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Introducción: Las intervenciones quirúrgicas en pacientes con lesiones en el lóbulo temporal pueden ocasionar déficits en su memoria episódica. Sin embargo, no existen exploraciones mediante resonancia magnética funcional (RMf) que informen individualmente de la funcionalidad del hipocampo. El objetivo del presente estudio fue mapear la funcionalidad de esta zona cerebral mediante una nueva tarea de recuerdos autobiográficos. Las hipótesis planteadas fueron: 1) la tarea utilizada activará el hipocampo y 2) los recuerdos recientes activarán áreas anteriores del hipocampo y los recuerdos remotos áreas posteriores. Metodología: La muestra estaba formada por 23 pacientes, 18 con epilepsia de lóbulo temporal y 5 con lesiones cerebrales en zonas temporales o frontales. Durante una sesión de RMf se pidió a los participantes que realizaran una tarea de memoria en la que debían recordar hechos autobiográficos (recientes y remotos) previamente acordados. Las imágenes de resonancia resultantes fueron analizadas utilizando el programa SPM12. Resultados: Los resultados mostraron activación del hipocampo en 19 de los 23 participantes, presentando mayores activaciones en áreas anteriores a diversos niveles de significación. Conclusiones: De forma individual, se puede apreciar que la tarea de memoria activa de manera fiable el hipocampo en el 82,6 % de los pacientes, lo que parece confirmar la primera hipótesis. Sin embargo, esta actividad no se produce de manera diferente en función de si se realiza una tarea de memoria reciente o remota, por lo que no se puede confirmar la segunda hipótesis. Esta información es de gran importancia de cara a una futura intervención quirúrgica. Introduction: Surgical operations in patients with lesions in the temporal lobe may cause deficits in their episodic memory. However, there are no functional magnetic resonance imaging (fMRI) protocols that individually inform about the functionality of the hippocampus. The aim of the present study was to map the functionality of this area by using a new autobiographical memory task. The proposed hypotheses were: 1) the autobiographical memory task will activate the hippocampus and 2) recent memories will activate the anterior hippocampus whereas remote memories will activate posterior regions. Method: The sample was formed by 23 patients, 18 with temporal lobe epilepsy and 5 with brain lesions in temporal or frontal regions. During an fMRI session, participants were asked to perform a memory task in which they had to recall previously agreed autobiographical events (recent and remote). The resulting resonance images were analyzed using the SPM12 software. Results: Results revealed hippocampal activation in 19 out of the 23 participants, showing higher activations in anterior areas at different levels of significance. Conclusions: At the individual level, we observed that the memory task consistently activated the hippocampus in the 82.6% of patients, thus confirming the first hypothesis. However, this activity did not differ between recent and remote memory, so the second hypothesis could not be confirmed. This information is of great importance for future surgical operations.

Esta tesis tiene como objetivo investigar los cambios cerebrales que se producen como consecuencia de la estimulación audio-motora. Para ello, se han utilizado medidas de actividad y de conectividad funcional entre las regiones cerebrales implicadas en el procesamiento audio-motor. Dichos cambios se miden en tres estudios en los que la estimulación audio-motora tiene lugar mediante el aprendizaje de cómo tocar un instrumento musical (Estudio 1) y el aprendizaje de un vocabulario nuevo (Estudio 2 y 3). En conjunto, los resultados de estos tres estudios evidencian que ambos aprendizajes, ya sea musical o de un vocabulario nuevo, producen una huella a nivel cerebral en las interacciones audio-motoras incluso en ausencia de una tarea específica. Además, esta tesis muestra los cambios que produce el aprendizaje de un vocabulario nuevo no solo a corto sino a largo plazo, así como las modificaciones que produce en la lengua nativa., The aim of the present thesis was to investigate neural changes associated with audiomotor stimulation. We measured brain activation as well as functional connectivity between brain regions implicated in audiomotor processing. Three studies were conducted to investigate the neural changes in audiomotor connectivity. The first study investigated the learning processes required to play a musical instrument, whereas the second and third investigated the acquisition of a new vocabulary. My thesis demonstrated that both musical training and learning a new vocabulary leaves an imprint in the brain that affects the audiomotor interactions, even in the absence of a specific task. Furthermore, my thesis showed that the acquisition of a new vocabulary not only produces short-term effects in the brain but even extends to long- term effects over a few weeks and, in addition, modifies the native language. Overall, my thesis provided insight in the ongoing neural changes during language and musical training.

