Alterations in default network connectivity in posttraumatic stress disorder related to early-life trauma

J Psychiatry Neurosci. 2009 May;34(3):187-94.

Abstract
in En , French

Background: The "default network" consists of a number of brain regions that exhibit correlated low-frequency activity at rest and that have been suggested to be involved in the processing of self-relevant stimuli. Activity in many of these areas has also been shown to be altered in individuals with posttraumatic stress disorder (PTSD). We hypothesized that the posterior cingulate cortex (PCC)/precuneus, part of the default network, would exhibit altered connectivity at rest with other areas of the default network and regions associated with PTSD.

Methods: Seventeen medicated and unmedicated female patients with chronic posttraumatic stress disorder (PTSD) related to early-life trauma and 15 healthy female controls underwent a 5.5-minute functional magnetic resonance imaging scan with their eyes closed. We assessed areas of the brain whose activity positively and negatively correlated with that of the PCC/precuneus in both groups.

Results: At rest, spontaneous low-frequency activity in the PCC/precuneus was more strongly correlated with activity in other areas of the default network in healthy controls than in patients with PTSD. Direct comparison of the 2 groups showed that PCC/ precuneus connectivity was also greater in healthy controls than in patients with PTSD in a number of areas previously associated with PTSD, including the right amygdala and the hippocampus/parahippocampal gyrus.

Limitations: Because our PTSD sample comprised only women with chronic early-life trauma exposure, our results may not be generalizeable to male patients, to a population with single trauma exposure or to those who were adults when the trauma occurred. In addition, our sample included patients taking medication and it is not yet clear how altered connectivity is affected by medication.

Conclusion: Spontaneous activity in the default network during rest, as measured using PCC correlations, is altered in patients with PTSD. The potential effects of psychotropic medications on default network connectivity in the present sample remain unknown. In this patient population, the observed alterations may be associated with the disturbances in self-referential processing often observed in patients with chronic PTSD related to early-life trauma.

Contexte: Le «réseau par défaut» englobe plusieurs régions du cerveau qui manifestent une activité de basse fréquence corrélée au repos et qui, comme le suggèrent certains, joueraient un rôle dans le traitement des stimuli autoréférentiels. Dans bon nombre de ces régions, l’activité s’est également révélée perturbée chez les individus atteints de syndrome de stress post-traumatique (SSPT). Selon notre hypothèse, le cortex cingulaire postérieur (CCP) et le précunéus, éléments du réseau par défaut, manifesteraient au repos une connectivité altérée avec les autres régions du réseau par défaut et les régions associées au SSPT.

Méthodes: Dix-sept patientes (dont certaines traitées pharmacologiquement) atteintes d’un syndrome de stress post-traumatique chronique lié à un traumatisme subi en bas âge, de même que 15 participantes témoins en bonne santé, ont subi une épreuve d’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle de 5,5 minutes, les yeux fermés. Nous avons examiné les régions du cerveau dont l’activité était en corrélation positive et négative avec le CCP/précunéus dans les 2 groupes.

Résultats: Au repos, l’activité de basse fréquence spontanée du CCP/précunéus a été en plus forte corrélation avec celle des autres régions du réseau par défaut chez les témoins en bonne santé que chez les patientes atteintes de SSPT. Une comparaison directe entre les 2 groupes a révélé que la connectivité CCP/précunéus était également plus grande chez les témoins en bonne santé que chez les patientes atteintes de SSPT dans un certain nombre de régions auparavant associées avec le SSPT, y compris l’amygdale cérébrale droite et la région hippocampe/gyrus parahippocampique.

Limites: Étant donné que notre échantillon de patientes atteintes de SSPT ne comprenait que des femmes présentant un syndrome chronique consécutif à un traumatisme subi en bas âge, nos résultats pourraient ne pas s’appliquer aux hommes, aux victimes de traumatismes simples ou aux patients qui étaient adultes lors du traumatisme. De plus, notre échantillon incluait des patientes qui prenaient des médicaments; or, l’impact potentiel de ceux-ci sur la connectivité est inconnu.

Conclusion: L’activité spontanée du réseau par défaut au repos, mesurée par l’analyse de ses corrélations avec le CCP, est altérée chez des patientes atteintes de SSPT. Les effets potentiels des psychotropes sur la connectivité du réseau par défaut dans le présent échantillon demeurent inconnus. Chez cette population de patients, les altérations observées peuvent être associées à des déréglements du traitement des stimuli autoréférentiels souvent observés chez les patients atteints de SSPT chronique consécutif à un traumatisme subi en bas âge.

MeSH terms

  • Adult
  • Brain / physiopathology*
  • Brain Mapping
  • Female
  • Gyrus Cinguli / physiopathology
  • Humans
  • Magnetic Resonance Imaging
  • Middle Aged
  • Neural Pathways / physiopathology
  • Periodicity
  • Psychiatric Status Rating Scales
  • Stress Disorders, Post-Traumatic / physiopathology*
  • Young Adult