ABSTRACT
Abstract Introduction TBI is associated with alterations in cortico-subcortical connectivity. However, little attention has been paid to its clinical characteristics and functional connectivity in pediatric patients with chronic TBI. Objective To evaluate the cognitive performance and spectral coherence of a group of children with TBI in non-acute phase. Method Cross-sectional study of 15 children with chronic TBI and 17 healthy children. The Neuropsychological Assessment of Children (Evaluación Neuropsicológica Infantil, ENI) was used and the resting activity of the EEG with eyes-closed was recorded. Offline, two-second epochs of the EEG of each participant were chosen and the spectral coherence was estimated in a range of 1.6 to 30 Hz. The cognitive performance between groups was compared with T-test/Mann-Whitney U Test and MANOVA for the coherence values. Results The TBI group showed a lower performance (p ≤ 0.05) in metalinguistic, visuospatial skills, attention, memory, non-verbal flexibility, planning, and organization. Differences (p ≤ 0.000) were found both inter and intrahemispherically in the spectral coherence between the groups, particularly on F1-F3 (95% CI: 0.543 - 0.557) over the whole frequency range and F3-C3 (95% CI: 0.503 - 0.515) in delta, theta, alpha2, and beta frequencies. Discussion and conclusión Our findings suggest alterations of hypo and hyper functional connectivity, particularly on the frontal and parietal lobes of both hemispheres, even after several years of a TBI. It is possible that a subtle difference in the degree of connectivity is crucial in the genesis or successful development of attentional, mnesic, executive, and visuospatial processes.
Resumen Introducción El TCE se asocia con alteraciones en la conectividad cortico-subcortical. Sin embargo, se ha prestado poca atención a las características clínicas y de conectividad funcional en pacientes pediátricos con TCE crónico. Objetivo Evaluar el desempeño cognitivo y la coherencia espectral de un grupo de niños con TCE en fase no aguda. Método Estudio transversal de 15 niños con TCE y 17 niños controles. Se empleó la Evaluación Neuropsicológica Infantil (ENI) y se registró la actividad en reposo del EEG con ojos cerrados. Fuera de línea, se eligieron épocas de 2 s del trazo de cada participante y se estimó la coherencia espectral en un rango de 1.6 a 30 Hz. Se comparó el rendimiento cognitivo entre los grupos con la prueba T/U-Mann de Whitney y MANOVA para los valores de coherencia. Resultados El grupo con TCE mostró un menor rendimiento (p ≤ 0.05) en habilidades metalingüísticas, visuoespaciales, atención, memoria, flexibilidad no verbal, planeación y organización. Se encontraron diferencias (p ≤ 0.000) en la coherencia espectral tanto inter como intrahemisférica entre los grupos. Particularmente, en F1-F3 (95%IC: 0.543 - 0.557) en todo el rango de frecuencias y F3-C3 (95%IC: 0.503 - 0.515) en delta, theta, alfa2 y beta. Discusión y conclusión Los resultados sugieren que distintas redes en estado de reposo muestran alteraciones de hipo e hiperconectividad funcional aun después de varios años de un TCE. Es probable que una sutil diferencia en el grado de conectividad sea determinante en la génesis o desarrollo exitoso de procesos atencionales, mnésicos, ejecutivos y visoespaciales.
ABSTRACT
RESUMEN: Introducción: La potencia espectral en reposo a menudo se considera como un marcador robusto de la función cerebral; sin embargo, pocos estudios la han asociado con una función específica. Objetivo: Analizar la relación entre la potencia absoluta (PA) del EEG con el desempeño en las tareas de funcionamiento ejecutivo en niños. Método: Investigación transversal correlacional en 30 niños (8.6 ± 1 años). Se realizó el EEG con ojos cerrados y análisis de derivaciones bipolares. Con la transformada de Fourier se calculó la PA en el espectro de 1.6-30 Hz. Se aplicó la batería NEUROPSI Atención y Memoria y se calculó el Indice de Atención y Funciones Ejecutivas (IAFE). En función de éste, se comparó la PA con Kruskal-Wallis y valor Z, coeficiente de Spearman para la correlación con las subpruebas. Resultados: Los niños con alteraciones severas ( x - = 63 ± 8 IC 95% [57.2, 68.5]) tuvieron mayor PA delta en F1F7, P301 y P402, así como valores Z cercanos a 2 DE en F7T3, F3C3 y F8T4 en frecuencias lentas. Las correlaciones fueron significativas (rho, p ≤ .05) entre el IAFE con la PA delta en P301 (-.57), P402 (-.43) y T5O1 (-.37); con PA alfa principalmente en zonas fronto-temporo-parieto-occipitales izquierdas. La puntuación en Detección Visual y Fluidez Semántica se relacionó con la PA alfa. Discusión y conclusión: El rendimiento en actividades de FE es diferente en relación con la PA delta frontal y parietal. Existe una relación inversa entre la PA delta y alfa en reposo con la atención y fluidez (245/250).
