COVID persistente o Long COVID, denominado clínicamente como secuelas post-agudas de la infección por SARS-CoV-2 (PASC, por sus siglas en inglés) por el Instituto Nacional de Salud, abarca un conjunto heterogéneo de síntomas persistentes —físicos, neurológicos y psicológicos— que se prolongan más de cuatro semanas después de la infección aguda y afectan aproximadamente al 10–30% de los sobrevivientes, independientemente de la gravedad inicial de la enfermedad. Las investigaciones internacionales coinciden en que una proporción considerable de las personas que superan la fase aguda desarrollan síntomas persistentes que configuran un nuevo desafío de salud pública, cuya magnitud exige una caracterización clínica rigurosa y estrategias de seguimiento sostenido. Este cuadro, reconocido por los Institutos Nacionales de Salud como PASC, engloba manifestaciones multisistémicas que afectan el funcionamiento físico, cognitivo y emocional, incluso en individuos que cursaron infecciones iniciales leves y no requirieron hospitalización. Entre estas manifestaciones, el Neuro–Long COVID se refiere al fenotipo cognitivo debilitante caracterizado por dificultades atencionales y de memoria de trabajo —a menudo descritas como “niebla mental”— acompañado de fatiga crónica, dolor y desregulación del estado de ánimo. Esta tesis doctoral investiga de manera sistemática la naturaleza, los predictores y el tratamiento neuromodulador de las alteraciones cognitivas en el Neuro–Long COVID a través de tres estudios revisados por pares y un estudio actualmente en proceso de revisión, todos realizados en Irán entre enero de 2021 y octubre de 2025. El primer estudio (Artículo de Investigación, Publicado, 2024) tuvo como objetivo desarrollar y validar un instrumento de cribado para la alteración cognitiva post-COVID. Realizado entre enero y septiembre de 2023, incluyó N = 454 adultos con infección previa confirmada por SARS-CoV-2 y síntomas auto informados de Long COVID (criterios de inclusión: ≥4 semanas tras la fase aguda; exclusión: trastornos neurológicos o psiquiátricos preexistentes). El diseño de tres fases comprendió: (1) la generación de ítems mediante revisión bibliográfica y juicio de expertos; (2) la evaluación de la validez de contenido por 12 especialistas utilizando el CVR de Lawshe; y (3) la validación estructural mediante análisis factorial exploratorio (AFE) y confirmatorio (AFC) con submuestras divididas aleatoriamente. El AFE reveló una estructura bidimensional —Memoria de Trabajo (7 ítems) y Atención (7 ítems)— que explicó el 40.38% de la varianza total, mientras que el AFC confirmó un ajuste excelente del modelo (χ²(73) = 204.40, RMSEA = 0.06, SRMR = 0.05, CFI = 0.93, TLI = 0.92). La consistencia interna mostró valores robustos (α = 0.81 para Memoria de Trabajo; α = 0.80 para Atención) y la fiabilidad test–retest (ICC = 0.89) indicó una estabilidad temporal elevada. Además, la amplitud y diversidad sociodemográfica de la muestra reforzaron la solidez del modelo bifactorial, evidenciando que ambas dimensiones representan dominios diferenciados pero interrelacionados del deterioro cognitivo post-COVID. La significación estadística de todas las cargas factoriales y la consistencia de los índices de ajuste respaldan la aplicabilidad clínica y poblacional de la escala. En conjunto, el instrumento resultante —la Escala de Alteración Cognitiva Post-COVID (PCCIS), de 14 ítems con formato Likert de 5 puntos— constituye una de las primeras herramientas bifactoriales validadas psicométricamente para la evaluación subjetiva de alteraciones cognitivas en Long COVID y un recurso para el cribado temprano y el seguimiento longitudinal de estos déficits. El segundo estudio (Artículo Descriptivo de Datos, Publicado, 2025), conjunto de datos publicado bajo licencia CC BY 4.0 en OSF) proporcionó un recurso de acceso abierto que documenta de manera sistemática los perfiles sintomáticos a ≥6 meses tras la infección. Los datos se recopilaron en línea mediante Porsline entre noviembre y diciembre de 2023, utilizando muestreo por conveniencia en la comunidad y redes sociales. Se generaron dos conjuntos de datos complementarios: Neuro–Long COVID-212 (N = 212; edad media = 39.7 años, DE = 10.5; 67.9% mujeres), que incluyó información demográfica, siete indicadores binarios de quejas neurocognitivas y los 14 ítems de la PCCIS; y Neuro–Long COVID-210 (N = 210), que incorporó 22 síntomas físicos y neurológicos junto con variables del historial de infección. El control de calidad incluyó eliminación de duplicados, comprobaciones