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grupos de investigación:

Neurociencia cognitiva

Responsable: Dr. Oscar Vilarroya Oliver
Sede:
IAPS Hospital del Mar
Passeig Marítim, 25-29 Barcelona 08003
93 248 38 71 /72
93 316 04 85 (Oscar Vilarroya)
Componentes:
    Oscar Vilarroya Oliver (Investigador UAB, profesor asociado UAB)
    Joan Carles Soliva Vila (Neurorradiólogo, profesor asociado clínico UAB)
    Daniel Bergé (Psiquiatra Parc de Salut Mar)
    Erika Barba (Doctoranda UAB)
    Clara Pretus (Doctoranda UAB)

    Colaboradores
    Josep Antoni Ramos (Psiquiatra Vall d'Hebron, Profesor Asociado UAB)
    Jordi Fauquet (Profesor titular de Psicología, UAB)
    Susanna Carmona Cañabate (Investigadora post-doc, Laboratorio de Imagen Médica, Hospital Gregorio Marañón, Madrid)
    Anna Mané (Psiquiatra Parc de Salut Mar)
    Mª Angeles Malagon (Psiquiatra Parc de Salut Mar)
    Romina Cortizo (Psicóloga Parc de Salut Mar, doctoranda, UAB)
    Francisco Pastoriza (Psiquiatra Parc de Salut Mar)
    Joseph Hilferty (Lingüista, UB)
    Laura Igual (Ingeniera de imagen médica, UB)
    Yolanda Vives (Ingeniera de imagen médica, PIC-UAB)

    Colaboradores internacionales
    Scott Atran (University of Michigan, USA)
    Luc Steels (ICREA)
Líneas de investigación:
Presentación:
La Unidad de Investigación en Neurociencia Cognitiva (URNC) nació del convenio marco firmado entre la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB), el Instituto Municipal de Asistencia Sanitaria (IMAS) y la empresa CRC Corporación Sanitaria (CRC), iniciando su actividad a partir de Septiembre del 2003. La URNC es un grupo de investigación multidisciplinar, del que forman parte médicos, radiólogos, psiquiatras, psicólogos y otros investigadores. El objetivo principal de la URNC es el de impulsar la investigación avanzada en neurociencia cognitiva, con el desarrollo de líneas de investigación en el ámbito de la neuroimagen de los trastornos mentales y neurológicos, así como en la población sana. Para este fin, la URNC hace uso de técnicas de resonancia magnética (RM) estructural y funcional aplicadas en estudios neuropsicológicos de enfermedades psiquiátricas infantiles y adultas, de enfermedades neurológicas, así como de funciones cognitivas normales y excepcionales.

La URNC está dirigida por el Dr. Óscar Vilarroya y la coordinación de proyectos está a cargo de la Dra. Susana Carmona. Funcionalmente, la URNC está dividida en los tres módulos siguientes:

Módulo ''Diseño y logística''
Dirigido por Daniel Bergé, el módulo se ocupa de la confección de los protocolos experimentales de las diferentes líneas de investigación, y de la logística relacionada con el uso de máquinas de resonancia magnética.
Módulo ''Adquisición''
Dirigido por el Dr. Joan Carles Soliva, el módulo se ocupa de la programación de secuencia de resonancia magnética para cada línea de investigación, y del control de calidad de las imágenes obtenidas.
Módulo de ''Análisis y resultados''
Dirigido por Susana Carmona, el módulo se ocupa del procesamiento de las imágenes, análisis estadístico y configuración de resultados.
Sesiones:
- Primer martes de cada mes: Exposición de proyectos en curso.
- Tercer martes de cada mes: Journal Club.

