Zlepšení srozumitelnosti řeči pomocí transkraniální stimulace střídavým proudem (tACS) (StimSpeechCom)

Pozadí a odůvodnění V Evropě trpí sluchovými potížemi 71 milionů lidí – 16 % populace. Jedním z hlavních důsledků sluchového postižení je snížená schopnost rozumět řeči, zejména v akusticky náročných podmínkách, jako jsou dozvuky nebo hlučné prostředí.

Navrhovaný projekt je určen k rozvoji našeho porozumění mechanismům, které lze využít k podpoře porozumění řeči za náročných poslechových podmínek, a jak je lze zlepšit u sluchově postižených a starších posluchačů.

Za tímto účelem budou testovány kompenzační nervové mechanismy artikulačně-motorické integrace aplikací transkraniální stimulace střídavým proudem (tACS) přes vMC.

Cíl(e) Celkovým cílem studie je osvětlit kompenzační mechanismy podporující porozumění řeči za percepčně náročných podmínek.

Experiment 1 až 3 Primárním cílem je otestovat užitečnost sluchově-motorické integrace pro zhoršené porozumění řeči (DS).

Jedním sekundárním cílem je posoudit interakci mezi úrovní degradace DS a zlepšením výkonnosti vyvolaným tACS. Dalším sekundárním cílem je prozkoumat potenciální rozdíly ve zlepšeních vyvolaných tACS u mladších a starších sluchově postižených posluchačů.

Experiment 4 Primárním cílem je otestovat užitečnost cerebroakustické koherence pro porozumění SIN. Sekundárním cílem experimentu 4 je otestovat, zda cerebroakustická koherence odráží zpracování na úrovni slabik.

Statistická hlediska:

Pro všechny experimenty budou provedeny ANOVA opakovaných měření se smíšeným účinkem. Párové t-testy korigované pro vícenásobná srovnání budou použity pro posthoc srovnání.

Počet účastníků s odůvodněním

Výkonové analýzy byly prováděny odděleně pro každý experiment za předpokladu střední velikosti účinku. Výsledek analýzy síly naznačuje, že minimální celková velikost vzorku pro experimenty 1 je 30, pro experimenty 2+3 50 a 60 pro experiment 4.

Experiment 1 Výsledek analýzy síly naznačuje minimální celkovou velikost vzorku 30 mladších účastníků.

Experiment 2-3 Výsledek analýzy síly naznačuje minimální celkovou velikost vzorku 50, včetně 25 mladších a 25 starších účastníků; Experiment 4 Výsledek analýzy síly naznačuje minimální celkovou velikost vzorku 60, včetně 30 mladších a 30 starších účastníků experimentu.

Zacházení s chybějícími údaji a výpadky Odchody a také účastníci, kteří musí být vyloučeni z důvodu podnormálních sluchových prahů, jak bylo stanoveno předtestovým screeningem, budou nahrazeni nově přijatými účastníky. V případě chybějících dat jsou analýzy provedeny na základě dostupných dat. Data o výpadcích budou analyzována a anonymizována po ukončení analýzy dat.

Studijní intervence

Hlavní intervencí studie je stimulace tACS. Budou použity dva stimulační protokoly.

Stimulační protokol 1 (SP1) použitý v experimentech 1-3 zahrnuje kontinuální vysokofrekvenční (2 kHz) stimulaci. V experimentu 1 bude SP1 aplikován online (během záznamu aMEP). V experimentech 2-3 bude SP1 aplikován offline (před zahájením úlohy) po dobu 20 minut.

Stimulační protokol 2 (SP2) použitý v experimentu 4 zahrnuje online (během provádění úlohy) nízkofrekvenční stimulaci tACS (1-8Hz) pomocí obálky řeči (env).

Ve všech experimentech bude intenzita stimulace 2 mA (hodnota od vrcholu k vrcholu, což odpovídá sinusové vlně amplitudy ±1 mA).

