- ICH GCP
- US Clinical Trials Registry
- Klinisk forsøg NCT03828734
Modulation af kognitive kontrolsignaler i præfrontal cortex ved rytmisk transkraniel magnetisk stimulering
Modulering af alfa- og tetaoscillationer i en kognitiv kontrol retrospektiv cue-opgave med frekvensspecifik rytmisk transkraniel magnetisk stimulering
Formål: I denne undersøgelse vil efterforskerne give årsagsbeviser for alfa- og theta-oscillations rolle i kognitiv kontrol.
Deltagere: Deltagerne skal være raske, mellem 18 og 35 år, højrehåndede, i stand til at give informeret samtykke, villige til at overholde alle undersøgelsesprocedurer og være tilgængelige under undersøgelsens varighed, tale og forstå engelsk.
Procedurer: Alfa- og theta-hjerneoscillationer vil blive målt og derefter medført ved hjælp af frekvensspecifik rytmisk TMS under en retrospektiv kognitiv kontrolopgave.
Studieoversigt
Status
Betingelser
Intervention / Behandling
Detaljeret beskrivelse
Neurale oscillationer foreslås at være en mekanisme til at koordinere informationsbehandling på tværs af distribuerede områder af cortex. Forskellige neurale oscillationer kan svare til forskellige underliggende neurale beregninger. Ikke-invasiv hjernestimulering gør det muligt for forsøgspersoner at modulere specifikke neurale oscillationer ved at målrette mod bestemte frekvensbånd. Ved at indsamle samtidig elektroencefalografi (EEG) er rytmisk transkraniel magnetisk stimulation (TMS) tidligere blevet påvist at medføre neurale oscillationer ved stimuleringsfrekvensen. Ydermere, når frekvensen af medførte neurale oscillationer matches med frekvensen af endogen aktivitet i en kognitiv opgave, forbedrer hjernestimuleringen adfærdsmæssige ydeevne. Derfor er ikke-invasiv hjernestimulering et lovende værktøj til at forbedre kognition ved at inducere optimal neural aktivitet via eksternt påførte elektromagnetiske felter; f.eks. kognitive kontrolforbedringer.
Tidligere beviser har impliceret neural aktivitet i alfabåndet (8-12 Hz) i informationsundertrykkelse og aktivitet i thetabåndet (4-7 Hz) i informationsprioritering. Kognitive kontrolopgaveparadigmer har vist sig at fremkalde særskilt aktivitet i begge disse bånd. I denne opgave lateraliseres stimuli til højre og venstre synsfelt under kodning. Efter en kort forsinkelse informerer en cue deltagerne om, hvilke stimuli (højre eller venstre) der vil blive testet. Tidligere beviser fandt, at alfa-aktivitet i parietal cortex genereres kontralateralt til irrelevante stimuli, der understøtter alfas rolle i informationsundertrykkelse - mens theta-aktivitet i frontal cortex stiger med antallet af stimuli, der skal huskes - hvilket understøtter theta's rolle i informationsprioritering.
Til den nuværende undersøgelse foreslår efterforskerne at levere rytmiske tog af TMS i enten alfa-frekvens, theta-frekvens eller en arytmisk kontrol for at modulere neural behandling under en kognitiv kontrolopgave. Ved at indsamle samtidig EEG med TMS, vil efterforskerne være i stand til at måle de medførte svingninger fra rytmisk TMS. Målet med dette eksperiment er at forbedre den observerede theta- og alfa-aktivitet, der ses med succesfuld prioritering og undertrykkelse af information. For at give årsagsbeviser for, at parietal cortex genererer alfa-aktivitet, og frontal cortex genererer theta-aktivitet, vil efterforskerne anvende rytmisk TMS-stimulering til to hovedbundslokationer: den forreste midterste frontale gyrus og inferior intraparietal sulcus. Ved at anvende alfa-frekvens, theta-frekvens og arytmisk TMS på hvert sted, vil efterforskerne være i stand til at undersøge årsagssammenhængen mellem frontale theta-oscillationer i informationsprioritering og parietale alfa-oscillationer i informationsundertrykkelse.
Undersøgelsestype
Tilmelding (Faktiske)
Fase
- Ikke anvendelig
Kontakter og lokationer
Studiesteder
-
-
North Carolina
-
Chapel Hill, North Carolina, Forenede Stater, 27516
- University of North Carolina at Chapel Hill
-
-
Deltagelseskriterier
Berettigelseskriterier
Aldre berettiget til at studere
Tager imod sunde frivillige
Køn, der er berettiget til at studere
Beskrivelse
Inklusionskriterier:
- Sund og rask
- Mellem 18 og 35 år
- Højrehåndet
- Kan give informeret samtykke
- Villig til at overholde alle undersøgelsesprocedurer
- Tilgængelig i hele studiets varighed
- Tale og forstå engelsk.
