Galvanic vestibular stimulator for fMRI studies

INTRODUCTION: Areas of the brain that are associated with the vestibular system can be activated using galvanic vestibular stimulation. These areas can be studied through a combination of galvanic vestibular stimulation with functional magnetic resonance imaging (fMRI). In order to provide an appropriate sequence of galvanic stimulation synchronous with the MRI pulse sequence, a specific electronic device that was built and assessed is presented. METHODS: The electronic project of the GVS is divided in analog and digital circuits. The analog circuits are mounted in an aluminum case, supplied by sealed batteries, and goes inside the MRI room near to the feet of the subject. The digital circuits are placed in the MRI control room. Those circuits communicate through each other by an optical fiber. Tests to verify the GVS-MRI compatibility were conducted. Silicone (in-house) and Ag/AgCl (commercial) electrodes were evaluated for maximum balance and minimal pain sensations. fMRI experiments were conducted in eight human volunteers. RESULTS: GVS-MRI compatibility experiments demonstrate that the GVS did not interfere with the MRI scanner functionality and vice versa. The circular silicone electrode was considered the most suitable to apply the galvanic vestibular stimulation. The 1 Hz stimulation sinusoid frequency produced the biggest balance and the less pain sensations when compared to 2 Hz. The GVS was capable of eliciting activation in the precentral and postcentral gyri, in the central sulcus, in the supplementary motor area, in the middle and inferior frontal gyri, in the inferior parietal lobule, in the insula, in the superior temporal gyrus, in the middle cingulate cortex, and in the cerebellum. CONCLUSION: This study shows the development and description of a neurovestibular stimulator that can be safely used inside the MRI scanner room without interfering on its operation and vice versa. The developed GVS could successfully activate the major areas involved with multimodal functions of the vestibular system, demonstrating its validity as a stimulator for neurovestibular research. To the best of our knowledge, this is the first work that shows the development and the construction of a galvanic vestibular stimulator that could be safely used inside the MRI room.

Neuroimaging in stroke and non-stroke pusher patients / Análise de neuroimagens de pacientes com síndrome do empurrador decorrente de AVC e outras etiologias

Pusher behavior (PB) is a disorder of postural control affecting patients with encephalic lesions. This study has aimed to identify the brain substrates that are critical for the occurrence of PB, to analyze the influence of the midline shift (MS) and hemorrhagic stroke volume (HSV) on the severity and prognosis of the PB. We identified 31 pusher patients of a neurological unit, mean age 67.4±11.89, 61.3 percent male. Additional neurological and functional examinations were assessed. Neuroimaging workup included measurement of the MS, the HSV in patients with hemorrhagic stroke, the analysis of the vascular territory, etiology and side of the lesion. Lesions in the parietal region (p=0.041) and thalamus (p=0.001) were significantly more frequent in PB patients. Neither the MS nor the HSV were correlated with the PB severity or recovery time.

A síndrome do empurrador (SE) é um distúrbio de controle postural que acomete indivíduos com lesões encefálicas. Os objetivos deste estudo foram identificar as estruturas encefálicas envolvidas na SE, analisar a influência dos desvios de linha média (DLM) e volume do hematoma (VH) na gravidade e duração da SE. Dentre os pacientes internados na enfermaria de neurologia, foram identificados 31 pacientes com SE, idade média 67,4±11,89, 61,3 por cento homens. Foram realizados exames neurológico e funcional. As análises das neuroimagens incluíram medidas de VH em pacientes com doença cerebrovascular (DC) hemorrágica, DLM, análise do território vascular, etiologia e lado da lesão. Lesão nas regiões parietal (p=0,041) e talâmica (p=0,001) foram significativamente mais frequentes nos pacientes com SE. Não foi observada correlação dos DLM e volume do hematoma com a gravidade e duração da SE.

Variable fMRI activation during two different language tasks in a patient with cognitive delay

Functional MRI produces a more accurate localization of the language areas for epilepsy surgery purpose, but requires the patient cooperation. We report a 34 years-old woman with mental retardation who underwent two different verbal fluency tasks, category and word naming. We found a strong activation of the Broca’s area in the most difficult task. We suggest that a multi-task fMRI study could be successful in patients with cognitive delay.

A ressonância magnética funcional permite uma localização acurada da área da linguagem para fins de cirurgia de epilepsia, mas requer a colaboração do paciente na execução da tarefa proposta, o que pode limitar a sua utilização em pacientes com retardo mental. Nós apresentamos o caso de uma mulher com 34 anos de idade, com retardo mental, que foi submetida a duas tarefas distintas de geração silenciosa de palavras, por categoria e letras. Encontramos forte ativação da área de Broca na tarefa mais complexa. Sugerimos que um estudo com múltiplas tarefas pode ser útil em pacientes com retardo mental.

Controle postural na síndrome de Pusher: influência dos canais semicirculares laterais / Posture control in Pusher syndrome: influence of lateral semicircular canals

A síndrome de Pusher caracteriza-se por uma alteração do equilíbrio na qual pacientes com lesões encefálicas empurram-se em direção ao lado parético utilizando o membro não-afetado. O papel do sistema vestibular na alteração postural da síndrome de Pusher ainda não foi devidamente elucidado. OBJETIVO: Neste estudo objetivamos avaliar o papel dos canais semicirculares horizontais na expressão clínica da síndrome de Pusher, através da aplicação das provas calórica e rotatória. FORMA DE ESTUDO: Observacional, clínico e prospectivo. MATERIAL E MÉTODO: Avaliamos 9 pacientes com AVC e síndrome de Pusher internados na Enfermaria de Neurologia do HCFMRP-USP. Os pacientes foram submetidos à avaliação neurológica clínica e neuropsicológica, NIHSS, Scale for Contraversive Pushing - SCP, teste calórico e teste rotatório. RESULTADOS: Foram estudados 9 pacientes (5 homens) com idade média de 71,8 ± 5,9 anos e com NIHSS médio de 18.33. Três pacientes apresentaram preponderância direcional contralateral à lesão encefálica na prova calórica. Na prova rotatória, foram observados quatro pacientes com preponderância direcional na análise de velocidade da componente lenta. CONCLUSÃO: Os resultados do presente estudo indicam que a disfunção dos canais semicirculares não parece ser fundamental para a expressão da síndrome de Pusher.