Treball final de Màster Universitari en Psicologia General Sanitària. Codi: SBF018. Curs acadèmic 2015-2016 Objective: We explored the neural efficiency hypothesis in cognitively preserved multiple sclerosis (MS) patients. To observe brain activation for fast and slow information processing speed (IPS) requirements, we used an adapted version of the Symbol Digit Modalities Test (SDMT) with different inter-stimuli intervals (ISI). Methods: 16 MS patients and 17 healthy controls (HC) were enrolled. All the participants were neuropsychologically assessed and did the SDMT adapted for functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) with different ISI presentations (1.5, 2 and 2.5 s). Results: We observed differences between patients and HC while performing the SDMT at 1.5 sec. but not for the 2 and 2.5 ISI presentations. The MS patients showed increased brain activation while performing the SDMT at 2.5 and 2 s ISIs. The regression analysis between SDMT performance for each ISI condition and brain activation showed a positive correlation in the MS patients between the behavioral execution of the SDMT for the 1.5 s and 2 s ISI conditions and frontal brain areas. However, a negative correlation was found between the 1.5 s ISI performance and frontal areas for HC. Conclusions: According to the neural efficiency hypothesis, slower individuals (MS patients) showed increased activations compared to faster individuals (HC) while performing the SDMT. Using an adapted version of the SDMT with a superimposed shorter ISI presentation (1.5 s), IPS deficits were manifested in the MS patients, which were cognitively preserved. Observamos diferencias entre pacientes y CS al realizar el SDMT en la presentación de 1.5 seg. pero no en las presentaciones de IIE de 2 y 2.5. Los pacientes con EM mostraron un incremento en la activación cerebral mientras realizaban el SDMT con IIE de 2.5 y 2 seg. Los análisis de regresión entre el desempeño en cada condición del SDMT y la activación cerebral mostraron una correlación positiva en los pacientes con EM entre la ejecución conductual del SDMT en las condiciones de IIE de 1.5 y 2 seg. y activación en áreas frontales. Sin embargo, en los CS se encontró una correlación negativa entre el desempeño en la condición de 1.5 seg. y activación en áreas frontales. Conclusiones: De acuerdo con la hipótesis de eficiencia neural, los individuos más lentos (pacientes con EM) mostraron un incremento en la activación cerebral en comparación con los individuos más rápidos (CS) durante la realización del SDMT. Al utilizar una versión adaptada del SDMT con una presentación impuesta de IIE más breve (1.5 seg.), se manifestaron déficits en la velocidad del procesamiento de la información en pacientes con EM que se encontraban cognitivamente preservados.