Actualmente la URNC tiene activas las siguientes líneas de investigación:

A. Trastorno por déficit de atención con hiperactividad y otros trastornos con impulsividad.
1. Circuitos cerebrales de la angustia y la motivació, laxitud articular, y mala respuesta al metilfenidato en el TDAH infantil. Objetivos: Los pacientes pediátricos con TDAH presentan variabilidad en la respuesta al metifenidato. Según estimaciones de eficacia clínica, más del 30% de los pacientes diagnosticados de TDAH no responden adecuadamente al fármaco. Actualmente faltan marcadores clínicos o neurobiológicos que permitan identificar a los pacientes susceptibles de buena o mala respuesta al metifenidato. El objetivo del presente estudio es evaluar en un grupo de pacientes con TDAH el perfil somático (laxitud articular), el rendimiento en tareas de motivación y recompensa, así como la actividad subyacente de los circuitos cerebrales de la angustia y la motivación, en función de la buena o mala respuesta al metifenidato. Sujetos: muetra de 40 pacientes con TDAH entre 6 y 11 años. Método: se usará un diseño de caso-control retrospectivo. Después del diagnóstico de TDAH y evaluación de las variables somáticas, se realizará una primera prueba de resonancia magnética funcional (RMf) en una tarea de motivación/recompensa. Después de la prueba de RMf se iniciará el tratamiento con metilfenidato a todos los participantes. A las tres semanas se evaluarán todos los pacientes y se dividirán en dos grupos, con buena y mala respuesta. Los análisis de las imágenes de RMf se realizarán teniendo en cuenta la pertenencia de cada uno de los dos grupos.
2. Alteraciones estructurales cerebrales en el Trastorno por déficit de atención con hiperactividad (TDAH) infantil:volumetría manual
Objetivos: Modelos recientes sobre el TDAH enfatizan la importancia de los aspectos motivacionales y del procesamiento del refuerzo. Hasta ahora, la mayoría de los estudios has estado dirigidos al análisis de regiones típicamente relacionadas con funciones cognitivas como la corteza prefrontal o los núcleos caudados. El objetivo de este estudio es analizar el volumen del estriado ventral (estructura clave en el procesamiento del refuerzo) en niños con TDAH. Sujetos: la muestra formada por 50 sujetos con TDAH y 50 controles de ambos sexos. Método: El análisis de las imágenes de RM estructural se realizó por medio de la delimitación manual de ROls.
3. Alteraciones funcionales cerebrales en TDAH infatiles: efectos de un entrenamiento cognitivo. Objetivos: Analizar las diferencias de la actividad cerebral entre niños con TDAH y controles durante la realización de tareas atencionales, así como valorar el efecto del entrenamiento cognitivo sobre ésta. Para el entrenamiento cognitivo se realizaron 10 sesiones individuales, de 45 minutos cada una, en que se trabajó la flexibilidad cognitiva, atención/memoria y capacidad de planificación. Sujetos: 19 niños con TDAH subtipo combinado (10 de los cuáles recibirán entrenamiento cognitivo y 9 recibirán entrenamiento en habilidades sociales). Para todos los sujetos finalizaron los tratamientos de metilfenidato 2 semanas antes, y estuvieron libres de medicación durante las dos sesiones de resonancia magnética, así como durante todo el periodo de entrenamiento. Método: se utilizó un diseño pre-post para valorar el efecto del entrenamiento cognitivo sobre este patrón de actividad durante la ejecución de una tarea de atención selectiva.
4. Alteraciones estructurales cerebrales en TDAH infantil por medio de espectroscopia de hidrógeno por RM. Objetivos: Profundizar en el conocimiento del sustrato bioquímico y de los patrones de activación cerebral en el síndrome de hiperactividad con déficit de atención e hiperactividad (TDAH). Por medio de la investigación con la espectroscopia de hidrógeno se pretende obtener datos que ayuden en el diagnóstico, en la elaboración de pronósticos y en la elección terapéutica del TDAH. Sujetos: El estudio incluye dos grupos, uno con sujetos controles sanos, y otro de pacientes con TDAH, con 30 sujetos en cada grupo y con una media de edad de 11 años. Los sujetos del grupo de pacientes con TDAH tienen que cumplir criterios según DSM-IV. No es necesario la interrupción del tratamiento farmacológico por parte de los pacientes. El grupo control está formado por niños procedentes de la población normal, que no presentan trastornos neurológicos o psiquiátricos, usando una muestra de conveniencia. Método: se utiliza la técnica de espectroscopia por RM univoxel utilizando una secuencia de PRESS con un TE de 30 ms, localizando un primer vóxel en la región cerebelar izquierda y después un segundo vóxel en el área frontral periventricular derecha.
5. Alteraciones funcionales en TDAH adulto. Objetivos: evaluar, en pacientes adultos con TDAH, los procesos cognitivos (cool) y emocionales (hot) que constituyen la base de los modelos actuales sobre TDAH. Sujetos: la muestra está formada por 30 sujetos con TDAH no medicados, 30 sujetos con TDAH medicados y 30 controles sanos. Método: para analizar las funciones más propiamente cognitivas (cool functions) se utilizó un paradigma de control inhibitorio, concretamente se utilizó la tarea GonoGo. Para estudiar las funciones más emocionales (hot functions), se utilizó un paradigma basado en la aproximación al refuerzo, más concretamente, refuerzo monetario. Por último, para estudiar el efecto de la DA sobre los procesos cool y hot, las adquisiciones realizadas con el grupo TDAH no medicados se repitieron después de recibir el tratamiento con metilfenidato.
6. Correlatos neuroanatómicos de la impulsividad por medio neuroimagen funcional.
Objetivos: El objetivo del estudio es profundizar en el conocimiento de las áreas cerebrales relacionadas con la impulsividad, así como analizar la relación entre estas regiones y diferentes rasgos de personalidad. Sujetos: la muestra se compuso de 34 sujetos adultos sanos diestros. Método: se utilizó un paradigma Go-noGo para medir el control inhibitorio durante la adquisición de las imágenes cerebrales por medio de la RMf. También se realizará la técnica de la VBM para analizar las correlaciones neuroanatómicas con variables de personalidad.