Stimulace bude dodávána prostřednictvím vodivých pryžových elektrod umístěných nad ventrální motorickou kůrou (vMC). Elektrody budou umístěny podle mezinárodního systému EEG 10-20 pro identifikaci cílového umístění.

Kromě toho bude v experimentu 1 použita stimulace TMS k měření artikulačních motoricky evokovaných potenciálů (aMEP).

Intenzita stimulace bude 120 % individuálního motorického prahu účastníků [3].

Monofázický jednopulsní TMS bude aplikován na motorickou kůru rtu ve vMC, aby se vyvolal aMEP.

Studijní postupy

Předběžné prověřování

• posouzení kritérií pro zařazení/vyloučení
• sběr demografických informací

Screening konkurzu a percepce řeči

• Screening prahu sluchu
• Práh příjmu řeči
• Práh příjmu textu

Subjektivní úroveň srozumitelnosti Před experimentální relací každého experimentu bude posouzena úroveň subjektivní srozumitelnosti, aby bylo možné odhadnout úrovně degradace, které poskytují rozpoznávací schopnost 75 % (snadné), 50 % (střední) a 25 % (obtížné). Degradace bude mít podobu šumového vocodingu, který umožňuje parametrickou manipulaci se srozumitelností řeči. Jedná se o manipulaci, která snižuje spektrální obsah řeči, aniž by ovlivnila její časový obsah. Výsledek připomíná chraplavý robotický šepot.

Experiment 1:

Každý účastník absolvuje dvě sezení tACS: experimentální sezení s online tACS při 2 kHz a kontrolní sezení, ve kterém je aplikována falešná stimulace, z nichž každá trvá 20 minut (pořadí relací je vyvážené). Během experimentu budou TMS indukované aMEP zaznamenávány ze svalů rtů účastníků.

Experiment 2:

Každý účastník absolvuje dvě sezení tACS: experimentální relaci, ve které je aplikován 2kHz tACS, a kontrolní relaci, ve které je aplikována simulovaná stimulace, každá trvá 10 minut (pořadí relací je vyvážené). Během 20 minut po každé relaci tACS účastníci uslyší řečové podněty degradované na různých úrovních srozumitelnosti. Budou požádáni, aby co nejrychleji přepsali slova, která slyší (pomocí klávesnice počítače), maximálně 10 s na položku. Bude jim předloženo 30 slov pro každou z nízkých, středních a vysokých úrovní degradace a také 30 jasných podnětů v náhodném pořadí.

Experiment 3:

Základní porozumění mluvené řeči na základě šumu (popis postupu viz část 3.2) bude hodnoceno pomocí stejného testovacího postupu jako v Experimentu 1. V experimentální skupině bude tACS se stejným nastavením, jak je popsáno výše (SP1), použit k vyvolání zvýšené artikulačně-motorické excitability; v kontrolní skupině bude podáván falešný tACS. V následujících 20 minutách absolvují účastníci školení o hlasově řízené řeči. Trénink se bude skládat z 250 slov prezentovaných ve dvojicích, nejprve jasná instance slova, poté jeho degradovaný protějšek, 200 ms po offsetu čistého slova. Dvojice slov budou prezentovány s intervalem jittered inter-trial (ITI) 1500±500 ms. Ukázalo se, že tento typ prezentace může být vysoce účinný pro rychlé zlepšení porozumění slovu s hlukem: s prezentací 120 položek (prezentace zabere asi 10 minut) se přesnost identifikace slov účastníků zlepšila z přibližně 20 % na více než 30. % [4]. Porozumění slovu s tlumeným zvukem bude po tréninku znovu hodnoceno.

Experiment 4:

Účastníci absolvují dvě sezení tACS, ve kterých budou testováni na porozumění DS, zatímco dostanou buď env-tACS nebo časově obrácené env-tACS testy, proložené simulovanými stimulačními testy. Stejně jako v experimentu 1 bude účastníkům předloženo 30 podnětů degradovaných na každý ze tří různých rozsahů a 30 jasných podnětů a budou požádáni, aby do 10 sekund přepsali slova, která slyší.

