Multiple Sclerosis Manifesting with Cognitive and Neuropsychological

---

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Case Report 

 

Multiple Sclerosis Manifesting with Cognitive and Neuropsychological 

Symptoms – A Case Analysis 

 

 

Krasimir R. GENOV* 

 

 

Affiliation of the author:  

Military Medical Academy, Clinic of Neurology, Sofia, Bulgaria 

 

 

Corresponding author: 

Assoc. Prof. Krasimir R. GENOV, M.D., Ph. D. 

Clinic of nervous diseases- Military Medical Academy, Sofia, Bulgaria 

3 Georgi Sofiiski str., 1000 Sofia, Bulgaria 

Tel: [phone] 

E-mail: 

[e-mail]

 

 

 

 

 

Abstract.  

In  the  last  years  cognitive  and 

neuropsychological  signs  have  been 

noticed  quite  often  early  in  the  clinic  of 

multiple sclerosis patients. Nevertheless, 

they  have  rarely  been  depicted  in  the 

medical literature as isolated symptoms. 

We  present  a  case  of  multiple  sclerosis 

(MS)  which  manifested  itself  with 

cognitive and neuropsychological signs 5 

years before the final diagnosis. 

We analyze the role of the white and the 

gray  matter  lesions  in  the  cognitive 

deficit, neuropsychological and localized 

neurological symptoms. 

 

Key  words:  multiple  sclerosis,  cognitive 

deficit, neuropsychological symptoms 

 

  

 

 

Balkan Military Medical Review                         

Oct - Dec 2012; 15(4): 298 -304                                                                

                                                                                                             

---

 

 

 

 

 

 

 

 

Introduction  

 

Cognitive  and

  neuropsychological 

symptoms as part of MS disease have been 

described  in  the  first  year  of  the  19

th

 

century  by  Charcot,  but  until  recent  times 

were  considered  as  rare  and  late 

manifestation of the disease. The presented 

results  of  several  studies  in  the  last  10 

years show that they are early and common 

manifestation of the disease 

[3, 18, 20, 21]. 

Cognitive  impairments  of  different  degree 

are found in approximately 85% of patients 

with clinically proven MS (during the first 

2 years since the onset of the disease) and 

in  66%  of  patients  presenting  only  with 

retrobulbar 

neuritis. 

Swingler 

and 

Compston 

found 

neuropsychological 

symptoms  in  40%  of  301  patients  with 

confirmed  MS  [29].  According  to  other 

authors,  about  60%  of  patients  with  early 

MS suffer memory disorders, depression or 

focal  cortical  syndromes  [4,  9,  23]. 

Although  a  large  percentage  of  patients 

with 

MS 

develop 

cognitive 

and

 

neuropsychological 

symptoms, 

the 

literature  rarely  describes  cases  of  the 

disease  first  presenting  with  isolated 

cognitive 

and 

neuropsychological 

symptoms.  In  a  retrospective  analysis, 

Skegg  (1993)  described  29  patients  with 

neuropsychological  symptoms  of  the 

disease, as 18 (62%) of them had visited a 

psychiatrist  during  the  years  before  the 

diagnosis of MS [25]. Cases of the disease 

debuting  with  isolated  cognitive  or 

neuropsychological  symptoms  are  rarely 

found in the specialized literature [1, 5, 12, 

26,  33].  We  present  a  patient  with  MS 

presenting  with  progressive  cognitive  or 

neuropsychological 

symptoms 

first 

observed 5 years before the diagnosis. 

 

 

Presentation of the case 

 

A  48-year-old  male  repeatedly 

consulted  psychiatrists  and  was  diagnosed 

with 

PTSD 

(Posttraumatic 

Stress 

Disorder).  His  major  complaints  were: 

changes  in  mood  and  behavior,  serious 

difficulties  with  official  duties.  According 

to the  patient’s  parents,  10  years  earlier he 

had  survived  a  car  accident  with  minor 

injuries  (without  head  trauma).  After  the 

accident some changes in the behavior had 

developed  –  lethargy,  apathy,  isolation, 

communication  difficulties,  difficulties 

with  official  duties,  changes  in  mood  – 

from  depression  to  unreasonable  laughter. 