B. Trastorno obsesivo-compulsivo.
1. Correlatos neuroanatómicos de la impulsividad por medio de neuromagen funcional.
Objetivos: El núcleo caudado ha estado extensamente relacionado con el TOC. A pesar de esto, la literatura previa no es congruente sobre si este núcleo se encuentra anormalmente reducido o aumentado en comparación a los controles. El objetivo de este estudio es implementar un método de segmentación automática que permita diferenciar la cabeza del núcleo caudado del cuerpo para ser más específicos al comparar entre los diferentes grupos. Sujetos: la muestra está formada por 20 niños/adolescentes con TOC y 20 niños/adolescentes controles. Método: se aplicará el método de segmentación automática.

C. Esquizofrenia y otros trastornos psicóticos.
1. Marcadores estructurales y funcionales de neuroimagen de la esquizofrenia con trastornos de ansiedad (TAPA). Objetivos: determinar si existe (y cuál es) el clúster de hallazgos volumétricos y funcionales que diferencian la presencia de TAPA en pacientes esquizofrénicos de pacientes esquizofrénicos sin TAPA y si el clúster corresponde al clúster encontrado en pacientes con TAPA sin esquizofrenia. El análisis estructural estará dirigida a investigar diferencias de volumen tanto en SG como en SB a nivel de todo el cerebro. Como paradigma funcional se utilizará una tarea de identificación de expresiones faciales en combinación con una tarea de aprendizaje social. Se pretende extraer conclusiones sobre cuáles son las diferencias cerebrales entre los diferentes grupos, tanto a nivel estructural como de densidad neural como funcional. Concretamente, en el caso de estudio funcional queremos saber: a) si las alteraciones en el procesamiento de emociones faciales y en el aprendizaje vicario, así como las estructuras cerebrales implicadas en cada uno de estos procesos, permiten diferenciar entre esquizofrénicos con ansiedad y esquizofrénicos sin ansiedad; y b) si las disfunciones en el procesamiento de emociones faciales modulan la capacidad de aprendizaje vicario. Sujetos: por el análisis estructural la muestra la formaron 50 sujetos con esquizofrenia (25 con TAPA y 25 sin) y 50 sujetos sin ( de los cuáles 25 serán completamente sanos y 25 presentarán TAPA). Para el análisis funcional y de densidad neural cada uno de los grupos será reducido a la mitad emparejando los grupos por variables como lateralidad, género y edad. Método: se utilizará un diseño caso-control para evaluar los diferentes patrones de actividad cerebral entre los diferentes grupos, así como las diferencias a nivel estructural y de densidad neuronal.
2. Alteraciones funcionales cerebrales en primeros diagnósticos psicóticos. Objetivos: conocer las alteraciones funcionales de las áreas cerebrales posiblemente implicadas en la generación de sintomatología psicótica (hipocampo, tálamo, amígdala y estriado) en primeros episodios psicóticos por medio de un paradigma de identificación de emociones faciales. El segundo objetivo consiste en establecer una posible correlación entre los cambios observados en la Resonancia Magnética funcional antes y después del tratamiento farmacológico, con una mejoría en la sintomatología clínica. La hipótesis de trabajo es que las estructuras cerebrales que se examinan en este estudio, tienen un patrón de activación diferencial en pacientes esquizofrénicos naïves, y que después de un tratamiento farmacológico este patrón funcional se aproxima al patrón de activación que muestran los controles sanos. Sujetos: la muestra está formada pro 12 pacientes que cumplen los criterios y 12 controles. Método: se compararon los patrones de activación cerebral obtenidos por Resonancia Magnética funcional durante la realización de un paradigma de identificación de expresiones faciales entre controles sanos y pacientes con el primer episodio psicótico, y posteriormente, entre antes y después del tratamiento farmacológico.