Další aspekty Celková etická hlediska Studie má potenciál nést jak vědeckou hodnotu spojenou se zlepšením porozumění kompenzačním mechanismům podporujícím zhoršené porozumění řeči, tak společenskou hodnotu, protože její výsledky mohou být základem pro vývoj nových intervenčních strategií pro překonání sluchu. poškození nebo informovat o zlepšení stávajících. Výsledky studie jsou zobecnitelné na mnoho (ne-li nejvíce ze všech) situací naslouchání za percepčně náročných podmínek, jako je sluchové postižení. Vzhledem k tomu, že největší společenské zátěže sluchového postižení jsou spojeny s normálním věkem podmíněným poklesem sluchu (tj. presbyakúzí), usilujeme o rozšíření zobecnitelnosti výsledků na třetí věk zahrnutím vzorku účastníků ze starší populace.

Prohlášení o správné klinické praxi (GCP) Tato studie bude provedena v souladu s protokolem, aktuální verzí Helsinské deklarace, Mezinárodní konferencí o harmonizaci-GCP, švýcarským zákonem o lidském výzkumu, jakož i dalšími místně relevantními právními a regulačními požadavky.

Posouzení rizika a přínosu Se samotnými intervencemi studie nejsou spojena žádná rizika, pokud jsou respektována kritéria vyloučení, s výjimkou vzácných mírných a přechodných účinků stimulace tACS. Neočekávají se ani rizika neoprávněného přístupu k datům prostřednictvím třetích stran nebo nežádoucí identifikace účastníků.

Studie ani neočekávají okamžitý přínos pro účastníka. Účastníci (a kdokoli jiný) však mohou těžit z potenciálně silných vědeckých a společenských hodnot studie vyplývajících z lepšího porozumění (kompenzačním) nervovým mechanismům zapojeným do náročného vnímání řeči a lékařských zařízení (např. .

Kontrola kvality a ochrana dat Opatření kvality Aby byla zajištěna dobrá kvalita dat, jsou všichni členové projektu proškoleni ve všech důležitých aspektech souvisejících se studiem. Zaměstnanci získají teoretické a praktické znalosti o konkrétním neinvazivním elektrickém mozkovém stimulačním zařízení a také o experimentálním protokolu použitém v konkrétním experimentu, kterého se účastní, a to pečlivým zvážením protokolu experimentu a prováděním cvičení. Aby bylo zajištěno, že se data neztratí nebo nepoškodí, budou uložena duálně. Vyšetřovatel bude provádět pravidelné kontroly kvality dat.

Pro zajištění kvality může zadavatel, etická komise nebo nezávislý monitorující hodnocení navštívit místa výzkumu. Při takových příležitostech je poskytován přímý přístup ke zdrojovým datům a všem souborům souvisejícím se studií. Všechny zúčastněné strany zachovávají přísnou důvěrnost údajů o účastnících.

Záznam dat a zdrojová data

Elektronický formulář zprávy o případu (e-CRF) bude k dispozici pro:

• účastníků, kteří byli zařazeni* a úspěšně dokončili studii
• účastníci, kteří byli zahrnuti* do studie, ale museli být vyloučeni kvůli podnormálnímu sluchu, jak bylo stanoveno předběžným screeningem (účastníci jsou si této možnosti vědomi, protože bude uvedena jak v informačním listu účastníka, tak v informovaném souhlasu) *zařazení se určuje podpisem formuláře souhlasu. Je odpovědností zkoušejícího zajistit, že všechna data v průběhu studie budou úplně a správně vložena do příslušné databáze. Základní dokumenty musí být uchovávány po dobu nejméně 10 let po řádném ukončení nebo předčasném ukončení příslušného studia (čl. 25 der KlinV). e-CRF neidentifikují účastníky podle jejich jména nebo data narození, ale poskytnou příslušné fiktivní identifikační kódy. e-CRF budou uloženy na heslem chráněném excelovém listu a budou přístupné pouze oprávněným pracovníkům, kteří data potřebují ke splnění svých povinností v rámci studie. Hlavní řešitel bude kontrolovat správné zadávání dat do databáze.

