Visual processing speed deficits in multiple sclerosis

Abstract

Multiple Sclerosis (MS) is an inflammatory demyelinating disease, which usually affects adults between the ages of 20 and 50. Both at its initial stages and during the course of the disease, acute episodes of neuro-ophthalmic syndromes are frequent, and have been associated with long-term abnormalities in the visual system, even when full clinical recovery is reached. Moreover, recent studies have also reported visual system abnormalities in MS individuals without a previous history of acute episodes of neuro-ophthalmic syndromes, thus suggesting that the visual system might be vulnerable to MS. Cognitive deficits are equally frequent in MS and appear both at the initial and later stages of the disease’s progression. Processing speed is probably one of the most common cognitive deficits in MS. Despite the fact that both visual abnormalities and cognitive impairment are common in MS, the complex interaction between these two is not completely understood. The current study aims to contribute to a further understanding of the interaction between these types of impairments by assessing visual processing speed deficits in relapse-remitting MS (RRMS). Specifically, it is our objective to understand whether the history of neuro-ophthalmic syndromes might be related with worse performances in vision-based processing speed tasks in RRMS participants with normal or corrected-to-normal visual acuity. Additionally, we propose to study how putative abnormal temporal properties of visual processing might be related with processing speed deficits, which was assessed through neuropsychological and psychophysical tasks. In the first study, results suggest that having a history of the neuro-ophthalmic syndromes is related with poor performance in vision-based processing speed tasks. MS individuals with a history of neuro-ophthalmic syndromes still present, however preserved capability to perform visual tasks. Since long-term abnormalities often occur after this clinical event, we hypothesized that visual system defects might contribute to visual processing speed deficits, commonly found in MS. In the second study, it was demonstrated that processing speed deficits were associated with a decreased capability to detect fast presentations of visual stimuli, as well as with a higher limitation in temporal processing capacity. Moreover, the temporal dynamics of visual processing seem to be compromised, on average, for participants with multiple sclerosis, regardless of their cognitive performance. For instance, for multiple sclerosis participants with processing speed deficits, the problem seems not to be an impaired capacity to perform a recognition task or process visual information, but rather lower temporal processing capacity of the visual system. These results might be an expression of a latent sensorial temporal limitation of the visual system in participants suffering from relapse-remitting multiple sclerosis, perhaps contributing significantly to the processing speed deficits found. The potential neural causes for the presented results will be discussed. Furthermore, implications for rehabilitation and future studies will also be presented.

A Esclerose Múltipla (EM) é uma doença inflamatória desmielinizante, que afeta adultos entre os 20 e os 50 anos de idade. Tanto em fases iniciais como no seu decurso, é frequente a existência de episódios de síndromes neuro-oftálmicos que resultam em alterações do sistema visual a longo-prazo, mesmo em casos onde se regista uma recuperação clínica total. Estudos recentes indicam que alterações ao nível do sistema visual podem igualmente aparecer em pessoas sem historial clínico de alterações visuais, sugerindo desta forma que na EM o sistema visual poderá ser vulnerável. Défices de funcionamento cognitivo são também frequentes, sendo o défice de velocidade de processamento provavelmente um dos mais comuns. Apesar das alterações visuais e dos défices cognitivos serem frequentes na EM, a interação entre ambos é pouco conhecida. A presente dissertação visa contribuir para o aumento do conhecimento sobre os défices de velocidade de processamento visual em indivíduos com EM do tipo remissivo-recorrente. Para o efeito, pretende-se compreender de que forma a história de episódios agudos de síndrome neuro-oftálmico poderá estar relacionada com piores performances em testes neuropsicológicos de avaliação da velocidade de processamento, em participantes com EM do tipo remissivo-recorrente, com acuidade visual normal (primeiro estudo). No segundo estudo, analisa-se a associação entre défices de velocidade de processamento, avaliados através de testes neuropsicológicos, e potenciais alterações ao nível das propriedades do processamento temporal (segundo estudo). No primeiro estudo, os resultados evidenciam a existência de uma associação entre a presença de um historial de síndrome neuro-oftálmico e piores desempenhos em testes de velocidade de processamentos visual, apesar da capacidade de realização de tarefas visuais estar preservada. Tal situação sugere que as alterações ao nível do sistema visual, frequentemente associadas a episódios de síndromes neuro-oftálmicos, poderão contribuir, de forma significativa, para os défices de velocidade de processamento avaliados com testes neuropsicológicos visuais, comummente associados à EM. No segundo estudo, os resultados indicam que os défices de velocidade de processamento estão associados a uma diminuição da capacidade de deteção de estímulos visuais rápidos, assim como, a uma maior limitação ao nível da capacidade de processamento temporal. Constata-se ainda que as dinâmicas temporais do processamento visual parecem estar comprometidas na EM, independentemente da performance cognitiva. Segundo estes resultados, os défices de velocidade de processamento na EM estão relacionados com uma limitação na capacidade de processamento temporal do sistema visual, apesar de estar preservada a habilidade de reconhecer e processar adequadamente informação visual. Os resultados comportamentais descritos parecem dever-se a uma limitação sensorial latente do sistema visual em participantes que sofrem de EM do tipo remissivo-remitente, contribuindo significativamente para os défices de velocidade de processamento encontrados. Uma discussão acerca das potenciais causas neurais para os resultados comportamentais apresentados, e implicações para o desenvolvimento de futuras investigações e intervenções de reabilitação neste âmbito, serão ainda apresentadas.