Later  on,  disturbances  in  attention, 

concentration  and  memory  were  added. 

Following  the  psychiatric  treatment,  for  a 

short  period  of  time  the  patient  became 

more  vivid,  with  higher  spirits.  The 

treatment proved, however, ineffective and 

was  soon  discontinued  by  the  patient  due 

to  the  prescribed  large  amounts  of 

medications  which  he  was  unwilling  to 

take. 

 

No established medical history. 

Family  history:  mother  suffering  of  Diabe 

tes type 2, with no psychiatric disorders. 

Social  history:  university  degree,  single, 

good  living  standards  and  good  family 

relations. 

 

During  his  hospitalization,  the 

patient  complained  of  fatigue,  concentra 

tion  and  memory  problems,  mainly  in 

remembering  recent  events;  he  demonstra 

ted  wish  for  cure,  although  he  had  never 

looked  for  neurological  help  in  the  past. 

Initially  we  observed  mental  retardation, 

changes  in  the  mood  (mainly  euphoria) 

and, rarely, depressed mood.  

Neurological 

status 

(examination): 

quadripyramidal  syndrome,  non-severe 

discoordination  syndrome,  with  intact 

bowel and bladder functions. 

EDSS (Expanded Disability Status Scale) – 

1.5 

 

 

 

299                                                                                                                   Balkan Military Medical Review 

 

 

Vol. 15, No 4, Oct –Dec 2012 

 

---

 

 

 

 

 

 

 

 

Neuropsychological battery:  

 

-  PASAT  (Paced  Auditory  Serial 

Addition Test) – 12 points; 

-  MMSE 

(Mini-Mental 

State 

Examination) – 15 points; 

-  STTPD  (Simple  Triple  Test  for 

Psychoorganic Decline) – 6 points 

-  FMT  (Feld-Markierungs  test)  – 

Hentschel – SW 75; 

-  VRT  (Visual  Retention  Test)  – 

Benton – 3 points 

 

As  a  result  from  these  tests  we  have 

data  for  severe  cognitive  impairment 

(deficit), 

preserved 

automental 

and 

particularly  injured  alomental  orientation, 

pathological  decrease  of  concentration, 

instability  of  attention,  increased  rate  of 

fatigue,  severe  impairment  of  fixating 

auditory  and  visual  memory  of  organic 

type,  mental  retardation,  lowered  ability 

for abstraction and for generalization, lack 

of  criticism,  strongly  limited  abilities  for 

making  decisions,  damaged  abilities  for 

construction,  hypobulia,  lack  of  initiative, 

difficulties  in  adapting  to  changing 

conditions. 

 

 

Conclusion 

 

A  personality  change  of  organic 

type, characterized by asthenia, hypobulia, 

lack  of  criticism,  particularly  impaired 

orientation  ability,  severely  damaged 

ability  of  concentration  and  fixating 

memory, injured normal rhythm day-night, 

social  isolation,  permanently  reduced 

adaptation abilities was observed. 

Due  to  the  found  bilateral  pyramid 

symptoms a MRI was performed. On axial 

and  sagittal  T2W  and  TIRM  images 

multiple signal-intense focuses were found 

in 

cella 

media, 

corpus 

callosum, 

subcortical  and  periventricular,  interpreted 

as demyelination plaques of different age.  

 

 

 

Figure No 1 

 

 

 

 

 

Figure No 2 

 

 

Discussion and literature review  

 

Cognitive  impairments  in  MS 

patients  may occur and  could  be observed 

early  in  the  disease,  affecting  30-70%  of 

the  patients  [22].  It  is  assumed  that  they 

appear  as  a  result  of  subcortical  type  of 

dementia,  caused  by  axonal  loss  and 

secondary  cortical  atrophy  [30].  The 

mechanism is related to the disturbance of 

the  connections  between  subcortical  and 

cortical  structures,  especially  the  limbic 

cortex.  The  clinic  is  presented  with 

memory,  attention,  ability  of  abstract 

Genov K: Multiple Sclerosis Manifesting with Cognitive and Neuropsychological

 

Symptoms  

 300  

 

         

 

 

---

 

 

 

 

 

 

 

 

thinking, ability  of information  processing 

and 

executive 

functions 

disorders. 

