Cognitive and spectral coherence of EEG alterations in resting state in children with chronic TBI / Alteraciones cognitivas y en la coherencia espectral del EEG en estado de reposo en niños con TCE crónico

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

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.