D. Trastornos de ansiedad.

1. Correlatos neuroanatómicos del trastorno de Pánico en adolescentes. Estudio de neuroimagen funcional. Objetivos: estudiar los mecanismos fisiopatogénicos implicados en el procesamiento implícito de los estímulos amenazados. La hipótesis es que los pacientes con TP presentarán una mayor activación amigdalar en frente de expresiones emocionales de miedo enmarcaradas. Sujetos: la muestra estará formada por 15 pacientes adolescentes con diagnóstico DSM-IV de Trastorno de Pánico (TP) y 15 controles sanos equiparables por edad, género y lateralidad. Los pacientes serán reclutados en el Hospital Sant Joan de Déu. Método: ser realizará la técnica de la RMf. El paradigma utilizado se basa en la presentación de expresiones faciales de diferentes emociones. Algunas de estas expresiones se presentarán de manera enmascarada. La tarea de los sujetos será determinar el genero de la cara presentada, para conseguir que el procesamiento emocional se produzca de manera implícita e inconsciente.

E. Otros.
1. Efectos funcionales y estructurales cerebrales después de un entrenamiento en técnicas de relajación. Objetivos: observar los cambios en el nivel de actividad cerebral concurrentes a la práctica de técnicas de relajación en circuitos mesolímbicos transcurridos 8 semanas de práctica. También se pretende observar la actividad diferencial en determinadas áreas cerebrales originada a partir de diferentes técnicas de relajación. Como objetivo secundario, correlacionar los cambios a nivel cerebral con los cambios en los niveles subjetivos de ansiedad y de depresión. Aproximando así los hallazgos a la praxis clínica. Sujetos: 24 sujetos de edades comprendidas entre 18 y 45 años, reclutados de forma voluntaria del área Barcelona, y firmado previamente un informe de consentimiento. Se establecen aleatoriamente 2 grupos de 12 miembros cada uno, siendo uno el grupo experimental y el otro el de control. La muestra está constituida por sujetos no experimentados en técnicas de relajación y totalmente diestros. Método: los dos grupos asistieron a 8 sesiones presenciales de 1 hora en grupos de 6 sujetos dirigida por un mismo entrenador. El grupo EXP realizó durante estas técnicas entrenamientos en diferentes tipos de relajación, 20 minutos diarios de práctica en las técnicas aprendidas. El grupo CON recibió unas clases teóricas de diferentes temas de educación de salud, 20 minutos diarios de gravaciones de la misma temática. Se realizaron 2 medidas de RMf, una antes de realizar las 8 semanas de entrenamiento y otra al final. Las tareas durante la RMf se realizaron bajo una guía auditiva. También se realizaron una medida pre y post de VO2 para controlar la profundidad del entrenamiento en relajación, un día previo a cada medida de RMf. El análisis de las imágenes se basó en un análisis de componentes independientes (Independent Component Análisis-ICA) y en un análisis morfométrico basado en tensores (Tensor based morphometry TBM) para los datos funcionales y estructurales respectivamente.
Proyectos:
PROYECTOS I+D

