Redes de conectividad funcional dinámica para el estudio del deterioro cognitivo asociado a la edad

Resumen

El estudio de la conectividad funcional mediante fMRI ha sido ampliamente estudiado tanto en el envejecimiento cognitivamente sano como en asociación con distintas condiciones patológicas. Aún así, el estudio de la conectividad funcional estática implica suponer que la red de conectividad se mantiene estable durante la longitud del período de registro. Es por ello, que en los últimos años se han desarrollado e implementado un conjunto de métodos destinados a estudiar los patrones de fluctuación dinámica de la red de conectividad funcional, con el objetivo de detectar nuevos indicadores del actividad cerebral normal y patológica. Esta tesis tiene por objetivo el estudio del comportamiento de las redes de conectividad funcional dinámicas a partir de rs-fMRI, en el envejecimiento sano y en pacientes con deterioro cognitivo leve. En concreto, se pretende estudiar la utilidad de los patrones dinámicos de estas redes para caracterizar grupos de personas cognitivamente sanas en comparación con grupos de personas diagnosticadas de patologías que cursan con deterioro cognitivo. En el primer estudio de esta tesis se pretende caracterizar las fluctuaciones de las redes de conectividad funcional dinámica asociadas a la edad combinando el análisis de redes con el estudio de las correlaciones mediante ventanas móviles. En el segundo estudio, se ha aplicado el algoritmo NCPD, que combina la detección de puntos de cambio en series temporales multivariantes con la detección de comunidades de la red; evitando imponer restricciones a parámetros como la longitud de la ventana, con el objetivo de analizar si las dinámicas de las propiedades topológicas de las redes de conectividad funcional están asociadas a la edad y con las medidas de evaluación neuropsicológica. Finalmente, en el tercer estudio se implementa el algoritmo NCPD para caracterizar las diferencias en los patrones de conectividad funcional dinámica entre personas con envejecimiento sano y personas con deterioro cognitivo leve, así como el impacto de las medidas de evaluación neuropsicológica. En las personas sin afectación cognitiva, no se ha encontrado asociación entre la edad de los participantes y el número de puntos de cambio significativos detectados en las redes de conectividad funcional. Para estos participantes, no se han evidenciado efectos netos de la edad o el estado sobre el strength total de la red, la mediana del strength o la variabilidad intra-participante del strength. Pero se ha observado que el characteristic path length aumentaba con la edad y la progresión de los estados, mientras que la duración de los estados se asociaba a un decremento del transitivity coefficient; ambos efectos quedarían atenuados por el grado de preservación de las funciones cognitivas. En los participantes con diagnóstico de MCI, no se han detectado diferencias estadísticamente significativas en comparación con los participantes cognitivamente sanos en el número de puntos de cambio detectados en las redes de FC. Se ha evidenciado un efecto de interacción entre el grupo y el estado sobre la variabilidad intra-paciente del strength de la red; de modo que, para el grupo MCI, la progresión de estado estaba asociada a mayor variabilidad. Además, un mejor rendimiento en la escala de memoria prospectiva y retrospectiva se ha asociado a redes con una mediana de strength más alta.