El objetivo principal de esta tesis es estudiar las bases cerebrales de los procesos de búsqueda visual, el desarrollo de la automaticidad a través del entrenamiento, y la relación entre los procesos subyacentes a la búsqueda visual, los modelos teóricos de la atención y la neuroplasticidad. La tarea de búsqueda visual fue utilizada en tres experimentos, recogiendo datos conductuales y de la actividad y conectividad cerebral mediante RMf en población sana. Los resultados señalan las tareas atencionales realizadas mediante procesamiento automático requieren menos recursos (es decir, menor activación de áreas atencionales); acompañándose de mejor respuesta conductual, así como, de incremento en conectividad funcional entre áreas atencionales. En conclusión, se observa una mejora general de la eficiencia del sistema atencional. Además, la conectividad funcional predice las diferencias individuales en el procesamiento controlado y automático de la información. En general, contribuimos con datos empíricos al desarrollo de modelos neurocomputacionales de la atención visual., The main objective of this thesis is to study the behavior and brain basis of the visual search processes, the development of automatic behavior through training on the visual search task, and the relationship between visual search task underlying processes, visual attention theoretical models, and neuroplasticity theories. Three experiments were completed by using the visual search task, collecting behavioral and brain activation and connectivity data by means of fMRI in healthy population. Our main results point out that attention tasks performed through automatic processing require less brain resources (i.e., reduced activation of attention related areas). This is supported by the improved performance observed after training along the increased connectivity within and between attention related areas. In conclusion, general attention system efficiency is improved through training. Moreover, functional connectivity predicted individual differences in controlled and automatic information processing. Overall, we contributed more empirical data to neurocomputational models of visual attention.

Las diferencias individuales en personalidad modulan los procesos motivacionales, emocionales y cognitivos que regulan la conducta. La evidencia previa ha mostrado que el rasgo de Sensibilidad a la Recompensa (SR) se asocia a diferencias individuales en la motivación apetitiva, pero su papel en los procesos de control cognitivo ha sido menos estudiado. Los estudios previos han asociado la SR a una mayor focalización en las respuestas recompensadas o más probables, en aquellos contextos en que existe una conducta dominante o guiada por las expectativas, mientras que en ausencia de una conducta dominante este rasgo favorece un patrón de mayor flexibilidad cognitiva que implica una menor interferencia de la experiencia previa con un estímulo a la hora de establecer nuevas respuestas o asociaciones. A nivel cerebral, la SR se ha ligado al sistema dopaminérgico y a la actividad de regiones relevantes para el control cognitivo como la corteza cingulada anterior, la corteza prefrontal lateral o el estriado. El objetivo de esta tesis es estudiar la relación entre las diferencias individuales en SR y el control cognitivo tanto a nivel conductual como de actividad cerebral. Para desarrollar este trabajo se llevaron a cabo tres estudios de resonancia magnética funcional utilizando paradigmas de control cognitivo que incluyeron tareas de cambio atencional e inhibición de respuesta. El primer estudio mostró que la SR se asocia con una reducción en la actividad de las estructuras cerebrales de control cognitivo (corteza cingulada, prefrontal y estriado) durante el procesamiento de una señal de cambio en una tarea de cambio de set atencional. El segundo estudio mostró que la SR se asociaba a incrementos en la actividad de la corteza frontal inferior derecha e izquierda durante la inhibición de respuestas motoras y el procesamiento de estímulos infrecuentes en una tarea Go/No-go, además de a un patrón conductual de mayor variabilidad en la ejecución de la tarea. El tercer estudio mostró un resultado muy similar a nivel conductual, asociando la SR a una mayor variabilidad en los tiempos de respuesta, así como una modulación de este rasgo sobre la actividad de diferentes redes cerebrales durante una tarea de señal de stop: la SR se asoció a incrementos en la actividad de redes motoras (específicamente durante los fallos de inhibición) y a reducciones en la actividad de redes atencionales y de procesamiento del error. En conclusión, este trabajo muestra el papel modulador de la personalidad, y en concreto del rasgo de SR, sobre la actividad cerebral durante el control cognitivo. La asociación entre SR y la variabilidad conductual puede relacionarse con un efecto atencional a nivel general. Los resultados funcionales mostraron que las regiones cerebrales de control cognitivo implicadas en los procesos de inhibición y cambio están moduladas por la SR, aunque este efecto parece ser dependiente de las demandas de la tarea, de modo que en tareas con altas demandas de flexibilidad la SR se asocia a incrementos de actividad a nivel prefrontal mientras que en tareas que requieren focalización la SR se asocia a reducciones en la actividad prefrontal y estriatal. La actividad del cingulado anterior se encuentra reducida en ambos casos en los individuos con mayor SR. En general estos resultados pueden ser relevantes para la comprensión de las relaciones entre cognición, motivación y conducta, así como para profundizar en la descripción y caracterización del patrón de control cognitivo asociado a la SR.