''NEUROIMAGEN ESTRUCTURAL Y FUNCIONAL POR RESONANCIA MAGNETICA DE LAS FUNCIONES EJECUTIVAS Y DE LA MOTIVACIÓN EN EL TRASTORNO POR DEFICIT DE ATENCION E HIPERACTIVIDAD DEL ADULTO''
MINISTERIO DE CIENCIA E INNOVACIÓN. SUBDIRECCIÓN GENERAL DE PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN
REFERENCIA: SAF2009-10901(SUBPROGRAMA NEF)
INVESTIGADOR/A PRINCIPAL: OSCAR VILARROYA OLIVER
ORGANISMO: FUNDACIÓ IMIM
SUBVENCIÓN: 100.000 EUROS
TIPO DE PROYECTO: B
DURACIÓN: 3 AÑO/S

''CIRCUITOS CEREBRALES DE LA ANSIEDAD Y LA MOTIVACIÓN, LAXITUD ARTICULAR, Y MALA RESPUESTA AL METILFENIDATO EN EL TDAH INFANTIL''
FUNDACIÓN ALICIA KOPLOWITZ. AYUDAS A LA INVESTIGACIÓN EN PSIQUIATRIA DE LA INFANCIA Y ADOLESCENCIA Y ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS TEMPRANAS
IV CONVOCATORIA 2008.
INVESTIGADOR PRINCIPAL: VILARROYA OLIVER, OSCAR
SUBVENCIÓ CONCEDIDA: 75.000 EUROS
DURACIÓ: 2008-2010

ARTIFICIAL LANGUAGE EVOLUTION ON AUTONOMOUS ROBOTS COGNITIVE SYSTEMS, INTERACTION, ROBOTICS.
SMALL OR MEDIUM-SCALE FOCUSED RESEARCH PROJECT (STREP1) PROPOSAL.
ICT CALL 1 FP7-ICT-2007-1
ACRONYM: ALEAR ID: 214856
AMOUNT: 3 MILLION EUROS
DURATION: 2008-2011

"ESQUIZOFRENIA CON TRASTORNOS DE ANSIEDAD. BASES CLÍNICAS Y DE NEUROIMAGEN)"
FINANCING ENTITY: FONDO DE INVESTIGACIÓN SANITARIA.
PARTICIPANTS: INSTITUTO MUNICIPAL DE ASISTENCIA SANITARIA. UNIVERSITAT AUTÒNOMA DE BARCELONA
DURATION, 2006- 2008
AMOUNT: 103.530 EUROS
INVESTIGADOR RESPONSABLE: ANTONIO BULBENA VILARRASA
PI052381

ESTUDIO DE INCIDENCIA DE TRASTORNOS DE ANSIEDAD Y DOS SÍNDROMES ÁLGIDOS EN UNA COHORTE CON Y SIN FACTOR DE RIESGO (LAXITUD ARTICULAR) (15.000 EUROS)
Entitat finançadora: Ministerio de Ciencia y Tecnología
Entitats participants: Instituto Municipal de Asistencia Sanitaria. Universitat Autònoma de Barcelona
2003-2004
Investigador responsable: Antonio Bulbena Vilarrasa

CORRELACIÓN CLÍNICO-RADIOLÓGICA POR RM EN EL DÉFICIT DE ATENCIÓN CON HIPERACTIVIDAD (SHDA)"
Entitat finançadora: Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial
Entitats participants: CRC Corporació Sanitaria Universitat Autònoma de Barcelona
2004- : 2007
Quantia: 1 milló d'euros
Investigador responsable: Juan Carlos Soliva
Número d'investigadors participants: 4

COGNICION Y REPRESENTACION EN LOS ENFOQUES ALTERNATIVOS AL SIMBOLICO EN CIENCIA COGNITIVA (CREASEC) (31.000 EUROS)
Entitat financiadora: Ministerio de Ciencia y Tecnología
Entitatts participants: Universitat Illes Balears. Universitat Autònoma de Barcelona. Universidad de Murcia. Universidad Autónoma de Madrid.
2003- 2006
Investigador responsable: Antonio Gomila Benejam
Publicaciones:

