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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