de coherencia y un manejo transparente de los datos faltantes (<3% por variable). El análisis de prevalencia mostró como quejas neurocognitivas más frecuentes la dificultad para retener nueva información (57.8%) y la dificultad para concentrarse (52.1%), seguidas de pensamiento enlentecido, confusión, desorientación, olvidos cotidianos y problemas en la toma de decisiones. En el dominio físico–neurológico, los síntomas más comunes fueron fatiga severa tras actividad leve (23.2%), fatiga crónica (22.7%), dolor persistente, cefalea, mareos, dolor abdominal, dificultad respiratoria, trastornos del sueño, dolor crónico, y en menor frecuencia convulsiones, además de alteraciones olfatorias y gustativas (anosmia/ageusia), para las cuales se registraron también duración y gravedad. Esta caracterización simultánea de manifestaciones cognitivas, somáticas y neurosensoriales permite delinear un panorama clínico comprensivo del Long COVID en su fase crónica. Ambos conjuntos de datos se acompañaron de un diccionario exhaustivo de variables y cuatro scripts de Python anotados —para análisis de clústeres, análisis de redes, regresión y modelos de mediación/moderación—, lo que garantiza reproducibilidad completa y facilita estudios secundarios y comparativos sobre la interacción entre síntomas físicos y quejas neurocognitivas en el Long COVID. El tercer estudio (Artículo de Investigación, Publicado, 2025), realizado entre noviembre y diciembre de 2023, examinó de manera exhaustiva las asociaciones entre las quejas neurocognitivas y un conjunto amplio de factores demográficos y clínicos utilizando la cohorte Neuro–Long COVID-212 (N = 212). Se aplicó regresión múltiple jerárquica tomando como variable dependiente la puntuación total de la PCCIS, con el fin de estimar el peso relativo de predictores conceptualmente relevantes. El Paso 1 (edad, género) explicó el 3% de la varianza; el Paso 2, que incorporó nivel educativo y número de infecciones, añadió un 4%; y el Paso 3, que integró el número total de síntomas físicos persistentes, contribuyó un 7% adicional, alcanzándose un modelo final de R² = 0.14, F(6,205) = 5.56, p < 0.001. Los coeficientes estandarizados revelaron que el número de síntomas físicos (β = 0.19, p < 0.01) y el nivel educativo (β = −0.18, p < 0.01) fueron los únicos predictores significativos del total de quejas cognitivas, subrayando que la carga somática y la reserva cognitiva constituyen mecanismos centrales para comprender el deterioro cognitivo subjetivo en el Long COVID. Los análisis complementarios reforzaron este patrón: las mujeres reportaron mayor dificultad para retener nueva información (t(210) = 2.41, p < 0.05), mientras que los adultos jóvenes (<35 años) mostraron más confusión y dificultades para la toma de decisiones (F(2,209) = 4.18, p < 0.05). Este gradiente etario y de género coincide con estudios neuropsicológicos y neuroimagenológicos recientes que describen perfiles diferenciados de vulnerabilidad cognitiva post-COVID. Asimismo, la ausencia de efectos significativos del número de infecciones o de la duración de la disfunción olfatoria/gustativa respalda la hipótesis de que no todos los marcadores clínicos agudos se traducen en déficits cognitivos crónicos, y que la sintomatología persistente —especialmente la fatiga, disnea y cefalea— explica mejor la variabilidad interindividual en las quejas cognitivas. En conjunto, los hallazgos posicionan a la carga física como principal factor de riesgo modificable y al nivel educativo como un indicador robusto de reserva cognitiva, ofreciendo una interpretación integradora del Neuro–Long COVID y apoyando la necesidad de modelos biopsicosociales que contemplen tanto los síntomas sistémicos como los recursos individuales. El cuarto estudio (Artículo de Investigación, en revisión, 2025), un ensayo clínico aleatorizado, doble ciego y controlado con simulación, evaluó rigurosamente la eficacia de la estimulación transcraneal de corriente alterna (tACS) en frecuencias theta–alfa aplicada bilateralmente sobre la corteza prefrontal dorsolateral (CPFDL) como una intervención neuromoduladora orientada a restaurar el funcionamiento ejecutivo en individuos con Neuro–Long COVID. Setenta participantes (edad media = 41.2 años; 64% mujeres) fueron asignados aleatoriamente a condiciones activa o sham y completaron ocho sesiones de estimulación en dos semanas, utilizando un protocolo secuencial (6 Hz → 10 Hz) diseñado para modular de forma complementaria los procesos de control inhibitorio, estabilidad atencional y mantenimiento de