Treball Final de Grau en Psicologia. Codi: PS1048.Curs: 2014/2015 La Teoría de la Sensibilidad al Refuerzo sostiene que las diferencias en la reactividad de determinados sistemas cerebrales que controlan los procesos motivacionales, emocionales y de aprendizaje subyacen a las diferencias individuales de los rasgos de personalidad básicos. Estos sistemas se encargarían de controlar conductas y emociones concretas que se podrían relacionar con determinadas cogniciones. Uno de estos sistemas es el sistema de activación conductual que se encarga de responder ante estímulos apetitivos y de omisión de castigo, generando conductas de aproximación hacia estímulos apetitivos. La zona cerebral fundamental asociada con este sistema son los ganglios basales y sus conexiones con el córtex orbitofrontal, la amígdala y el cortex prefrontal. En este sentido, estudios recientes han mostrado que los individuos con una mayor actividad crónica del sistema de activación conductual muestran un menor volumen de sustancia gris en los ganglios basales bilaterales y en el córtex prefrontal medial (Barrós-Loscertales y cols., 2006), un resultado similar al encontrado en pacientes con TDAH. El objetivo del presente trabajo es comprobar si estas diferencias anatómicas llevan asociadas un distinto patrón de conectividad funcional. Mediante la técnica de resonancia magnética funcional en estado de reposo (RMf-ER), hemos estudiado en estudiantes varones si existen diferencias en conectividad funcional entre diversas áreas cerebrales que están asociadas a diferencias en volumen de sustancia gris en función de las puntuaciones en la escala de “Sensibilidad a la Recompensa”, medida por el Cuestionario de Sensibilidad al Castigo y Sensibilidad a la Recompensa. La técnica RMf-ER se emplea para medir niveles de co-activación entre regiones cerebrales anatómicamente separadas para observar la conectividad funcional entre áreas cerebrales cuando el individuo no realiza ninguna tarea en particular. Los sujetos son instruidos para que en el escáner se relajen, sin llegar a dormirse y sin pensar en nada, mientras la actividad espontánea del cerebro es registrada. Los resultados mostraron que las puntuaciones en Sensibilidad a la Recompensa se asociaban a una mayor conectividad funcional entre el estriado izquierdo y derecho, sin existir diferencias entre la conectividad de estas áreas con el córtex prefrontal. Por tanto, nuestros resultados reflejan una diferencia funcional en función de la personalidad en zonas directamente asociadas con el procesamiento de recompensa.

La epilepsia del lóbulo temporal mesial (ELT) es la causa más común de epilepsia farmacoresistente y se puede beneficiar de terapias alternativas como la neurocirugía. Las alteraciones cognitivas más frecuentes en estos pacientes son en el lenguaje y la memoria. Mediante técnicas de resonancia magnética funcional, la presente tesis aborda dos objetivos: 1) la creación de un protocolo para la evaluación prequirúrgica de las funciones del lenguaje y la memoria y 2) el estudio de los procesos de plasticidad cerebral y sus consecuencias funcionales en los pacientes con ELT. Para alcanzar el primer objetivo, se validó en una muestra de participantes sanos una tarea de lenguaje receptivo: la Verificación de Oraciones. En referencia al segundo objetivo, los resultados de la aplicación del protocolo en los pacientes mostraron una reorganización del lenguaje y la memoria. En cuanto al lenguaje, y especialmente en los pacientes con ELT izquierda, encontramos un aumento de las activaciones contralesionales en áreas frontales y temporoparietales que resultan funcionalmente beneficiosas para el rendimiento neuropsicológico en pruebas de lenguaje y memoria verbal. En cuanto a la memoria, ambos tipos de pacientes mostraron una disminución generalizada de las activaciones temporales mesiales, especialmente relevante en áreas ipsilesionales, siendo la preservación de la actividad ipsilesional la que correlacionaba con la preservación de la memoria verbal. En conclusión, los pacientes con ELT mostraron una reorganización de las redes neuronales que sustentan el lenguaje y la memoria, que siguen patrones diferentes, y cuyas consecuencias funcionales son relevantes a la hora de predecir la probabilidad de déficit postquirúrgico.