Zdrojovými dokumenty v této studii jsou demografická data, formuláře informovaného souhlasu, randomizační čísla, (S)AE a výsledky příslušných vyšetření. Data zaznamenaná v e-CRF jsou anonymizované ID účastníka, věk, datum účasti, kritéria pro zařazení a vyloučení, prahy sluchu, přidělené podmínky a subjektivní hodnocení léčby.

Důvěrnost a kódování Trial a údaje účastníků budou zpracovány nanejvýš diskrétně a budou přístupné pouze oprávněným pracovníkům, kteří údaje potřebují k plnění svých povinností v rámci studie. Na CRF a dalších dokumentech specifických pro studii jsou účastníci identifikováni pouze jedinečným číslem účastníka, které je uloženo v identifikačním seznamu účastníků.

Aby byla chráněna před neoprávněným nebo náhodným zveřejněním, pozměněním, vymazáním, kopírováním a krádeží, ale zároveň byla zajištěna sledovatelnost (audit trail; ClinO, čl. 18), vyšetřovatel uloží identifikační seznam účastníků ve dvou formátech. Elektronická verze bude uložena v zabezpečené síťové složce odpovědného výzkumného centra (Univerzita v Curychu (UZH) nebo Inselspital Bern), ke které mají přístup pouze vyšetřovatelé. Papírová verze bude navíc uzamčena v budově Psychologického institutu UZH a přístupná pouze vyšetřovateli.

Uchovávání a zničení studijních dat Všechna data studie jsou archivována po dobu 10 let po ukončení studie nebo předčasném ukončení studie. Všechna studijní data (včetně digitálních kopií fyzických dokumentů) budou uložena ve dvou archivech, aby byla zaručena dostupnost záložní kopie v případě poškození, nesprávné úpravy nebo ztráty souborů v jednom z archivů. Data tak budou uložena v zabezpečené síťové složce UZH přístupné pouze členům projektu a pouze v rámci sítě Curyšské univerzity a také ve složce velkokapacitního pevného disku (HDD) chráněné heslem. Pokud bude před ukončením studie k dispozici centrální zálohovací jednotka UZH, data z pevného disku se přesunou tam. Papírové údaje (tj. informovaný souhlas a dotazníky) budou uzamčeny v budově UZH.

Monitorování a registrace Vzhledem k nízkým rizikům spojeným s touto studií bude použito interní monitorování studie: hlavní řešitel bude pravidelně kontrolovat přesnost protokolu, dat a informovaných souhlasů získaných od členů projektu a zajistí, že žádná data nechybí a ukládání dat v souladu s protokolem. Zdrojová data/dokumenty budou přístupné monitorujícím a dotazy budou zodpovězeny během monitorování.

Studie bude také registrována v národním jazyce (německy) na švýcarském portálu národních klinických hodnocení (SNCTP) prostřednictvím BASEC.

Financování/Publikace/Prohlášení o zájmu Studie je plně financována Švýcarskou národní vědeckou nadací (SNSF). Po statistických analýzách každého experimentu projektový manažer zpřístupní nepublikované, nerecenzované předtisky prostřednictvím portálu s otevřeným přístupem (např. BioRχive®) a vynaloží veškeré úsilí na zveřejnění dat ve vědecké časopis. V anonymizované podobě budou zpřístupněna pouze neklinická data. Výsledky studie budou účastníkům sděleny, pokud uvedou, že si přejí být informováni o výsledcích studie.

Všichni členové projektu neprohlašují žádný střet zájmů.