Ekskluderingskriterier:
- Attention Deficit Hyperactivity Disorder (i øjeblikket under behandling)
- Neurologiske lidelser og tilstande, herunder, men ikke begrænset til: Epilepsi i historien Anfald (undtagen feberkramper i barndommen) - Demens
- Historie om slagtilfælde
- Parkinsons sygdom
- Multipel sclerose
- Cerebral aneurisme
- Hjernetumorer
- Medicinsk eller neurologisk sygdom eller behandling af en medicinsk lidelse, der kan forstyrre studiedeltagelsen (f.eks. ustabil hjertesygdom, HIV/AIDS, malignitet, lever- eller nyrefunktion)
- Tidligere hjernekirurgi - Enhver hjerneanordning/-implantater, herunder cochleaimplantater og aneurisme-clips -Pacemaker - Enhver anden implanteret elektronisk enhed - Historik om nuværende traumatisk hjerneskade - (For kvinder) Graviditet eller amning - Alt, hvad der efter vurderingen af investigator, ville sætte deltageren i øget risiko eller udelukke deltagerens fulde overholdelse af eller fuldførelse af undersøgelsen
Studieplan
Hvordan er undersøgelsen tilrettelagt?
Design detaljer
- Primært formål: Grundvidenskab
- Tildeling: Randomiseret
- Interventionel model: Crossover opgave
- Maskning: Ingen (Åben etiket)
Våben og indgreb
Deltagergruppe / Arm |
Intervention / Behandling |
---|---|
Eksperimentel: TMS til frontal cortex efterfulgt af TMS til parietal cortex
Deltagerne vil modtage TMS, mens de udfører en kognitiv kontrolopgave.
I deres første stimulationssession vil TMS-spolen blive placeret over den frontale cortex på hovedbunden.
I deres anden session vil TMS-spolen blive placeret over parietal cortex på hovedbunden.
Under hver session modtager forsøgspersoner Theta TMS, Alpha TMS og arytmisk TMS.
|
TMS vil blive administreret med frekvensen af hvert individs endogene theta-oscillation (4-7Hz)
Andre navne:
TMS vil blive administreret med frekvensen af hvert individs endogene alfa-oscillation (8-12 Hz)
Andre navne:
TMS vil blive administreret arytmisk; dvs. en sekvens af pulser med randomiseret timing
Andre navne:
|
Eksperimentel: TMS til parietal cortex efterfulgt af TMS til frontal cortex
Deltagerne vil modtage TMS, mens de udfører en kognitiv kontrolopgave.
I deres første stimulationssession vil TMS-spolen blive placeret over parietal cortex på hovedbunden.
I deres anden session vil TMS-spolen blive placeret over frontal cortex på hovedbunden.
Under hver session modtager forsøgspersoner Theta TMS, Alpha TMS og arytmisk TMS.
|
TMS vil blive administreret med frekvensen af hvert individs endogene theta-oscillation (4-7Hz)
Andre navne:
TMS vil blive administreret med frekvensen af hvert individs endogene alfa-oscillation (8-12 Hz)
Andre navne:
TMS vil blive administreret arytmisk; dvs. en sekvens af pulser med randomiseret timing
Andre navne:
|
Hvad måler undersøgelsen?
Primære resultatmål
Resultatmål |
Foranstaltningsbeskrivelse |
Tidsramme |
---|---|---|
Antal huskede genstande
Tidsramme: En uge
|
Deltagerne laver et knaptryk på et tastatur for at indikere, om de undersøgte emner er matchede eller ikke-matchede med emnerne i hukommelsen, efter at en retrospektiv cue er præsenteret.
Efterforskerne beregner procenten korrekt for ikke-match-forhold, defineret som hitrate, og procenten forkert for match-forhold, defineret som falsk alarm-rate.
Antallet af huskede elementer, ofte omtalt som arbejdshukommelseskapacitet, beregnes som antallet af elementer, der skal huskes (2, 3 eller 4) gange hitraten minus falsk alarmfrekvensen, divideret med én minus falsk alarmfrekvens .
Værdiintervallet er 0 til 4, hvor større værdier betyder bedre ydeevne.
For TMS til frontal cortex rapporteres arbejdshukommelseskapacitet, når deltageren blev cued til højre.
For TMS til parietal cortex rapporteres arbejdshukommelseskapacitet, når deltageren blev cued til venstre.
|
En uge
|
Amplitude af neurale oscillationer
Tidsramme: En uge
|
Hjernens elektriske aktivitet registreres under udførelsen af opgaven og hjernestimulering.
