Frontiers in Psychology (Feb 2022)
Local Prefrontal Cortex TMS-Induced Reactivity Is Related to Working Memory and Reasoning in Middle-Aged Adults
- María Redondo-Camós,
- María Redondo-Camós,
- María Redondo-Camós,
- Gabriele Cattaneo,
- Gabriele Cattaneo,
- Gabriele Cattaneo,
- Ruben Perellón-Alfonso,
- Ruben Perellón-Alfonso,
- Vanessa Alviarez-Schulze,
- Vanessa Alviarez-Schulze,
- Vanessa Alviarez-Schulze,
- Vanessa Alviarez-Schulze,
- Timothy P. Morris,
- Javier Solana-Sanchez,
- Javier Solana-Sanchez,
- Javier Solana-Sanchez,
- Goretti España-Irla,
- Goretti España-Irla,
- Goretti España-Irla,
- Selma Delgado-Gallén,
- Selma Delgado-Gallén,
- Selma Delgado-Gallén,
- Catherine Pachón-García,
- Catherine Pachón-García,
- Catherine Pachón-García,
- Sergiu Albu,
- Sergiu Albu,
- Sergiu Albu,
- Henrik Zetterberg,
- Henrik Zetterberg,
- Henrik Zetterberg,
- Henrik Zetterberg,
- Henrik Zetterberg,
- Josep M. Tormos,
- Josep M. Tormos,
- Josep M. Tormos,
- Alvaro Pascual-Leone,
- Alvaro Pascual-Leone,
- Alvaro Pascual-Leone,
- David Bartres-Faz,
- David Bartres-Faz,
- David Bartres-Faz
Affiliations
- María Redondo-Camós
- Institut Guttmann, Institut Universitari de Neurorehabilitació adscrit a la Universitat Autónoma de Barcelona, Barcelona, Spain
- María Redondo-Camós
- Departament de Medicina, Facultat de Medicina, Universitat Autònoma de Barcelona, Barcelona, Spain
- María Redondo-Camós
- Fundació Institut d'Investigació en Ciències de la Salut Germans Trias i Pujol, Barcelona, Spain
- Gabriele Cattaneo
- Institut Guttmann, Institut Universitari de Neurorehabilitació adscrit a la Universitat Autónoma de Barcelona, Barcelona, Spain
- Gabriele Cattaneo
- Departament de Medicina, Facultat de Medicina, Universitat Autònoma de Barcelona, Barcelona, Spain
- Gabriele Cattaneo
- Fundació Institut d'Investigació en Ciències de la Salut Germans Trias i Pujol, Barcelona, Spain
- Ruben Perellón-Alfonso
- Institut d'Investigacions Biomèdiques August Pi i Sunyer (IDIBAPS), Barcelona, Spain
- Ruben Perellón-Alfonso
- Departament de Medicina, Facultat de Medicina i Ciències de la Salut, i Institut de Neurociències, Universitat de Barcelona, Barcelona, Spain
- Vanessa Alviarez-Schulze
- Institut Guttmann, Institut Universitari de Neurorehabilitació adscrit a la Universitat Autónoma de Barcelona, Barcelona, Spain
- Vanessa Alviarez-Schulze
- Departament de Medicina, Facultat de Medicina, Universitat Autònoma de Barcelona, Barcelona, Spain
- Vanessa Alviarez-Schulze
- Fundació Institut d'Investigació en Ciències de la Salut Germans Trias i Pujol, Barcelona, Spain
- Vanessa Alviarez-Schulze
- Departamento de Ciencias del Comportamiento, Escuela de Psicología, Universidad Metropolitana, Caracas, Venezuela
- Timothy P. Morris
- Center for Cognitive and Brain Health, Department of Psychology, Northeastern University, Boston, MA, United States
- Javier Solana-Sanchez
- Institut Guttmann, Institut Universitari de Neurorehabilitació adscrit a la Universitat Autónoma de Barcelona, Barcelona, Spain
- Javier Solana-Sanchez
- Departament de Medicina, Facultat de Medicina, Universitat Autònoma de Barcelona, Barcelona, Spain
- Javier Solana-Sanchez
- Fundació Institut d'Investigació en Ciències de la Salut Germans Trias i Pujol, Barcelona, Spain
- Goretti España-Irla
- Institut Guttmann, Institut Universitari de Neurorehabilitació adscrit a la Universitat Autónoma de Barcelona, Barcelona, Spain
- Goretti España-Irla
- Departament de Medicina, Facultat de Medicina, Universitat Autònoma de Barcelona, Barcelona, Spain
- Goretti España-Irla
- Fundació Institut d'Investigació en Ciències de la Salut Germans Trias i Pujol, Barcelona, Spain
- Selma Delgado-Gallén
- Institut Guttmann, Institut Universitari de Neurorehabilitació adscrit a la Universitat Autónoma de Barcelona, Barcelona, Spain
- Selma Delgado-Gallén
- Departament de Medicina, Facultat de Medicina, Universitat Autònoma de Barcelona, Barcelona, Spain
- Selma Delgado-Gallén
- Fundació Institut d'Investigació en Ciències de la Salut Germans Trias i Pujol, Barcelona, Spain
- Catherine Pachón-García
- Institut Guttmann, Institut Universitari de Neurorehabilitació adscrit a la Universitat Autónoma de Barcelona, Barcelona, Spain
- Catherine Pachón-García
- Departament de Medicina, Facultat de Medicina, Universitat Autònoma de Barcelona, Barcelona, Spain
