ 26.18
≤ 13.40
≤ 24.02
1
26.19 – 29.78
13.41 – 16.83
24.03 – 27.78
2
29.79 – 33.39
16.84 – 20.28
27.79 – 31.54
3
33.40 – 37.00
20.29 – 23.72
30.55 – 35.51
4
≥ 37.01
≥ 23.73
≥ 35.32
Catricalà et al, in press
Denominazione di azioni
Cotelli et al., 2006
La valutazione «minima»
• Analisi quantitativa/qualitativa dell’eloquio
• Denominazione e comprensione parole
singole
• Ripetizione parole e frasi
• Comprensione di frasi (struttura sintattica e
lunghezza)
Valutazione della ripetizione
•
•
•
•
•
Vocali e sillabe
Numeri
Parole
Pseudoparole
Frasi a lunghezza crescente
250
200
150
Nfav
Sv
100
Lpv
50
0
Syll+Words
Sentences
Profilo della Lpv
Prestazioni MBT
La valutazione «minima»
• Analisi quantitativa/qualitativa dell’eloquio
• Denominazione e comprensione parole
singole
• Ripetizione parole e frasi
• Comprensione di frasi (struttura sintattica e
lunghezza)
Multilingual syntactic comprehension
test
Gorno Tempin et al., in preparation
Altri fenotipi: variante dinamica
• Produzione ridotta, frasi brevi ben
formate, articolazione normale
• Comprensione buona
• Ripetizione indenne, talora ecolalia
Altri fenotipi: variante gergoafasica
• Produzione fluente, parafasica
• Deficit di comprensione
«rasapele ripata ripata, labela, debelito, eh, mitota bolu”
Caffarra et al., 2013
Altri fenotipi:
anartria progressiva
• Aprassia dell’eloquio
• Comprensione indenne, linguaggio
scritto normale
Case M.B. ♀ 66 years old, 8 years of education
SPM-T map of hypometabolism of the single patient
[18F]FDG-PET scan compared to 112 HC (FWE)
Language assessment
La valutazione della variante
comportamentale
La cognizione sociale
•
•
•
•
•
Capire i segnali sociali
Capire le azioni degli altri
Capire le intenzioni degli altri
Capire i sentimenti degli altri
…
Fusar Poli et al., 2009
Rizzolatti G, Fadiga L, Matelli M, Bettinardi V,
Perani D, Fazio F Localization of grasp representations in
humans by PET: 1.Observation versus execution
Exp Brain Res, 1996; 111:246-252
Meta-analisi del sistema mirror
(Molenberghs et al., 2011)
Capire le interazioni
Canessa et al, 2012
Capire i sentimenti
• Sperimentare o sapere che un’altra persona sta sperimentando rimpianto
• Controllo: scelte fatte dal computer
Canessa et al., 2009
Una base comune per l’empatia
Il cervello sociale
bvFTD (A), AD (B)
Leggere le emozioni
Ekman 60-Faces Test
**
Surprise
*
Happiness
*
Fear
* bvFTD < r HC; ** bvFTD < r HC e AD
Dodich et al., 2014
*
Disgust
**
Rage
*
Sadness
Surprise
SORPRESA
Happiness
Fear
FELICITÀ
FELICITÀ
PAURA
Disgust
DISGUSTO
Rage
RABBIA
Sadness
TRISTEZZA
Test - 14
Ekman P, Friesen W. Pictures of facial affect. Palo Alto, CA: Consulting Psychologists Press.
1976
Interpersonal Reactivity Index
(Davis, 1983)
**
**
**
Fantasy
Perspective taking
Empathic concern
Personal distress
Intention Attribution
SET-IA
Emotion Attribution
SET-EA
Causal Inference
SET-CI
Pazienti AD
6
5
4
HC
3
AD
2
1
0
IA
CI
EA
•
•
Impairment in task with
higher cognitive load
(Castelli et al., 2011)
No correlation with
MMSE score
Adj Raven
Matrices (r )
Adj Rey Figure
Copy (r)
Attentive
matrices
(r)
Corsi
span (r)
Adj SET-GS
0.81
0.44
0.30
0.37
Adj SET-CI
0.69
0.35
0.33
0.31
Adj SET-IA
0.82
0.69
0.45
0.36
Adj SET-EA
0.74
0.40
0.68
0.74
SET score
Correlation indices (Spearman’s r) between SET scores and
neuropsychological scores
bvFTD patients mainly impaired in
emotion attribution (SET-EA)
No correlation between SET scores and
neuropsychological variables
Early marked and diffuse IA/EA impairment
VS
Progressive and subtle executive impairment
(Hornberger et al.,2008)
Statistical analyses of BOLD
fluctuations: 3 outcome measures
• all the bins of power spectra: which spectral
bins, of which networks, are associated with
predictors? How? Lower or higher frequency?
• Intensity of spatial maps (SMs):
which voxels, of which networks, are
associated with predictors? How? Lower
or higher activity?
• Functional network connectivity (FNC): which
connections between components are associated with
predictors? How? Lower or higher connectivity?