Efterforskerne vil udføre Morlet wavelet-foldning på det optagede elektriske signal for at beregne amplituden af neurale oscillationer i frekvensbåndene: theta (4-7 hertz) og alfa (8-12 hertz).
Amplituden af neurale oscillationer rapporteres under anden halvdel af stimulationen i det område, der stimuleres.
Amplituden normaliseres for hver deltager som den procentvise ændring fra amplituden i løbet af basisperioden (før opgaven begynder).
For TMS til frontal cortex rapporteres amplituden af theta-oscillationer, og for TMS til parietal cortex rapporteres amplituden af alfa-oscillationer.
|
En uge
|
Responstid
Tidsramme: En uge
|
Deltagerne laver et knaptryk på et tastatur for at indikere, om probe-emnerne er matchede eller ikke-matchede med de elementer, der opbevares i hukommelsen, efter at en retrospektiv cue er præsenteret.
Efterforskerne vil beregne responstiden for dette valg som forskellen mellem tidspunktet for knaptrykket og præsentationen af sonden.
For TMS til frontal cortex rapporteres responstid, når deltageren blev cued til højre.
For TMS til parietal cortex rapporteres responstid, når deltageren blev cued til venstre.
|
En uge
|
Samarbejdspartnere og efterforskere
Samarbejdspartnere
Publikationer og nyttige links
Generelle publikationer
- Fries P. Rhythms for Cognition: Communication through Coherence. Neuron. 2015 Oct 7;88(1):220-35. doi: 10.1016/j.neuron.2015.09.034.
- Klimesch W, Sauseng P, Hanslmayr S. EEG alpha oscillations: the inhibition-timing hypothesis. Brain Res Rev. 2007 Jan;53(1):63-88. doi: 10.1016/j.brainresrev.2006.06.003. Epub 2006 Aug 1.
- Albouy P, Weiss A, Baillet S, Zatorre RJ. Selective Entrainment of Theta Oscillations in the Dorsal Stream Causally Enhances Auditory Working Memory Performance. Neuron. 2017 Apr 5;94(1):193-206.e5. doi: 10.1016/j.neuron.2017.03.015. Epub 2017 Mar 23.
- Roux F, Uhlhaas PJ. Working memory and neural oscillations: alpha-gamma versus theta-gamma codes for distinct WM information? Trends Cogn Sci. 2014 Jan;18(1):16-25. doi: 10.1016/j.tics.2013.10.010. Epub 2013 Nov 19.
- Hanslmayr S, Matuschek J, Fellner MC. Entrainment of prefrontal beta oscillations induces an endogenous echo and impairs memory formation. Curr Biol. 2014 Apr 14;24(8):904-9. doi: 10.1016/j.cub.2014.03.007. Epub 2014 Mar 27.
- Popov T, Popova P, Harkotte M, Awiszus B, Rockstroh B, Miller GA. Cross-frequency interactions between frontal theta and posterior alpha control mechanisms foster working memory. Neuroimage. 2018 Nov 1;181:728-733. doi: 10.1016/j.neuroimage.2018.07.067. Epub 2018 Jul 31.
- Reinhart RMG. Disruption and rescue of interareal theta phase coupling and adaptive behavior. Proc Natl Acad Sci U S A. 2017 Oct 24;114(43):11542-11547. doi: 10.1073/pnas.1710257114. Epub 2017 Oct 9.
- Romei V, Thut G, Silvanto J. Information-Based Approaches of Noninvasive Transcranial Brain Stimulation. Trends Neurosci. 2016 Nov;39(11):782-795. doi: 10.1016/j.tins.2016.09.001. Epub 2016 Sep 30.
- Thut G, Veniero D, Romei V, Miniussi C, Schyns P, Gross J. Rhythmic TMS causes local entrainment of natural oscillatory signatures. Curr Biol. 2011 Jul 26;21(14):1176-85. doi: 10.1016/j.cub.2011.05.049. Epub 2011 Jun 30.
- Wallis G, Stokes M, Cousijn H, Woolrich M, Nobre AC. Frontoparietal and Cingulo-opercular Networks Play Dissociable Roles in Control of Working Memory. J Cogn Neurosci. 2015 Oct;27(10):2019-34. doi: 10.1162/jocn_a_00838. Epub 2015 Jun 4.
- Wang XJ. Neurophysiological and computational principles of cortical rhythms in cognition. Physiol Rev. 2010 Jul;90(3):1195-268. doi: 10.1152/physrev.00035.2008.
- Wolinski N, Cooper NR, Sauseng P, Romei V. The speed of parietal theta frequency drives visuospatial working memory capacity. PLoS Biol. 2018 Mar 14;16(3):e2005348. doi: 10.1371/journal.pbio.2005348. eCollection 2018 Mar.