la memoria de trabajo. El diseño metodológico siguió estrictos estándares clínicos, incluyendo enmascaramiento doble, verificación de la integridad del cegamiento, control de covariables basales mediante MANCOVA y análisis detallado de supuestos estadísticos, lo que aporta una elevada robustez interna al estudio. El análisis MANCOVA reveló un efecto significativo de la condición de estimulación sobre el conjunto de medidas cognitivas (Λ = 0.42, F(4,61) = 20.97, p < 0.001), lo que indica que la tACS produjo un impacto global sobre el procesamiento ejecutivo más allá de mejoras aisladas. Los análisis univariados mostraron que el grupo activo presentó mayor exactitud y tiempos de reacción más rápidos en Stroop incongruente (η² = 0.216), índices reducidos de interferencia y una mejora sustancial en la actualización de la memoria de trabajo en la tarea 2-Back (η² = 0.108–0.186). Estas mejoras fueron particularmente marcadas en condiciones de alta demanda cognitiva, lo que sugiere un aumento de la eficiencia en redes frontoparietales encargadas de la coordinación ejecutiva y del control atencional. Asimismo, el patrón de resultados —incremento simultáneo de la precisión y la velocidad sin comprometer la tasa de errores— apunta a una optimización del procesamiento y no simplemente a un trade-off velocidad–exactitud. Desde una perspectiva neurofisiológica, los hallazgos respaldan la hipótesis de que la estimulación secuencial theta–alfa favorece la realineación de ritmos oscilatorios alterados en el Neuro–Long COVID, restaurando parcialmente la sincronía funcional entre nodos prefrontales involucrados en la regulación ejecutiva. Este mecanismo es coherente con la literatura reciente que vincula el deterioro cognitivo post-COVID con disfunciones en la sincronización de redes de control, más que con daño estructural irreversible. El protocolo demostró ser seguro y bien tolerado, sin efectos adversos reportados, y se presenta como una intervención prometedora basada en mecanismos para la rehabilitación cognitiva dirigida en poblaciones post-COVID. No obstante, el estudio presenta limitaciones importantes que deben considerarse al interpretar los resultados. En primer lugar, la muestra fue relativamente pequeña (N = 70), lo que, aunque adecuado para detectar efectos medianos a grandes, limita la generalización de los hallazgos a poblaciones más amplias y diversas. En segundo lugar, el seguimiento se restringió al periodo inmediatamente posterior a la intervención, por lo que no se evaluó la durabilidad de los efectos cognitivos a medio o largo plazo. En tercer lugar, el estudio no incluyó medidas neurofisiológicas directas (por ejemplo, EEG o análisis de conectividad), lo que impidió corroborar de manera objetiva los mecanismos oscilatorios propuestos. Finalmente, la intervención se centró únicamente en la CPFDL bilateral, por lo que no es posible determinar hasta qué punto otras regiones de la red ejecutiva podrían modular los resultados. Estas limitaciones subrayan la necesidad de ensayos clínicos más amplios, con seguimiento prolongado y biomarcadores neurofisiológicos que permitan afinar la comprensión mecanicista de los efectos de la tACS en el Neuro–Long COVID. En conjunto, esta tesis ofrece una contribución integral al estudio del Neuro–Long COVID mediante cuatro aportaciones complementarias. En primer lugar, se desarrolló y validó la PCCIS, un instrumento de cribado de 14 ítems con estructura bifactorial y elevada fiabilidad, que constituye una herramienta sensible para detectar alteraciones subjetivas de memoria y atención en contextos clínicos y poblacionales. En segundo lugar, se generaron dos conjuntos de datos abiertos (N = 212/210) que documentan de manera detallada la prevalencia y el perfil sintomático del Long COVID ≥6 meses después de la infección, proporcionando un recurso único para análisis secundarios, comparativos y transculturales. En tercer lugar, se estableció un modelo predictivo que mostró que la carga de síntomas físicos y un nivel educativo bajo explican conjuntamente el 14% de la variabilidad en las quejas cognitivas, subrayando el papel de factores modificables y de la reserva cognitiva en la vulnerabilidad post-COVID. Finalmente, se obtuvo evidencia preliminar procedente de un ensayo clínico aleatorizado que demostró que la tACS theta–alfa aplicada sobre la CPFDL mejora significativamente la atención y la memoria de trabajo, probablemente mediante la modulación de la sincronía oscilatoria en redes frontoparietales. En síntesis, estos hallazgos refuerzan la interpretación