Resting-state brain activity and ToM performance
Default Mode
“Executive” fronto-parietal
12 bvFTD and 30 matched HC
9 min Resting-state during fMRI
Spatial ICA with GIFT toolbox
“Language” fronto-temporal
Sensorimotor
Extraction of 32 ICs, assigned
to different “networks”
p < 0.05 corrected
“Attentional” fronto-parietal
“Visual”
bvFTD vs. controls: shift towards higher frequencies
Reduction of low
“dominant” frequencies
Increase of high
frequencies
DMN, frontal-executive, fronto-temporal,
attentional networks
bvFTD vs. controls: reduced inter-networks connectivity
Connectivity: temporal correlation between BOLD timecourses
Reduced connectivity: attentional & STS;
attentional & occipito-temporal ; STS &
sensorimotor
Increased connectivity: DMN &
sensorimotor
Higher EA scores in bvFTD
↑ low freq and ↓ high freq in frontal-executive,
fronto-temporal, sensorimotor networks
Specific to EA vs IA and CI
Il gioco dell’ultimatum
Whole-brain analysis
ROI-based analysis
Valutazione minima della BvFTD
• Riconoscimento delle emozioni
• Empatia cognitiva e affettiva
• Mini SEA (Bertoux et al., 2013)
Questioni di specificità
• Presentazione «frontale» dell’AD
• Fenocopie
• Malattia del motoneurone
Il mistero delle«fenocopie»
• Soddisfano i criteri per possibile bv-FTD di Rascovsky et
al
• Hanno eseguito una approfondita valutazione
psichiatrica, che consente di escludere disturbi
dell’umore, schizofrenia, disturbi ossessivo-complusivi
e abuso di sostanze
• Hanno un follow-up di almeno tre anni, che documenta
l’assenza di progressione cognitiva e declini funzionale
• Neuroimaging convenzionale normale o aspecifico
• Nessuna progressione(follow up massimo nella nostra
serie: più di 10 anni)
La valutazione della malattia del
motoneurone
Lo spettro Bv-FTD-MND
Cognzione nella SLA
• Demenza (precedente, simultanea o
successiva al deficit motorio)
– Mitsuyama , 1984; Morita et al., 1987
• Deficit cognitivo subclinico
– Gallassi et al., 1985; 1989
Criteri di consenso
•
•
•
•
ALS-FTD (bv, PNFA, SD)
ALS-behavioural impairment (ALS-bi)
ALS-cognitive impairment (ALS-ci)
ALS-comorbid dementia
ALSci: profilo neuropsicologico
• Deficit delle funzioni esecutive
– Fluenza verbale
– Wisconsin Card Sorting
– Stime cognitive
• Deficit memoria verbale a breve termine
• Deficit di denominazione di azioni
• I deficit non correlano con la gravità del deficit
motorio o con le scale di depressione, e sono
di regola assenti nei pazienti LMND
ALSbi: profilo neurocomportamentale
• Frontal Behavioural assessment
– Aspontaneità
– Rigidità mentale
Valutazione secondo i criteri di
consenso
Diagnosis
normal
ALSci
ALSbi
ALScd
Consonni et al., 2013
Relazione FTD/MND
Mutazioni C9ORF72
•
•
•
•
bvFTD
SLA
bvFTD/ALS
Psicosi
• Cerami et al., 2013:
– SvPPA
– Disturbi di memoria
FTD
ALS
FTD-MND
3
*
2
*
1
2
2
Participants
19 patients with ALS
20 healthy controls (HC)
Task
Ekman 60-Faces Test
Diffusion Tensor Imaging (DTI)
Tract-Based Spatial Statistics, correlation
between microstructural indices and
emotion recognition skills in ALS
Behavioral results
Impairment in the recognition of
(negative) emotions in ALS patients vs.
HC.
Tract-Based Spatial Statistics results
Correlation between the recognition of
negative emotions and microstructural
properties of the right Inferior
Longitudinal Fasciculus (ILF; light-blue)
and Inferior Fronto-Occipital Fasciculus
(IFOF; yellow) in ALS patients.
marker of early frontotemporal-limbic damage in ALS?
EA condition
U=28, p=0.018, Cliff’s delta=0.55
Participants
13 patients with ALS
14 healthy controls (HC)
6,00
Task: SET
4,00
ALS
18,00
HC
2,00
15,00
12,00
9,00
ALS
6,00
HC
3,00
0,00
SET global score
U=40.50, p=0.009, Cliff’s delta=0.55
0,00
IA
EA
CI
EA
EA
Microstructural correlates of emotion attribution impairment in
non-demented patients with Amyotrophic Lateral Sclerosis
Crespi, C., Cerami C., Dodich A., Canessa N., Iannaccone, S., Corbo, M., Lunetta, C., Scola, E., Falini, A.,
Cappa S.F.