Typically,  these  disorders  could  not  be 

found using standard tests  such as MMSE 

[11]. They are more frequent and advanced 

in  patients  with  chronic  progredient  form 

of  MS  and  show  correlation  with 

progression of the disease, but can remain 

unchanged for many years. 

The case described, the presence of 

documented  cases  in  literature  of  MS 

patients 

debuting 

with 

isolated 

neuropsychological 

and/or 

cognitive 

impairment,  focal  cortical  syndromes 

(aphasia, 

epilepsy, 

cortical 

sensory 

disorders)  and  the  results  of  some 

neuropathological 

studies 

and 

neuroimaging data lead  to  the question:  Is 

it possible to have isolated or predominant 

involvement of the cortex in MS patients? 

In  2003  Zarei  et  al.  expressed  the 

hypothesis  of  the  existence  of  a  cortical 

variant  of  MS.  They  presented  6  patients 

debuting  with  progressive  demented 

syndrome,  combined  with  pure  cortical 

symptoms  such  as  dysphasia,  dysgraphia, 

dyslexia and three of the patients were with 

medical  history  of  depression.  All  six 

patients  in  the  later  period  of  clinical 

studies  developed  classical  symptoms  of 

MS and diagnosis was confirmed by MRI. 

The 

very 

few 

neuropathological 

examinations focused on cortical lesions in 

MS  patients  did  not  establish  correlation 

between  the  cortical  lesions  and  the 

cognitive deficit [2, 8, 10]. In the Brownell 

and  Hughes  Study  5%  of  the  lesions  are 

cortical,  but  all  cortical  lesions  were 

detected only in one patient of a total of 22 

patients studied. 

In  opposite,  Lumsden  found 

cortical  lesions  in  93% of the investigated 

MS  patients.  The  majority  of  cortical 

lesions  in  these  studies  are  located  on  the 

border  between  white  and  grey  brain 

matter.  Kidd  et  al.  (1999)  investigated 

cortical  lesions  in  MS  patients  and 

categorized them in four groups depending 

on  their  localization  compared  to  cortical 

blood vessels [6, 15, 17]. 

They found that cortical lesions are 

localized  around  intracortical  veins  (V4), 

in contrast to those localized on white and 

grey  matter  border,  associated  with  gyral 

veins  [14,  32].    Peterson  et  al.  (2001) 

studied  112  cortical  lesions  found  in  110 

tissue blocks of 50 MS patients and found 

that  cortical  lesions  contained  13  times 

more  CD3  positive  lymphocytes  and  6 

times  more  CD68  positive  macroglia 

(macrophages  of  the  subcortical  lesions). 

The  results  of  these  studies  support  the 

hypothesis  of  the  existence  of  a  MS  form 

characterized by exclusive or predominant 

cortical lesions. 

It  is  assumed  that  cognitive 

impairments  are  determined  by  the 

location,  number  and  size  of  the  lesions, 

identified by MRT. According to Fisher et 

al.  (2000)  and  Foong  and  Ron  (2003)  the 

cognitive  impairments  are  determined 

mainly by the cortical  atrophy, T1 and T2 

lesions,  localized  in  frontal  lobes  and 

corpus  callosum.  Therefore,  cognitive 

impairment may occur in MS patients who 

have  reached  certain  levels  of  brain 

atrophy and numbers of brain lesions with 

such location [24, 29, 34]. Several  studies 

have tried to determine correlation between 

neuropsychological 

and 

cognitive 

symptoms  and  MRT  identified  lesions  in 

white and grey brain matter in MS patients. 