de que los déficits cognitivos asociados al Neuro–Long COVID reflejan disfunciones de red potencialmente reversibles —más que secuelas neuroestructurales permanentes— y que una estrategia clínica multidisciplinaria basada en tres pilares (cribado con PCCIS, estratificación del riesgo y neuromodulación dirigida) puede resultar eficaz para su evaluación y manejo. No obstante, estas conclusiones deben considerarse a la luz de varias limitaciones que atraviesan los cuatro estudios: la dependencia de medidas de autoinforme y muestreos no probabilísticos; la ausencia de biomarcadores neurofisiológicos o neuroimagenológicos que permitan validar los mecanismos propuestos; tamaños muestrales moderados que pueden restringir la generalización; y la falta de seguimientos longitudinales prolongados que permitan evaluar la estabilidad de los efectos. A pesar de estas limitaciones, el conjunto de investigaciones aporta una base sólida para futuros trabajos que integren medidas objetivas, muestrarios más amplios y diseños longitudinales orientados a comprender y tratar de manera más precisa las secuelas cognitivas del Long COVID.
Persistent COVID, or Long COVID—clinically termed Post-Acute Sequelae of SARS-CoV-2 infection (PASC) by the National Institutes of Health—encompasses a heterogeneous constellation of persistent physical, neurological, and psychological symptoms that extend beyond four weeks after the acute infection and affect approximately 10–30% of survivors, regardless of the initial severity of the disease. International research converges in showing that a substantial proportion of individuals recovering from the acute phase develop enduring symptoms that constitute a new public health challenge, one whose magnitude demands rigorous clinical characterization and sustained monitoring strategies. This condition, recognized as PASC, includes multisystem manifestations that impair physical, cognitive, and emotional functioning, even among individuals who experienced mild initial infections and were never hospitalized. Within this spectrum, Neuro–Long COVID refers to the debilitating cognitive phenotype marked by attentional difficulties and working-memory impairments—often described as “brain fog”—accompanied by chronic fatigue, pain, and mood dysregulation. This doctoral dissertation systematically investigates the nature, predictors, and neuromodulatory treatment of cognitive alterations in Neuro–Long COVID through three peer-reviewed studies and one study currently under review, all conducted in Iran between January 2021 and October 2025.
The first study (Research Article, Published 2024) aimed to develop and validate a screening instrument for post-COVID cognitive impairment. Conducted between January and September 2023, it included N = 454 community-dwelling adults with confirmed prior SARS-CoV-2 infection and self-reported Long COVID symptoms (inclusion criteria: ≥4 weeks post–acute phase; exclusion: preexisting neurological or psychiatric disorders). The three-phase design consisted of: (1) item generation based on a comprehensive literature review and expert judgment; (2) content validity evaluation by 12 specialists using Lawshe’s Content Validity Ratio (CVR); and (3) structural validation through exploratory factor analysis (EFA) and confirmatory factor analysis (CFA) using randomly split subsamples. The EFA revealed a two-factor structure—Working Memory (7 items) and Attention (7 items)—explaining 40.38% of the total variance, while the CFA confirmed excellent model fit (χ²(73) = 204.40, RMSEA = 0.06, SRMR = 0.05, CFI = 0.93, TLI = 0.92). Internal consistency indices were robust (α = 0.81 for Working Memory; α = 0.80 for Attention), and test–retest reliability (ICC = 0.89) indicated strong temporal stability. The breadth and sociodemographic diversity of the sample further reinforced the strength of the bifactorial structure, demonstrating that these two dimensions represent distinct yet interrelated domains of post-COVID cognitive impairment. The statistical significance of all factor loadings and the consistency of fit indices support the instrument’s applicability in both clinical and population-based contexts. Taken together, the resulting measure—the 14-item Post-COVID Cognitive Impairment Scale (PCCIS), rated on a 5-point Likert format—constitutes one of the first psychometrically validated bifactorial tools for the subjective assessment of cognitive alterations in Long COVID and a valuable resource for early screening and longitudinal monitoring of these deficits.
