Forbedring af taleforståelighed ved hjælp af transkraniel vekselstrømstimulation (tACS) (StimSpeechCom)

Baggrund og begrundelse I Europa lider 71 millioner mennesker - 16 % af befolkningen - af hørebesvær. En af de største konsekvenser af hørenedsættelse er nedsat taleforståelsesevne, især under akustisk udfordrende forhold, såsom i omgivelser med genklang eller støjende.

Det foreslåede projekt har til formål at udvikle vores forståelse af de mekanismer, der kan udnyttes til at understøtte taleforståelse under udfordrende lytteforhold, og hvordan de kan forbedres hos hørehæmmede og ældre lyttere.

Til dette formål vil de kompenserende neurale mekanismer for artikulatorisk-motorisk integration blive testet ved at anvende transkraniel vekselstrømsstimulering (tACS) over vMC.

Formål Det overordnede formål med undersøgelsen er at belyse de kompenserende mekanismer, der understøtter taleforståelse under perceptuelt udfordrende forhold.

Eksperiment 1 til 3 Det primære formål er at teste nytten af ​​auditiv-motorisk integration til forringet taleforståelse (DS).

Et sekundært mål er at vurdere interaktionen mellem nedbrydningsniveauet af DS og tACS-induceret forbedring af ydeevnen. Et andet sekundært mål er at udforske potentielle forskelle i tACS-inducerede forbedringer hos yngre og ældre hørehæmmede lyttere.

Eksperiment 4 Det primære formål er at teste nytten af ​​cerebro-akustisk sammenhæng til SIN-forståelse. Det sekundære formål med eksperiment 4 er at teste, om cerebro-akustisk sammenhæng afspejler behandling på stavelsesniveau.

Statistiske overvejelser:

For alle eksperimenter vil der blive udført ANOVA'er med gentagne foranstaltninger med blandet effekt. Parrede t-test korrigeret for flere sammenligninger vil blive anvendt til posthoc sammenligninger.

Antal deltagere med begrundelse

Effektanalyser blev udført separat for hvert eksperiment under antagelse af en mellemeffektstørrelse. Resultatet af effektanalysen antyder, at den minimale samlede stikprøvestørrelse for eksperiment 1 er 30, for eksperiment 2+3 er 50 og 60 for eksperiment 4.

Eksperiment 1 Resultatet af magtanalysen antyder en minimal samlet stikprøvestørrelse på 30 yngre deltagere.

Eksperiment 2-3 Resultatet af styrkeanalysen antyder en minimal samlet prøvestørrelse på 50, inklusive 25 yngre og 25 ældre deltagere; Eksperiment 4 Resultatet af effektanalysen antyder en minimal samlet prøvestørrelse på 60, ​​inklusive 30 yngre og 30 ældre deltagere i eksperimentet.

Håndtering af manglende data og frafald Frafald samt deltagere, der skal udelukkes på grund af subnormale høretærskler som bestemt ved prætestscreening, vil blive erstattet af nyrekrutterede deltagere. Ved manglende data foretages analyserne med de tilgængelige data. Frafaldsdata vil blive analyseret og anonymiseret ved ophør af dataanalyse.

Studieintervention

Den vigtigste undersøgelsesintervention er tACS-stimulering. Der vil blive brugt to stimuleringsprotokoller.

Stimuleringsprotokol 1 (SP1) anvendt i forsøg 1-3 involverer kontinuerlig højfrekvent (2 kHz) stimulering. I eksperiment 1 vil SP1 blive anvendt online (under aMEP-optagelse). I forsøg 2-3 vil SP1 blive anvendt offline (før opgavens start) i 20 minutter.

Stimuleringsprotokol 2 (SP2) brugt i eksperiment 4 involverer online (under opgaveudførelse) lavfrekvent taleindhylling (env) tACS-stimulering (1-8Hz).

I alle eksperimenter vil stimulationsintensiteten være 2 mA (peak-to-peak værdi, svarende til en sinusbølge på ±1 mA amplitude).

Stimulering vil blive leveret gennem ledende gummielektroder placeret over den ventrale motoriske cortex (vMC). Elektroderne vil blive placeret i henhold til 10-20 International EEG System for at identificere målplaceringen.

Derudover vil TMS-stimulering blive anvendt i eksperiment 1 for at måle artikulatoriske motor-fremkaldte potentialer (aMEP'er).

Stimuleringsintensiteten vil være 120 % af deltagernes individuelle motoriske tærskel [3].

Monofasisk enkeltpuls TMS vil blive anvendt over læbemotorens cortex i vMC for at inducere aMEP'er.

