Hypoactivity in the Paraterminal Gyrus Following Bilateral Anterior Capsulotomy

Can J Psychiatry. 2020 Jan;65(1):46-55. doi: 10.1177/0706743719874181. Epub 2019 Sep 13.

Abstract

Objective: Bilateral anterior capsulotomy (BAC) is one of the ablative neurosurgical procedures used to treat major depressive disorder or obsessive-compulsive disorder when all other therapies fail. Tristolysis, a reduction in sadness, is the most striking clinical effect of BAC and is seen in the first 1 to 2 weeks after surgery. This retrospective study measured regional cerebral blood flow (rCBF) following surgery to identify which cortical regions were impacted and could account for this clinical effect.

Methods: All patients had their capsulotomies done in Vancouver by the same team. Pre- and postoperative single-photon emission computed tomography perfusion scans were analyzed for 10 patients with major depressive disorder and 3 with obsessive-compulsive disorder. rCBF was measured semiquantitatively by calculating the ratio between an identified region of interest and a whole brain reference area.

Results: Decreased rCBF was found in the paraterminal gyri. Increased rCBF was found in the dorsolateral prefrontal cortices and in the left lateral temporal lobe.

Conclusions: BAC causes hypoactivity in the paraterminal gyri and is the most likely explanation for its tristolytic effect, suggesting that the paraterminal gyrus is the limbic cortical locus for the emotion of sadness. Increased activity in the dorsolateral prefrontal cortices may be occurring via connectional diaschisis, and suppression by overactive paraterminal gyri during depression may account for some of the neurocognitive deficits observed during depressive episodes.

Objectif :: La capsulotomie bilatérale antérieure est une des interventions ablatives de neurochirurgie utilisées pour traiter le trouble dépressif majeur ou le trouble obsessionnel-compulsif quand toutes les autres thérapies ont échoué. La tristolysis, une réduction de la tristesse, est l’effet clinique le plus frappant de la capsulotomie bilatérale antérieure et elle se manifeste dans la première à la deuxième semaine après l’opération. Cette étude rétrospective a mesuré le débit sanguin cérébral après l’opération pour identifier quelles régions corticales ont été touchées et à qui on pourrait attribuer cet effet clinique.

Méthodes :: Tous les patients ont subi une capsulotomie à Vancouver par la même équipe. Les scintigraphies de perfusion de la tomographie d’émission monophotonique avant et après l’opération ont été analysées pour 10 patients souffrant de trouble dépressif majeur et 3 autres souffrant du trouble obsessionnel-compulsif. Le débit sanguin cérébral régional a été mesuré semi-quantitativement en calculant le ratio entre une région d’intérêt identifiée et la région de référence de tout le cerveau.

Résultats :: Le débit sanguin cérébral régional diminué a été constaté dans les gyri paraterminaux. Le débit sanguin cérébral régional accru a été observé dans les cortex dorsolatéral préfrontal et dans le lobe gauche latéral temporal.

Conclusions :: La capsulotomie bilatérale antérieure cause une hypoactivité dans les gyri paraterminaux et est l’explication la plus plausible de son effet tristolytique, ce qui suggère que les gyri paraterminaux sont le centre cortical limbique de l’émotion de tristesse. L’activité accrue dans les cortex dorsolatéral préfrontal peut avoir lieu grâce à une diaschisis de connexion, et la suppression des gyri paraterminaux hyperactifs durant la dépression peut être imputable à certaines déficiences neurocognitives observées durant les épisodes dépressifs.

Keywords: capsulotomy; depression; limbic; paraterminal gyrus; sadness.

Publication types

  • Research Support, Non-U.S. Gov't

MeSH terms

  • Brain
  • Cerebrovascular Circulation
  • Depressive Disorder, Major* / diagnostic imaging
  • Humans
  • Limbic Lobe
  • Retrospective Studies
  • Tomography, Emission-Computed, Single-Photon