The second study (Data Descriptor Article, Published 2025), dataset released under a CC BY 4.0 license on OSF) provided an open-access resource that systematically documents symptom profiles ≥6 months after infection. Data were collected online via Porsline between November and December 2023 using convenience sampling through community networks and social media. Two complementary datasets were generated: Neuro–Long COVID-212 (N = 212; mean age = 39.7 years, SD = 10.5; 67.9% women), which included demographic information, seven binary indicators of neurocognitive complaints, and the full 14 items of the PCCIS; and Neuro–Long COVID-210 (N = 210), which comprised 22 physical and neurological symptoms along with variables related to infection history. Quality control procedures involved duplicate removal, consistency checks, and transparent handling of missing data (<3% per variable). Prevalence analysis identified the most frequent neurocognitive complaints as difficulty retaining new information (57.8%) and difficulty concentrating (52.1%), followed by slowed thinking, confusion, disorientation, everyday forgetfulness, and decision-making problems. In the physical–neurological domain, the most common symptoms were severe fatigue after mild activity (23.2%), chronic fatigue (22.7%), persistent pain, headache, dizziness, abdominal pain, shortness of breath, sleep disturbances, chronic pain, and, less frequently, seizures; olfactory and gustatory dysfunctions (anosmia/ageusia) were also reported, with information on duration and severity systematically recorded. This simultaneous characterization of cognitive, somatic, and neurosensory manifestations offers a comprehensive clinical portrait of Long COVID in its chronic phase. Both datasets were accompanied by a detailed data dictionary and four annotated Python scripts—for cluster analysis, network analysis, regression, and mediation/moderation modeling—ensuring full reproducibility and facilitating secondary and comparative investigations into the interplay between physical symptoms and neurocognitive complaints in Long COVID.
The third study (Research Article, Published 2025), conducted between November and December 2023, examined in depth the associations between neurocognitive complaints and a broad set of demographic and clinical factors using the Neuro–Long COVID-212 cohort (N = 212). Hierarchical multiple regression was applied with the total PCCIS score as the dependent variable in order to estimate the relative contribution of conceptually relevant predictors. Step 1 (age, gender) accounted for 3% of the variance; Step 2, which incorporated educational level and number of infections, added 4%; and Step 3, which introduced the total number of persistent physical symptoms, contributed an additional 7%, yielding a final model of R² = 0.14, F(6,205) = 5.56, p < 0.001. Standardized coefficients indicated that the number of physical symptoms (β = 0.19, p < 0.01) and educational level (β = −0.18, p < 0.01) were the only significant predictors of total cognitive complaints, underscoring somatic burden and cognitive reserve as central mechanisms for understanding subjective cognitive deterioration in Long COVID. Complementary analyses reinforced this pattern: women reported greater difficulty retaining new information (t(210) = 2.41, p < 0.05), whereas younger adults (<35 years) exhibited higher levels of confusion and decision-making difficulties (F(2,209) = 4.18, p < 0.05). This age- and gender-related gradient aligns with recent neuropsychological and neuroimaging studies describing differentiated profiles of post-COVID cognitive vulnerability. Moreover, the absence of significant effects for number of infections or duration of olfactory/gustatory dysfunction supports the hypothesis that not all acute clinical markers translate into chronic cognitive deficits, and that persistent symptomatology—particularly fatigue, dyspnea, and headache—better accounts for interindividual variability in cognitive complaints. Taken together, these findings position physical symptom burden as the principal modifiable risk factor and educational level as a robust indicator of cognitive reserve, providing an integrated interpretation of Neuro–Long COVID and reinforcing the need for biopsychosocial models that consider both systemic symptomatology and individual resources.