ABSTRACT: Introduction: The resting EEG power is considered as a robust marker of brain function; however, a few studies have associated it to a specific function. Objective: To analyze the relationship between EEG absolute power (AP) with performance on tasks of executive functioning in children. Method: Correlational cross-sectional study of 30 children (8.6 ± 1 year). EEG was performed with eyes closed and bipolar leads. With the Fourier transform AP was calculated in the spectrum of 1.6, 30 Hz. NEUROPSI Attention and Memory was applied and the Index of Attention and Executive functions (IAFE) was calculated. Based on this, the AP was compared with Kruskal-Wallis and the Z value, Spearman coefficient for correlation with the subtests. Results: Children with severe impairment ( x - = 63 ± 8 CI 95% [57.2, 68.5]) had higher delta AP (α ≤ .05) in F1F7, P301 and P402, and Z values near 2 SD in F7T3, F3C3 and F8T4 at slow frequencies. Correlations were significant between the IAFE and delta AP P301 (-.57), P402 (-.43) and T5O1 (-.37); with AP alpha mainly on left fronto- temporo - parietal- occipital areas. The score in Visual Detection and Semantic Fluency inversely related to AP alpha frequency. Discussion and conclusion: Performance on tasks of executive functioning is different in relation to the frontal and parietal AP delta. There is an inverse relationship between AP delta and alpha at rest with attention and verbal fluency.
ABSTRACT
Resumen: ANTECEDENTES: La función cerebral resulta de la actividad eléctrica en redes glío-neuronales, integradas de forma activa por interacciones sensoriales, motoras y reguladores. Redes que oscilan desde la infancia y se modulan por diversos factores de maduración, incluyendo procesos educativos. OBJETIVO: Identificar el espectro de potencia separado en delta (δ), theta (θ), alfa 1 (α1), alfa 2 (α2), beta 1 (β1) y beta 2 (β2) y su topografía en los hemisferios cerebrales de niños, jóvenes y adultos para establecer indicadores EEGc. MÉTODO: Se estudiaron tres grupos de 16 participantes: niños en primaria (GN), estudiantes de licenciatura (GL) y de maestría (GM). Los padres y los participantes otorgaron su consentimiento. En el aparato Nicolet se registró el EEG utilizando el sistema 10/20. Se analizaron muestras bipolares, con T Fourier se obtuvo la potencia absoluta (PA), se calculó su promedio (PPA), la potencia relativa (PR) y los índices de frecuencias lentas/rápidas. Las diferencias se evaluaron con Kruskal Wallis y la comparación de Dunnet para sub-grupos. RESULTADOS: El PPA de seis frecuencias fue mayor en GN que en GL y GM. En éstos fue similar con excepciones, relacionadas con la distribución topográfica. El índice δ/α fue mayor en GN con particular distribución topográfica y θ/α fue más variable. La PR de α fue mayor en GL y GM comparados con GN, la de θ y de δ en algunas derivaciones, fueron mayores en el GN. DISCUSIÓN Y CONCLUSIÓN: En la maduración cerebral disminuye la PA debido a la integración de más ensambles glío-neuronales, que presentan mayor asimetría en determinada frecuencia. Estos perfiles establecen indicadores para compararlos con futuros registros EEG.
Abstract: ANTECEDENTS: Cerebral function results from the electrical activity in glial-neuronal networks, integrated proactively through sensory, motor, and regulating interactions. These networks oscillate since early life and are modulated by diverse maturation factors, including educational processes. OBJECTIVE: To identify the power spectrum separated in delta (δ), theta (θ), alfa 1 (α1), alfa 2 (α2), beta 1 (β1) y beta 2 (β2), and their topography in cerebral hemispheres of children, youngsters, and adults to establish qEEG indicators. METHOD: We studied three groups of 16 participants each: elementary school children (CG), undergraduate students (UG), and graduate students (GG). Parents and participants granted their consent. The EEG was recorded (Nicolet) following the 10/20 system. Bipolar samples were analyzed. Absolute power (AP) was obtained with Fourier transform; its average (AAP) relative power (RP), and slow/fast frequencies and indices were calculated. Differences were assessed with Kruskal Wallis and Dunnet's comparison for subgroups. RESULTS: The AAP of six frequencies was higher in CG than in UG and GG. Frequencies were similar with exceptions correlating with topographic distribution. The δ/α index was higher in CG with a particular topographic distribution, θ/α varied more. RP of α was higher in UG and GG than in CG; that of θ and δ were higher in some leads of CG. DISCUSSION AND CONCLUSION: During cerebral maturation, AP diminishes due to integration of more glial-neuronal ensembles, presenting greater asymmetry in a giving frequency. These profiles establish indicators for comparison with future EEG recordings.