Visual brain areas in obsessive compulsive disorder : a diffusion tensor imaging approach

Abstract

A Perturbação Obsessivo-Compulsiva (POC) é uma condição psiquiátrica pertencente ao espectro das perturbações de ansiedade, sendo caracterizada por obsessões e compulsões. Obsessões são definidas como pensamentos, imagens, ideias ou impulsos recorrentes cujo conteúdo causam um elevado grau de ansiedade no indivíduo, levando-o a executar ações especificas ou rituais mentais de modo a reduzir a ansiedade, i.e. compulsões, (DSM-IV-TR, APA, 2000). A POC é uma psicopatologia bastante debilitante com uma taxa de prevalência de 1 a 2,5% na população adulta, com diversas facetas no que diz respeito às suas características clínicas: comportamentais, emocionais e neurocognitivas. Com especial atenção, défices ao nível do processamento visual e um viés atencional são descritos como uma significante manifestação desta perturbação, desempenhando um papel importante na ineficiente apreensão de estímulos sociais, um importante característica desta perturbação. Em concordância, alterações cerebrais estruturais e funcionais têm sido associadas a este fenótipo. Deste modo, o principal objectivo é analisar a integridade da microestrutura de substância branca em pacientes com POC, através de técnicas de Imagiologia por Tensor de Difusão (do inglês Diffusion Tensor Imaging), usando uma metodologia baseada na segmentação e tractografia, de modo a estabelecer uma relação entre estes padrões de conexão cerebral e a sua sintomatologia clínica. Considerando os défices cognitivos e alterações cerebrais da POC, nomeadamente ao nível das áreas frontais (orbitofrontal e dorsolateral) e occipitais, pretendemos continuar investigações prévias da nossa equipa de investigação e examinar a integridade da substância branca dos feixes da circunvolução frontal inferior (CFI), lobo occipital e área V1, regiões cerebrais relacionadas com o processamento visuo-perceptivo, que hipotetizamos estarem alteradas na população com POC (Gonçalves et al., 2010). Recorrendo a uma inovadora técnica de imagiologia (DTI), foram avaliadas as medidas de integridade dos feixes de substância branca (FA, MD, AD e RD) das áreas da CFI, lobo occipital e V1 devido ao seu papel no processamento visual e perceptivo. Catorze pacientes com POC (idade média,M=32,64±11,41) e dez participantes no grupo controlo (idade média M=30,70±9,73), emparelhados em idade, sexo e lateralidade, participaram neste estudo. Os nosso resultados demonstraram diferenças entre pacientes e controlos em três medidas de DTI nas regiões occipitais e V1. Especificamente, o grupo com POC apresentou menor integridade dos feixes de substância branca nestas áreas cerebrais que estão estritamente relacionadas com o processamento visual. No entanto, não foram encontradas diferenças de grupo no que diz respeito às medidas de integridade da matéria branca no feixe da CFI. Os resultados sugerem que feixes de substância branca envolvidas no processamento precoce de estímulos visuais podem estar associadas às manifestações clínicas da POC, nomeadamente o viés de processamento de estímulos emocionais.

Obsessive Compulsive Disorder (OCD) is a psychiatric disorder classified within the spectrum of anxiety disorders, being characterized by obsessions and compulsions. Obsessions are defined as thoughts, images, ideas or recurrent impulses which content causes an elevated degree of anxiety on the individual, impelling him to execute specific actions or mental rituals in order to reduce anxiety, i.e. compulsions, (DSM-IV-TR, APA, 2000). OCD is a very disabling psychopathology with a prevalence rate of 1 to 2,5% in the adult population, with several facets concerning its clinical features: behavioral, emotional and neurocognitive. Of special note, visual processing deficits and an attentional bias has been described as a significant manifestation of this disorder, playing an important role in their inefficient social stimuli aprehension, a important characteristic of this disorder. In agreement, structural and functional brain alterations in the occipital, parietal and other visual areas have been associated with this phenotype. Therefore, the main objective of the present study is to analyze white matter microstructure in OCD patients through the use of Diffusion Tensor Imaging (DTI) techniques, using a segmentation and tractography based approach, in order to establish a relation between connectivity patterns of these visual brain and OCD’ clinical symptomatology. Considering their neurocognitive phenotype and specific brain abnormalities in OCD, namely in frontal (orbitofrontal and dorsolateral) and occipital areas, we now aim to follow our team previous research and investigate the integrity of the Inferior Frontal Gyrus (IFG), occipital lobe and V1 area, as are related with visuo-perceptive processing, which we hypothesize to be abnormal in OCD population (Gonçalves et al., 2010). Using this innovative imaging technique (DTI) we evaluated white matter DTI-derived measures (FA, MD, AD and RD) of the IFG, occipital and V1 areas taking into account their role on visual processing and perception. Fourteen patients with OCD (Mean age=32,64 ± 11,41) and ten comparison controls (Mean age=30,70 ± 9,73), matched on age, sex and handedness, participated in this study. Our results reported group differences in three DTI indexes (MD, AD and RD) in occipital and V1. Specifically, OCD group displayed decreased integrity of these white matter tracts which are strictly related with visual processing. Nevertheless, we did not find group differences regarding the integrity of the IFG white matter tract. Results suggest that brain fiber tracts enrolled in early steges of visual processing may be associated with the clinical features of OCD, specifically the bias in processing for emotional stimuli.