The fourth study (Research Article, under review, 2025), a randomized, double-blind, sham-controlled clinical trial, rigorously evaluated the efficacy of theta–alpha transcranial alternating current stimulation (tACS) applied bilaterally over the dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) as a neuromodulatory intervention aimed at restoring executive functioning in individuals with Neuro–Long COVID. Seventy participants (mean age = 41.2 years; 64% women) were randomly assigned to active or sham conditions and completed eight stimulation sessions across two weeks, following a sequential protocol (6 Hz → 10 Hz) designed to modulate inhibitory control, attentional stability, and working-memory maintenance in a complementary manner. The methodological design adhered to strict clinical standards—including double blinding, verification of blinding integrity, baseline covariate control through MANCOVA, and detailed examination of statistical assumptions—thereby providing strong internal validity to the study. The MANCOVA revealed a significant effect of stimulation condition on the set of cognitive outcomes (Λ = 0.42, F(4,61) = 20.97, p < 0.001), indicating that tACS exerted a global impact on executive processing beyond isolated task-specific improvements. Univariate analyses showed that the active group exhibited higher accuracy and faster reaction times on the incongruent Stroop task (η² = 0.216), reduced interference indices, and substantial enhancement in working-memory updating on the 2-Back task (η² = 0.108–0.186). These improvements were particularly pronounced under high cognitive-demand conditions, suggesting increased efficiency in frontoparietal networks responsible for executive coordination and attentional control. Moreover, the observed performance profile—simultaneous gains in speed and accuracy without evidence of a speed–accuracy trade-off—reflects optimized cognitive processing rather than compensatory shifts. From a neurophysiological perspective, the findings support the hypothesis that sequential theta–alpha stimulation promotes realignment of disrupted oscillatory rhythms in Neuro–Long COVID, partially restoring functional synchrony among prefrontal nodes involved in executive regulation. This mechanism aligns with emerging literature linking post-COVID cognitive impairment to dysregulated control-network synchrony rather than irreversible structural damage. The protocol was safe and well tolerated, with no adverse effects reported, underscoring its potential as a mechanism-based intervention for targeted cognitive rehabilitation in post-COVID populations.
Nevertheless, the study presents important limitations. First, the sample size was relatively small (N = 70), which, although adequate for detecting medium-to-large effects, limits generalizability to broader and more diverse populations. Second, follow-up assessments were restricted to the immediate post-intervention period, preventing evaluation of the durability of cognitive effects over the medium or long term. Third, the study did not incorporate direct neurophysiological measures (e.g., EEG or connectivity analyses), which precluded objective verification of the proposed oscillatory mechanisms. Finally, the intervention targeted only the bilateral DLPFC, making it difficult to determine the extent to which other nodes within the executive network may contribute to or modulate the observed outcomes. These limitations highlight the need for larger clinical trials with extended follow-up and neurophysiological biomarkers to refine mechanistic understanding of tACS effects in Neuro–Long COVID.
Taken together, this dissertation provides: (1) the PCCIS, a 14-item bifactorial screening instrument with high reliability; (2) open-access datasets (N = 212/210) documenting symptomatic prevalence at six months, constituting a valuable resource for secondary and comparative analyses; (3) a predictive model showing that physical symptom burden and lower educational attainment jointly explain 14% of the variance in cognitive complaints, underscoring the role of modifiable factors and cognitive reserve; and (4) preliminary evidence from a randomized clinical trial demonstrating that theta–alpha tACS significantly improves attention and working memory through oscillatory entrainment. These findings confirm that the cognitive deficits associated with Neuro–Long COVID reflect reversible network-level dysfunctions rather than permanent sequelae, and they offer immediate clinical tools—screening with the PCCIS, risk stratification, and tACS-based neuromodulation—for multidisciplinary management of Long COVID.
Nevertheless, the four studies share several limitations: reliance on self-report measures and non-probabilistic sampling; the absence of neurophysiological or neuroimaging biomarkers to validate the proposed mechanisms; moderate sample sizes; and the lack of long-term follow-up needed to assess the stability of effects. Even so, the body of research presented here provides a solid foundation for future work incorporating objective measures, larger and more diverse samples, and longitudinal designs to more precisely understand and treat the cognitive sequelae of Long COVID.
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