Magnetic resonance imaging in epilepsy. Functional and structural imaging in frontal lobe epilepsy and language study in bilingual patients

Premi Extraordinari de Doctorat concedit pels programes de doctorat de la UAB per curs acadèmic 2017-2018
Gracias al desarrollo de las técnicas de neuroimagen en las últimas décadas se han conseguido avances importantes en el conocimiento de la epilepsia y sus mecanismos; descubriéndose cuestiones calves que han modificado conceptos clásicos y generado nuevas hipótesis en este campo. En los trabajos que componen esta tesis doctoral se utiliza como herramienta común la resonancia magnética para investigar varios aspectos que comprenden desde la función cognitiva a aspectos estructurales. En concreto se han empleado técnicas de resonancia magnética funcional y análisis cuantitativo de imagen estructural para responder a las hipótesis planteadas en los distintos trabajos que la conforman. La tesis comprende tres estudios: los dos primeros se centran en la epilepsia frontal y el tercero en mapeo de lenguaje pacientes bilingües con epilepsia. La epilepsia frontal (EF) es el segundo síndrome más prevalente dentro de las epilepsias focales, después de la epilepsia temporal. Sin embargo, debido a su complejidad como grupo, existen pocos estudios concluyentes a cerca de la función cognitiva en estos pacientes. Tampoco se conocen los cambios funcionales en las redes cognitivas que subyacen los déficits cognitivos en este grupo. Comprender estos aspectos contribuiría de manera importante a entender los déficits cognitivos en este grupo así como a comprender las alteraciones causadas por la cirugía. El primer trabajo de esta tesis estudia la memoria a largo plazo en pacientes con EF. Existen datos contradictorios sobre los déficits de memoria en pacientes con EF. Esta función ha sido poco explorada a pesar de la prevalencia de problemas de memoria en este grupo. Utilizando un paradigma de memoria en resonancia magnética funcional se caracterizaron los cambios funcionales secundarios a la epilepsia frontal y las alteraciones que se asocian al deterioro de esta función. En el segundo trabajo sobre epilepsia frontal se explora la presencia de cambios estructurales en sustancia gris en
Imaging techniques have led to the discovery of key questions in the field of epileptology. In this thesis, functional and structural aspects of focal epilepsies are investigated through magnetic resonance imaging (MRI). In particular, functional MRI and voxel wise analysis are used as the tool to test the hypothesis posed in the different studies that conform this thesis. The thesis is divided into three studies; two of them focus on frontal lobe epilepsy and the third one on language mapping of bilingual patients with epilepsy. Frontal lobe epilepsy is the second most prevalent syndrome among the focal epilepsies after temporal lobe epilepsy. However, it has proved challenging to characterize cognitive dysfunction within this group. Furthermore, the functional anatomy correlates of dysfunction in FLE is still unknown. Understanding these changes may help to characterize better the cognitive profile of this group. It may also improve the understanding of the changes in cognitive function as the result of surgery. In particular one of the studies focuses in memory function in patients with FLE. This cognitive aspect has received little attention in this group of patients. However, there is a significant prevalence of memory deficits in patients with Frontal lobe epilepsy. Using functional MRI (fMRI) I investigated long term memory in patients with FLE in order to characterize the functional anatomy that underlies memory dysfunction in this group of patients. The second study on FLE explores the structural changes in this syndrome. It uses voxel wise quantitative MRI techniques to identify common structural changes across this heterogeneous group. Language fMRI is widely used as part of the pre-surgical investigations of patients with drug resistant epilepsy. This is justified given the high prevalence of atypical language dominance in patients with epilepsy. The clinical validation of these tests have been performed using the subject's native language. However this