The Reinforcement Sensitivity Theory proposed three neuropsychological systems which mediate individual differences in emotion, motivation and learning: Behavioral Activation System, Behavioral Inhibition System and Fight/Flight System, which involve reward, punishment and threat sensitivity systems, respectively. The systems´ sensitivity mediates individual differences on the personality traits Impulsivity and Anxiety. One of the most widely used scales to detect and measure individual differences in these systems is the Sensitivity to Punishment and Sensitivity to Reward Questionnaire. This thesis includes five studies with which we evaluate variance in the structural and functional brain according to the individual differences in Gray´s proposed systems´ sensitivity. Thus, the first two studies analyzed the relation between gray matter volume and the individual differences in the Sensitivity to Reward and Punishment subscales included in the aforementioned questionnaire. Sensitivity to Reward was inversely associated with gray matter volume in the dorsal striatum. Conversely, Sensitivity to Punishment was directly related to gray matter volume in the left amygdale and hippocampus. Furthermore, three functional studies analyzed brain activation associated with individual differences on Sensitivity to Reward scale. The first study showed that brain activity during appetitive emotional picture processing was associated with Sensitivity to Reward in the mesial prefrontal cortex and the adjacent rostral cingulate, while brain activation in the hippocampus/parahippocampus during aversive emotional picture processing was inversely related to Sensitivity to Reward. The second study revealed that Sensitivity to Reward was directly related to the mesial prefrontal cortex and dorsal striatum, and inversely related to the right inferior prefrontal gyrus during the inhibitory control in approach-avoidance conflicts. The third study demonstrated that Sensitivity to Reward during cognitive and emotional interference tasks was related to brain activation in the rostral anterior cingulate during cognitive and emotional Stroop tasks. However, dorsolateral prefrontal cortex activation was directly related to Sensitivity to Reward during cognitive interference, and amygdale activation was inversely related to this variable during emotional interference. Briefly, individual differences in brain structure and function may be associated with system-related personality traits according to the Reinforcement Sensitivity Theory.

Tretzenes Jornades de Foment de la Investigació de la FCHS (Any 2007-2008) Objetivo: Estudiar el funcionamiento cerebral a nivel del córtex frontal en una tarea de control inhibitorio con contingencias de reforzamiento en pacientes con dependencia a la cocaína y no consumidores. Metodología: Una muestra de 41 participantes en total tomaron parte en el estudio: 20 pacientes con dependencia a la cocaína y otros 21 participantes controles. La tarea de RMf consistió en un paradigma go/no-go con contingencias de reforzamiento con un diseño de bloques. Los datos fueron analizados con el programa SPM5. Se analizaron la ejecución y las activaciones durante la tarea en RMf para ambos grupos por separado, y se realizó un contraste de las diferencias entre los mismos. Resultados: No se observaron diferencias en la ejecución entre los grupos. Ambos grupos mostraron un mayor tiempo de reacción durante la condición de control inhibitorio. El grupo de pacientes mostró una mayor activación en el córtex frontal inferior en comparación al grupo control, mientras que el grupo control mostró una mayor activación en el córtex prefrontal mesial en comparación al grupo de pacientes. Conclusiones: La activación reducida del cortex frontal mesial en el grupo de pacientes con dependencia a la cocaína ha sido observada en estudios previos, y relacionada con un déficit de control inhibitorio. La mayor activación en el córtex frontal inferior en el grupo de pacientes puede ser un patrón de activación compensatoria dada la ausencia de diferencias en la ejecución.