The results are not significant. This may be 

related  to  the  limitations  of  the 

neuroimaging  methods  used  for  the 

detecting of cortical lesions in MS patients 

and  the  variability  of  neuropsychological 

tests  used  to  detect  cognitive  deficit.  The 

MRT  limitations  come  from  the  fact  that 

the cerebral cortex needs longer relaxation 

time  than  white  brain  matter  during  MRT 

examination  [7,  16].  This  reduces  the 

resolution  and  contrast  of  the  lesions 

compared  to  background  grey  matter  in 

conventional T2W MRT [13, 31]. Boggild 

et  al.  found  that  invisible  to  conventional 

301                                                                                                                   Balkan Military Medical Review 

 

 

Vol. 15, No 4, Oct –Dec 2012 

 

---

 

 

 

 

 

 

 

 

T2W  imaging  cortical  lesions  can  be 

visualized  by  using  FLAIR  images  with 

prolonged inverse time [17]. 

Rovaris  et  al.  (2000)  using  RARE 

(rapid 

acquisition 

with 

relaxation 

enhancement)  combined  with  fast  FLAIR 

found that cortical lesions are significantly 

more  in  MS  patients  with  cognitive 

impairments. 

Lazeron  et  al.  (2000),  using  a 

similar technique, found that the number of 

cortical  lesions  significantly  correlates 

with  index of cognitive impairment.  Sokis 

et al. (2001) also provide evidence of early 

involvement  of  the  cerebral  cortex  in  MS 

patients.  They  found  cortical  lesions  in 

such anatomical locations that may explain 

clinical and electrophysiological symptoms 

in  MS  patients  debuting  with  epilepsy 

seizures [17]. 

The  results  of  these  studies  show 

that  with  the  advance  of  neuroimaging 

methods  the  presence  of  cortical  lesions 

and  its  correlation  to  specific  cortical 

syndromes  are  increasingly  determined. 

The  cortical  atrophy,  probably  due  to 

axonal loss, is also commonly found in the 

early  stages  at  the  disease  and  can  be 

visualized  by  using  modern  neuroimaging 

methods [19, 27, 28]. 

At  this  stage,  we  could  still  not  be 

able  to  assess  the  role  of  lesions  in  white 

and  grey  brain  matter  in  the  development 

of  cognitive  impairment,  neuropsycho 

logical and focal cortical syndromes in MS 

patients. It is possible, however, that in the 

future  we  will  be  in  the  position  to 

distinguish a cortical form of MS with the 

collection of clinical, pathoanatomical and 

neuroimaging evidence. 

 

References 

 

1. 

Bakashi,  R.,  Dmochowski,  J., 

Shaikh,  Z.,  et  al.:  Gray  matter  T2 

hypointensity  is  related  to  plaques  and 

atrophy  in  the  brains  of  multiple  sclerosis 

patients. J. Neurol. Sci., 185: 19-26, 2001. 

2. 

Benedict,  Ralph,  H.  B.,  Bakshi, 

Rohit.,  et  al:  Frontal  cortex  atrophy 

predicts  cognitive  impairment  in  multiple 

sclerosis. 

J. 

Neuropsychiatry. 

Clin. 

Neurosci. 14(1): 44-51, 2002. 

3. 

Blinkenberg,  M.,  Rune,  K.,  Jensen, 

C.  V.,  et  al:  Reduced  metabolism  in 

cerebral  cortex  correlates  with  MRI 

changes  and  cognitive  dysfunction  in 

patients  with  disseminated  sclerosis. 

Ugeskr.  Laeger.,  163(27):  3788-3792, 

2001 July. 

4. 

Metzler,  C.:  Effects  of  left  frontal 

lesions  on  the  selection  of  context  – 

appropriate  meanings.  Neuropsychology, 

15(3): 315-328, 2001 July. 

5. 

Lazeron,  R.  H.,  Langdon,  D.  W., 

Filippi,  M.,  et  al:  Neuropsychological 

impairment  in  multiple  sclerosis  patients: 

the  role  of  (juxta)  cortical  lesion  on 

FLAIR.  Mult.  Scler.,  6(4):  280-285,  2000 

Aug. 

6. 

Blinkenberg,  M.,  Rune,  K.,  Jensen, 

C.  V.,  et  al:  Cortical  cerebral  metabolism 

correlates  with  MRI  lesion  load  and 

cognitive  dysfunction  in  MS.  Neurology, 

54(3): 558-564, 2000 Feb. 