(in preparation)
Tract-Based Spatial Statistics results
Correlation between SET-EA scores in ALS patients (but not in HC) and microstructural properties of
fronto-temporal portions of ventral associative and commissural fiber tracts (i.e., forceps minor and
genu of the corpus callosum, anterior portion of the cingulum bundle, uncinate and inferior frontooccipital fasciculi)
7
6
EA scores
5
4
ALS
3
HC
2
rALS=0.84, p=0.0013
1
0
0,3
0,35
0,4
0,45
Fractional Anisotropy
0,5
0,55
p<0.05
corrected for multiple
comparisons
marker of early frontotemporal-limbic damage in ALS?
Action naming in MND
*
APACS (Assessment of Pragmatic Abilities and
Cognitive Substrates)
 2 pragmatic domains (context-sensitive), both in
production and comprehension
• Discourse
• Non literal language
 Token test (production and comprehension) to
assess structural language
 Ecological validity
Bambini & Arcara in prep.
APACS (Assessment of Pragmatic Abilities and
Cognitive Substrates)
Production
Discourse
Non literal
language
Request
1. Interview
2. Scene
description
--
7. Token-new
version
4. Multiple
choice
5.
Metalinguistic
explanation
6. Humour
8. Token test
Comprehens 3. Narratives
ion
Comprehension – Narratives
I ladri si sono introdotti nel negozio di notte. Erano in due, come riferiscono i
testimoni. Hanno portato via gioielli e oggetti preziosi. I vicini sono stati svegliati
dal rumore di vetri in frantumi e hanno subito telefonato alla polizia. Grazie
all’intervento tempestivo, i ladri non sono riusciti a fuggire. I poliziotti sospettano
che i due uomini facciano parte di una banda più grande, responsabile di numerosi
furti nello stesso quartiere. I delinquenti hanno deciso di non collaborare con la
giustizia ma la polizia sa come far cantare i colpevoli e spera che nelle prossime
settimane l’intera banda venga messa dietro le sbarre.
N sentences
7
N words per sentence
14,8
% common words
97,3%
Gulpease Index
58
Comprehension – Narratives
Di cosa si parla in questa notizia? (parola topic:
furto / ladri)
M
0 1 2
La polizia ha arrestato i ladri?
SÌ
NO NR
DS I ladri hanno rotto le vetrine?
SÌ
NO NR
MI I ladri hanno confessato?
SÌ
NO NR
DI Il furto è avvenuto in una banca?
SÌ
NO NR
S
Che cosa significa che la polizia sa come far cantare i colpevoli?
0 1 2
Cosa significa che la polizia spera che la banda
venga messa dietro le sbarre?
0 1 2
Comprehension – Figurative language 1
Ho appena visto una corsa di formula uno. Certe automobili sono frecce.
1.
Certe automobili sono veloci.
2.
Certe automobili sono lussuose.
3.
Certe automobili sono appuntite.
Idioms
Tabossi et al 2011: Familiarity > 6
Metaphors
Bambini et al. In press: Sensicality > 2,5;
Familiarity > 3
Proverbs
Dizionario Zanichelli dei Proverbi
APACS – Results
APACS – Examples
S.P., 70 years, Bulbar onset (Bulbar+spinal
involvment at test), no laterality, I and II MNs
involvment; 15 months of disease, right handed, 5
years of schooling, ALS/FSRr: 37/48.
C: con quell'investimento Mario ha fatto un buco
nell'acqua
P: quell'investimento... fatto un buco nell'acqua
C: certe borse sono macigni, vuol dire che certe borse
sono?
P: certe borse...sono...
C: macigni vuol dire che certe borse sono?
P: certe borse sono... larghezza
C: certi ricordi sono spine[rip]
P: certi ricordi sono spine perche'... falsi
C: mi puo' ripetere?
P: certi ricordi sono spine
C: sì, cosa vuol dire?
P: sono falsi
C: sono falsi?
P: eh, sono spine
C: certe voci sono trombe, cosa vuol dire?
P: vuol dire che... è un problema
C: certe acconciature sono cespugli, l'ha mai sentito
dire?
Collaborazioni
•
Vita-Salute University and San Raffaele Scientific
Institute
–
–
–
–
–
–
–
Sandro Iannaccone
Alessandra Marcone
Nicola Canessa
Alessandra Dodich
Chiara Crespi
Maria Pilar Ferraro
Elena Gobbi
–
–
Andrea Falini
Elisa Scola
–
–
–
Daniela Perani
Chiara Cerami
Leonardo Iaccarino
–
–
–
–
•
Giancarlo Comi
Massimo Filippi
Federica Agosta
Elena Canu
IUSS Pavia
–
–
–
Andrea Moro
Valentina Bambini
Cristiano Chesi
•
Università di Brescia
–
•
Istituto Neurologico Besta
–
–
–
–
–
•
Fabrizio Tagliavini
Ludovico Minati
Eleonora Catricalà
Monica Consonni
Sara Prioni
University of California at San Francisco
–
–
–
–
•
Antonio Miozzo
Bruce Miller
Marilù Gorno Tempini
Jenny Ogar
Stephen Wilson
University of Chicago
–
–
–
John Cacioppo
Stephanie Cacioppo
Greg Norman
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