- Rouder JN, Morey RD, Morey CC, Cowan N. How to measure working memory capacity in the change detection paradigm. Psychon Bull Rev. 2011 Apr;18(2):324-30. doi: 10.3758/s13423-011-0055-3.
Datoer for undersøgelser
Studer store datoer
Studiestart (Faktiske)
Primær færdiggørelse (Faktiske)
Studieafslutning (Faktiske)
Datoer for studieregistrering
Først indsendt
Først indsendt, der opfyldte QC-kriterier
Først opslået (Faktiske)
Opdateringer af undersøgelsesjournaler
Sidste opdatering sendt (Faktiske)
Sidste opdatering indsendt, der opfyldte kvalitetskontrolkriterier
Sidst verificeret
Mere information
Begreber relateret til denne undersøgelse
Andre undersøgelses-id-numre
- 18-1789
- R01MH111889 (U.S. NIH-bevilling/kontrakt)
Lægemiddel- og udstyrsoplysninger, undersøgelsesdokumenter
Studerer et amerikansk FDA-reguleret lægemiddelprodukt
Studerer et amerikansk FDA-reguleret enhedsprodukt
produkt fremstillet i og eksporteret fra U.S.A.
Disse oplysninger blev hentet direkte fra webstedet clinicaltrials.gov uden ændringer. Hvis du har nogen anmodninger om at ændre, fjerne eller opdatere dine undersøgelsesoplysninger, bedes du kontakte register@clinicaltrials.gov. Så snart en ændring er implementeret på clinicaltrials.gov, vil denne også blive opdateret automatisk på vores hjemmeside .
Kliniske forsøg med Executive funktion
-
Massachusetts General HospitalTrukket tilbageADHD | Executive Function Deficits (EFD'er)
-
Incyte CorporationLedigSTAT1 Gain-of-Function sygdom
-
Xuzhou Central HospitalThe Affiliated Hospital of Xuzhou Medical UniversityIkke rekrutterer endnuFunktionel magnetisk resonansbilleddannelse | Executive Function Disorder
-
Universidad de ZaragozaUkendtTeenagers adfærd | Executive Function Disorder | Styrketræning | Akademisk præstationSpanien
-
Boston Children's HospitalWellcome Trust; International Centre for Diarrhoeal Disease Research, Bangladesh og andre samarbejdspartnereRekrutteringFølelsesmæssig regulering | Underernæring, barn | Executive Function DisorderBangladesh
-
University of SevilleRekrutteringInsulinvækstfaktor I mangel | IGF1 mangel | Executive Function DisorderSpanien
-
Shanghai Mental Health CenterIkke rekrutterer endnuStofafhængighed | Executive Function Disorder | Transkraniel vekselstrømsstimuleringKina
-
Massachusetts General HospitalThe American Professional Society of ADHD and Related Disorders (APSARD)AfsluttetAttention Deficit Hyperactivity Disorder (ADHD) | Executive Function Deficits (EFD)Forenede Stater
-
Lei Lei, MDRekrutteringAttention Deficit Disorder med hyperaktivitet | Executive Function DisorderKina
-
Boston Medical CenterThe New School for Social Research; Children's Bureau - Administration...Trukket tilbageForældres stress | Forældreskab | Familieforhold | Familiekonflikt | Mor-barn relationer | Overgreb mod forældre | Childhood Disorder of Social Function, UspecificeretForenede Stater
Kliniske forsøg med Theta TMS
-
Institute of Mental Health NottinghamAfsluttetSunde frivilligeDet Forenede Kongerige
-
University of North Carolina, Chapel HillNational Institute of Mental Health (NIMH)AfsluttetExecutive funktionForenede Stater
-
Mayo ClinicNational Institute of Mental Health (NIMH)RekrutteringSelvmordstanker | Større depressiv lidelseForenede Stater
-
University Hospital TuebingenAfsluttet
-
Brigham and Women's HospitalRekrutteringDepression | Stemningsforstyrrelser | Depressiv lidelse, major | Psykiatrisk lidelse | Psykisk lidelseForenede Stater
-
Mary Phillips, MD MD (Cantab)National Institute of Mental Health (NIMH)RekrutteringManiodepressivForenede Stater
-
Mary Phillips, MD MD (Cantab)Milken InstituteAfsluttetManiodepressivForenede Stater
-
University of North Carolina, Chapel HillNational Institute of Mental Health (NIMH)Ikke rekrutterer endnu
-
Massachusetts General HospitalIkke rekrutterer endnuAlzheimers sygdom | Apati ved demens
-
Gopalkumar RakeshAfsluttetRygestop | HIV | TrangForenede Stater