7. 

Carmosino,  M.  J.,  Brousseau,  K. 

M.,  Arciniegas,  D.  B.,  et  al:  Initial 

evaluations  for  multiple  sclerosis  in  a 

university 

multiple 

sclerosis 

center: 

outcomes  and  role  of  magnetic  resonance 

imaging  in  referral.  Arch.  Neurol.,  62: 

585-590, 2005. 

8. 

Dalton, C.M., Chard, D.T., Davies, 

G.R., et al.: Early development of multiple 

sclerosis  is  associated  with  progressive 

grey matter atrophy in  patients  presenting 

with  clinically  isolated  syndromes.  Brain, 

127: 1101-1107, 2004. 

9. 

Ranjeva,  J.  P.,  Pelletier,  J., 

Confort-Gouny,  S.,  et  al.:  MRI/MRS  of 

corpus callosum in patients with clinically 

isolated  syndrome  suggestive  of  multiple 

sclerosis. Mult. Scler., 9: 554-565, 2003. 

10. 

Inglese M, Benedetti  B, Filippi  M.: 

The  relation  between  MRI  measures  of 

inflammation  and  neurodegeneration  in 

Genov K: Multiple Sclerosis Manifesting with Cognitive and Neuropsychological

 

Symptoms  

 302  

 

         

 

 

---

 

 

 

 

 

 

 

 

multiple 

sclerosis. 

Journal 

of 

the 

neurological  sciences,  233(1/2):15-19, 

2005. 

11. 

Meier  DS,  Weiner  HL,  Khoury  SJ, 

et  al.:.  Magnetic  resonance  imaging 

surrogates  of  multiple  sclerosis  pathology 

and  their  relationship  to  central  nervous 

system  atrophy.  Journal  of  Neuroimaging, 

14:46-53, 2004. 

12. 

M Rovaris and M Filippi. MRI and 

cognition  in  MS.  Journal  of  NeuroVi 

rology. 175. 

13. 

Penner IK, Kappos L, Rausch M, et 

al.: Therapy-induced plasticity of cognitive 

functions  in  MS  patients:  insights  from 

fMRI.  Journal  of  physiology,  99(4/6):455-

462, 2006. 

14. 

Truyen  L,  van  Waesberghe  JHTM, 

van Walderveen MAA, et al.: Accumulation 

of hypointense lesions (`black holes') on T1 

spin-echo  MRI  correlates  with  disease 

progression 

in 

multiple 

sclerosis. 

Neurology, 47: 1469 – 1476, 1997. 

15. 

van  Buchem  MA,  Grossman  RI, 

Armstrong  C,  et  al.:  Correlation  of 

volumetric magnetization transfer imaging 

with  clinical  data  in  MS.  Neurology, 

50:1609 – 1617, 1998. 

16. 

Zivadinov R, Bakshi R. Role of MRI 

in  multiple  sclerosis  II:  brain  and  spinal 

cord  atrophy.  Frontiers  in  bioscience, 

9:647-664, 2004. 

17. 

Bermel RA, Sharma J, Tjoa CW, et 

al.: 

A 

semiautomated 

measure 

of 

whole/brain  atrophy  in  multiple  sclerosis. 

Journal  of  the  neurological  sciences, 

208(1/2):57-65, 2003. 

18. 

Bakshi R, Benedict RH, Bermel RA, 

et  al.:  T2  hypointensity  in  the  deep  gray 

matter of patients with multiple sclerosis: a 

quantitative  magnetic  resonance  imaging 

study. Archives of Neurology, 59(1):62-68, 

2002. 

19. 

Lazeron RH, Boringa JB, Schouten 

M, et al.: Brain atrophy and lesion load as 

explaining 

parameters 

for 

cognitive 

impairment  in  multiple  sclerosis.  Multiple 

sclerosis, 11(5):524-531, 2005. 

20. 

Calabrese  M,  Agosta  F,  Rinaldi  F, 

et  al.:    Cortical  lesions  and  atrophy 

associated  with  cognitive  impairment  in 

relapsing/remitting 

multiple 

sclerosis. 