- Catherine Pachón-García
- Fundació Institut d'Investigació en Ciències de la Salut Germans Trias i Pujol, Barcelona, Spain
- Sergiu Albu
- Institut Guttmann, Institut Universitari de Neurorehabilitació adscrit a la Universitat Autónoma de Barcelona, Barcelona, Spain
- Sergiu Albu
- Departament de Medicina, Facultat de Medicina, Universitat Autònoma de Barcelona, Barcelona, Spain
- Sergiu Albu
- Fundació Institut d'Investigació en Ciències de la Salut Germans Trias i Pujol, Barcelona, Spain
- Henrik Zetterberg
- Department of Psychiatry and Neurochemistry, Institute of Neuroscience and Physiology, the Sahlgrenska Academy at the University of Gothenburg, Mölndal, Sweden
- Henrik Zetterberg
- Clinical Neurochemistry Laboratory, Sahlgrenska University Hospital, Mölndal, Sweden
- Henrik Zetterberg
- 0Department of Neurodegenerative Disease, University College London Institute of Neurology, London, United Kingdom
- Henrik Zetterberg
- 1UK Dementia Research Institute, University College London, London, United Kingdom
- Henrik Zetterberg
- 2Hong Kong Center for Neurodegenerative Diseases, Hong Kong, China
- Josep M. Tormos
- Institut Guttmann, Institut Universitari de Neurorehabilitació adscrit a la Universitat Autónoma de Barcelona, Barcelona, Spain
- Josep M. Tormos
- Departament de Medicina, Facultat de Medicina, Universitat Autònoma de Barcelona, Barcelona, Spain
- Josep M. Tormos
- Fundació Institut d'Investigació en Ciències de la Salut Germans Trias i Pujol, Barcelona, Spain
- Alvaro Pascual-Leone
- Institut Guttmann, Institut Universitari de Neurorehabilitació adscrit a la Universitat Autónoma de Barcelona, Barcelona, Spain
- Alvaro Pascual-Leone
- 3Hinda and Arthur Marcus Institute for Aging Research and Deanna and Sidney Wolk Center for Memory Health, Hebrew SeniorLife, Boston, MA, United States
- Alvaro Pascual-Leone
- 4Department of Neurology, Harvard Medical School, Boston, MA, United States
- David Bartres-Faz
- Institut Guttmann, Institut Universitari de Neurorehabilitació adscrit a la Universitat Autónoma de Barcelona, Barcelona, Spain
- David Bartres-Faz
- Institut d'Investigacions Biomèdiques August Pi i Sunyer (IDIBAPS), Barcelona, Spain
- David Bartres-Faz
- Departament de Medicina, Facultat de Medicina i Ciències de la Salut, i Institut de Neurociències, Universitat de Barcelona, Barcelona, Spain
- DOI
- https://doi.org/10.3389/fpsyg.2022.813444
- Journal volume & issue
-
Vol. 13
Abstract
IntroductionThe prefrontal cortex (PFC) plays a crucial role in cognition, particularly in executive functions. Cortical reactivity measured with Transcranial Magnetic Stimulation combined with Electroencephalography (TMS-EEG) is altered in pathological conditions, and it may also be a marker of cognitive status in middle-aged adults. In this study, we investigated the associations between cognitive measures and TMS evoked EEG reactivity and explored whether the effects of this relationship were related to neurofilament light chain levels (NfL), a marker of neuroaxonal damage.MethodsFifty two healthy middle-aged adults (41–65 years) from the Barcelona Brain Health Initiative cohort underwent TMS-EEG, a comprehensive neuropsychological assessment, and a blood test for NfL levels. Global and Local Mean-Field Power (GMFP/LMFP), two measures of cortical reactivity, were quantified after left prefrontal cortex (L-PFC) stimulation, and cognition was set as the outcome of the regression analysis. The left inferior parietal lobe (L-IPL) was used as a control stimulation condition.ResultsLocal reactivity was significantly associated with working memory and reasoning only after L-PFC stimulation. No associations were found between NfL and cognition. These specific associations were independent of the status of neuroaxonal damage indexed by the NfL biomarker and remained after adjusting for age, biological sex, and education.ConclusionOur results demonstrate that TMS evoked EEG reactivity at the L-PFC, but not the L-IPL, is related to the cognitive status of middle-aged individuals and independent of NfL levels, and may become a valuable biomarker of frontal lobe-associated cognitive function.
Keywords
- transcranial magnetic stimulation (TMS)
- Electroencephalography
- TMS-EEG
- cortical reactivity
- prefrontal cortex (PFC)
- cognition