J 2022

Modification of Brain Functional Connectivity in Adolescent Thoracic Idiopathic Scoliosis by Lower Extremities Position

CHALOUPKA, Richard; Michal MIKL; Marie NOVÁKOVÁ; Martin REPKO; Ivan REKTOR et al.

Basic information

Original name

Modification of Brain Functional Connectivity in Adolescent Thoracic Idiopathic Scoliosis by Lower Extremities Position

Name in Czech

Vliv polohy dolních končetin na funkční konektivitu mozku u idiopatické hrudní adolescentní skoliózy

Authors

CHALOUPKA, Richard; Michal MIKL; Marie NOVÁKOVÁ; Martin REPKO and Ivan REKTOR

Edition

Symmetry, Basel, Switzerland, MDPI, 2022, 2073-8994

Other information

Language

English

Type of outcome

Article in a journal

Country of publisher

Switzerland

Confidentiality degree

is not subject to a state or trade secret

References:

Marked to be transferred to RIV

Yes

RIV identification code

RIV/00216224:14110/22:00126842

Organization

Lékařská fakulta – Repository – Repository

EID Scopus

Keywords (in Czech)

funkční MRI; motorické okruhy; mozek; adolescentní idiopatická skolióza; hrudní křivka

Keywords in English

functional MRI; motor circuitry; brain; adolescent idiopathic scoliosis; thoracic curve

Links

LQ1601, research and development project. Czech-BioImaging II, large research infrastructures.
Changed: 18/10/2024 00:50, RNDr. Daniel Jakubík

Abstract

In the original language

Functional magnetic resonance imaging (fMRI) in 18 patients with a right thoracic idiopathic curve greater than 30° (mean angle 49.4°, mean age 15.3 years, 4 males) and 22 healthy controls (mean age 18.2 years, 4 males) was explored using a 3T MR scanner. We measured their resting-state fMRI: a) with extended lower extremities; b) with semiflexion of the left lower extremity and extended right lower extremity, with hip abduction. Decreased functional connectivity (FC) between the secondary motor area (SMA) and postcentral cortex, pallidum and cuneus, postcentral gyrus and cerebellum, putamen and temporal lateral neocortex was observed in adolescent idiopathic scoliosis (AIS). This pathological connectivity was reversed by lower extremity semiflexion. The functional connectivity (FC) between cortical and subcortical motor structures is significantly decreased in AIS. The decreased FC of the SMA, basal ganglia, cuneus (a hub structure), and cerebellum indicates the functional impairment of structures involved in regulating muscular tone. FC impairment in patients with AIS appears to be a reaction to the pathological condition. This pathological pattern flexibly reacts to changes in the positioning of the lower extremities, showing that the functional impairment of brain motor circuitry in AIS is reversible. We suggest that the reactivity of cerebral activity leading to brain activity normalization could be used for a rehabilitation program for patients with AIS.

In Czech

Funkční magnetická rezonance (fMRI) u 18 pacinetů s pravostrannou hrudní idiopatickou křivkou větší než 30° (průměrný )hel 49,4°, průměrný věk 15,3 roku, 4 muži) a 22 zdravých osob (průměrný věk 18,2 roku, 4 muži) bylo vyšetřeno 3T MRI přístrojem. Měřili jsme klidový stav fMRI a) s nataženými dolními končetinmi, b) se semiflexi levé dolní končetin a natařženou pravou dolní končetinou s abdukcí v kyčli. Snížená funkční konektivita (FC) mezi sekundární motorickou areou(SMA) a a postcentrální mozkovou kůrou, pallidem a cuneem, postcentrálním gyrem a cerebellem, putamen a laterálním temporálním neocortexem byla zjitěna u u adolescentní idiopatické skoliozy (AIS). Tato patologická konektivita byla změněna semiflexí dolních končetin. FC mezi kortikálními a subkortikálními motorickými strukturami je významně snížena u AIS. Snížená FC mezi SMA, bazálními ganglii, cuneem (hub-uzlová struktura) a cerebellem ukazují na funkční poruchu struktur zahrnutých do regulace svalového napětí. Porucha FC u pacientů s AIS se jeví jako reakce za patologických podmínek. Tyto patologické vzory flexibilně reagují na změny polohy dolních končetin, což ukazuje, že funkční porucha mozkových motorických okruhů je reversibilní. Navrhujeme využít reaktivitu mozkové aktivity vedoucí k normalizaci mozkové aktivity jako možnou součást rehabilitačních programů u pacientů s AIS.

Files attached