Archives  of  neurology,  66(9):1144-1150, 

2009. 

21. 

Bermel 

RA, 

Bakshi 

R. 

The 

measurement  and  clinical  relevance  of 

brain atrophy in multiple sclerosis. Lancet 

neurology, 5(2):158-170, 2006. 

22. 

Tartaglia MC, Arnold DL. The role 

of  MRS  and  fMRI  in  multiple  sclerosis. 

Advances in neurology, 98:185-202, 2006. 

23. 

Mainero C, Pantano P, Caramia F, 

et  al.:  Brain  reorganization  during 

attention  and  memory  tasks  in  multiple 

sclerosis:  insights  from  functional  MRI 

studies.  Journal  of  the  neurological 

sciences, 245:93-98, 2006. 

24. 

Benedict  RH,  Bruce  JM,  Dwyer 

MG,  et  al.:  Neocortical  atrophy,  third 

ventricular 

width, 

and 

cognitive 

dysfunction  in  multiple  sclerosis.  Archives 

of neurology, 63(9):1301-1306, 2006. 

25. 

Brass 

SD, 

Benedict 

RH, 

Weinstock/Guttman  B,  et  al.:  Cognitive 

impairment  is  associated  with  subcortical 

magnetic  resonance  imaging  grey  matter 

T2  hypointensity  in  multiple  sclerosis. 

Multiple sclerosis, 12(4):437-444, 2006. 

26. 

Vrenken  H.,  Geurts  J.J.  Gray  and 

normal-appearing white matter in multiple 

sclerosis:  an  MRI                perspective.  Prog 

Brain Res., 175: 465-482, 2009. 

27. 

Benedict  R.H.,  Zivadinov  R.  Risk 

factors  for  and  management  of  cognitive 

dysfunction  inmultiple  sclerosis.  Nat  Rev 

Neurol, 7(6): 332-342, 2011. 

28. 

Till  C.,  Ghassemi  R.,  Aubert-

Broche  B.,  et  al.:  MRI  correlates  of 

cognitive  impairment  in  childhood-onset 

multiple 

sclerosis. 

Neuropsychology, 

25(3): 319-332, 2011. 

29. 

Langdon 

D.W. 

Cognition 

in 

multiple  sclerosis.  Curr  Opin  Neurol, 

24(3): 244-249, 2011. 

30. 

Ferraro  D.,  Simone  A.M.,  Merelli 

E.,  et  al.:  Isolated  progressive  cognitive 

303                                                                                                                   Balkan Military Medical Review 

 

 

Vol. 15, No 4, Oct –Dec 2012 

 

---

 

 

 

 

 

 

 

 

impairment  and  depression  in  a  patient 

with  neuroradiological features  suggestive 

of  multiple  sclerosis.  Neurol  Sci.,  32(4): 

695-697, 2011. 

31. 

Calabrese  M.,  Rinaldini  F.,  Grossi 

P., et al.: Cortical pathology and cognitive 

impairment  in  multiple  sclerosis.  Expert 

Rev Neurother, 11(3): 425-432, 2011. 

32. 

Calabrese  M.,  Filipi  M.,  Gallo  P. 

Cortival  lesions  in  multiple  sclerosis.  Nat 

Rev Neurol, 6(8): 438-444, 2010. 

33. 

Dawe R.J., Bennett D.A., Schneider 

J.A., 

Arfanakis 

K. 

Neuropathologic 

correlates  of  hippocampal  atrophy  in  the 

elderly:  a  clinical  pathologic,  postmortem 

MRI study. PLoS One.  6(10):26286, 2011. 

34. 

Schoonheim  M.M.,  Geurts  J.J., 

Landi  D.,  et  al.:  Functional  connectivity 

changes  in  multiple  sclerosis:  a  graph 

analytical study of MEG resting state data. 

Hum. Brain Mapp. 2011 sep 23. 

 

 

Genov K: Multiple Sclerosis Manifesting with Cognitive and Neuropsychological

 

Symptoms  

 304