Moreno A, Duñó L, Hoekzema E, Picado M, Martín LM, Fauquet J, Vives-Gilabert Y, Bulbena A, Vilarroya O. Striatal volume deficits in children with ADHD who present a poor response to methylphenidate. Eur Child Adolesc Psychiatry. 2014 Jan 7. [Epub ahead of print]

Bergé D, Carmona S, Salgado P, Rovira M, Bulbena A, Vilarroya O. Limbic activity in antipsychotic naïve first-episode psychotic subjects during facial emotion discrimination. Eur Arch Psychiatry Clin Neurosci. 2013 Nov 21. [Epub ahead of print]

Hoekzema E, Carmona S, Ramos-Quiroga JA, Fernández VR, Picado M, Bosch R, Soliva JC, Rovira M, Vives Y, Bulbena A, Tobeña A, Casas M, Vilarroya O. Correction: Laminar Thickness Alterations in the Fronto-Parietal Cortical Mantle of Patients with Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder. PLoS One. 2013 Jul 9;8(7). doi: 10.1371/annotation/7f26a4d8-ec45-4d43-a388-f2d0d4f1a76a. Print 2013.

Vilarroya O. The challenges of neural mind-reading paradigms. Front Hum Neurosci. 2013 Jun 28;7:306. doi: 10.3389/fnhum.2013.00306. Print 2013.

Hoekzema E, Carmona S, Ramos-Quiroga JA, Richarte Fernández V, Bosch R, Soliva JC, Rovira M, Bulbena A, Tobeña A, Casas M, Vilarroya O. An independent components and functional connectivity analysis of resting state fMRI data points to neural network dysregulation in adult ADHD. Hum Brain Mapp. 2013 Feb 18. doi: 10.1002/hbm.22250. [Epub ahead of print]

Hoekzema E, Carmona S, Ramos-Quiroga JA, Richarte Fernández V, Picado M, Bosch R, Soliva JC, Rovira M, Vives Y, Bulbena A, Tobeña A, Casas M, Vilarroya O. Laminar thickness alterations in the fronto-parietal cortical mantle of patients with attention-deficit/hyperactivity disorder. PLoS One. 2012;7(12):e48286. doi: 10.1371/journal.pone.0048286. Epub 2012 Dec 11.

Hoekzema E, Carmona S, Ramos-Quiroga JA, Canals C, Moreno A, Fernández VR, Picado M, Bosch R, Duñó L, Soliva JC, Rovira M, Bulbena A, Tobeña A, Casas M, Vilarroya O. Stimulant drugs trigger transient volumetric changes in the human ventral striatum. Brain Struct Funct. 2012 Nov 27. [Epub ahead of print]

Vilarroya O. A straw man's neogenome. Behav Brain Sci. 2012 Oct;35(5):380-1. doi: 10.1017/S0140525X12001343.

Igual L, Soliva JC, Hernández-Vela A, Escalera S, Jiménez X, Vilarroya O, Radeva P. A fully-automatic caudate nucleus segmentation of brain MRI: application in volumetric analysis of pediatric attention-deficit/hyperactivity disorder. Biomed Eng Online. 2011 Dec 5;10:105. doi: 10.1186/1475-925X-10-105.

Vilarroya O. A satisficing and bricoleur approach to sensorimotor cognition. Biosystems. 2012 Nov;110(2):65-73. doi: 10.1016/j.biosystems.2012.09.007. Epub 2012 Oct 9.

Igual L, Soliva JC, Escalera S, Gimeno R, Vilarroya O, Radeva P. Automatic brain caudate nuclei segmentation and classification in diagnostic of Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder. Comput Med Imaging Graph. 2012 Dec;36(8):591-600. doi: 10.1016/j.compmedimag.2012.08.002. Epub 2012 Sep 5.

Carmona S, Hoekzema E, Ramos-Quiroga JA, Richarte V, Canals C, Bosch R, Rovira M, Soliva JC, Bulbena A, Tobeña A, Casas M, Vilarroya O. Response inhibition and reward anticipation in medication-naïve adults with attention-deficit/hyperactivity disorder: a within-subject case-control neuroimaging study. Hum Brain Mapp. 2012 Oct;33(10):2350-61. doi: 10.1002/hbm.21368. Epub 2011 Aug 8.


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