Studieprocedurer

Forundersøgelse

• vurdering af inklusions-/udelukkelseskriterierne
• indsamling af demografiske oplysninger

Screening af audition og taleopfattelse

• Screening af høretærsklen
• Tærskel for talemodtagelse
• Tærskel for tekstmodtagelse

Subjektivt forståelighedsniveau Forud for den eksperimentelle session af hvert eksperiment vil det subjektive forståelighedsniveau blive vurderet for at estimere de nedbrydningsniveauer, der giver genkendelsesevne på 75 % (let), 50 % (middel) og 25 % (svært). Nedbrydning vil tage form af støjvokodning, som tillader parametrisk manipulation af taleforståelighed. Dette er en manipulation, der reducerer det spektrale indhold af tale uden at påvirke dets tidsmæssige indhold. Resultatet ligner en hæs robot hvisken.

Eksperiment 1:

Hver deltager gennemgår to tACS-sessioner: en eksperimentel session med online tACS ved 2kHz, og en kontrolsession, hvor der afgives simuleret stimulering, som hver varer 20 minutter (sessionsrækkefølgen modvægtes). Under eksperimentet vil TMS-inducerede aMEP'er blive optaget fra deltagernes læbemuskler.

Eksperiment 2:

Hver deltager gennemgår to tACS-sessioner: en eksperimentel session, hvor 2kHz tACS afgives, og en kontrolsession, hvor sham-stimulering afgives, som hver varer 10 minutter (sessionsrækkefølgen udlignes). I den 20-minutters periode efter hver tACS-session vil deltagerne høre talestimuli forringet på forskellige niveauer af forståelighed. De vil blive bedt om at transskribere de ord, de hører (ved hjælp af et computertastatur) så hurtigt som muligt, og med maksimalt 10s pr. De vil blive præsenteret for 30 ord på hvert af lavt, medium og højt niveau af nedbrydning samt 30 tydelige stimuli, i en tilfældig rækkefølge.

Eksperiment 3:

Deltageres baseline støj-vokodede taleforståelse (for en beskrivelse af proceduren se afsnit 3.2) vil blive vurderet ved hjælp af samme testprocedure som i eksperiment 1. I en eksperimentel gruppe vil tACS med de samme indstillinger som beskrevet ovenfor (SP1) blive brugt til at inducere øget artikulatorisk-motorisk excitabilitet; i en kontrolgruppe vil sham tACS blive leveret. I den efterfølgende 20-minutters periode vil deltagerne modtage undervisning i støj-vokodet tale. Træningen vil bestå af 250 ord præsenteret i par, først en tydelig forekomst af et ord, derefter dets forringede modstykke, 200 ms efter forskydningen af ​​det klare ord. Ordpar vil blive præsenteret med et jitter inter-trial interval (ITI) på 1500±500ms. Det har vist sig, at denne type præsentation kan være yderst effektiv til hurtigt at forbedre støj-vokodet ordforståelse: med præsentationen af ​​120 punkter (det tager omkring 10 minutter at præsentere) blev deltagernes nøjagtighed i ordidentifikation forbedret fra ca. 20 % til over 30 % [4]. Støj-vokodet ordforståelse vil blive vurderet igen efter træning.

Eksperiment 4:

Deltagerne gennemgår to tACS-sessioner, hvor de vil blive testet i DS-forståelse, mens de modtager enten env-tACS- eller tids-omvendte env-tACS-forsøg, interleaves af sham-stimuleringsforsøg. Som i eksperiment 1 vil deltagerne blive præsenteret for 30 stimuli, der er nedbrudt i hver af tre forskellige omfang, og 30 tydelige stimuli og vil blive bedt om at transskribere de ord, de hører, inden for 10 sekunder.

Yderligere aspekter Overordnede etiske overvejelser Undersøgelsen har potentialet til at bære både en videnskabelig værdi, forbundet med at forbedre forståelsen af ​​de kompenserende mekanismer, der understøtter forringet taleforståelse, og en social værdi, da dens resultater kan danne grundlag for udviklingen af ​​nye interventionsstrategier til at overvinde hørelsen. værdiforringelse eller informere forbedring af eksisterende. Resultaterne af undersøgelsen kan generaliseres til mange (hvis ikke mest af alle) situationer med lytning under perceptuelt udfordrende forhold, såsom hørenedsættelse. I betragtning af, at de største samfundsmæssige belastninger af hørenedsættelse er forbundet med normal aldersrelateret hørenedsættelse (dvs. presbycusis), sigter vi mod at udvide generaliserbarheden af ​​resultaterne til den tredje alder ved at inkludere et udvalg af deltagere fra en ældre befolkning.

Erklæring om god klinisk praksis (GCP) Denne undersøgelse vil blive udført i overensstemmelse med protokollen, den nuværende version af Helsinki-erklæringen, International Conference on Harmonization-GCP, Swiss Human Research Act samt andre lokalt relevante juridiske og regulatoriske krav

Risiko-benefit-vurdering Der er ingen risici forbundet med selve undersøgelsesinterventionerne, så længe eksklusionskriterierne overholdes, med undtagelse af sjældne milde og forbigående effekter af tACS-stimulering. Der forventes heller ikke risici for uautoriseret dataadgang gennem tredjeparter eller uønsket identifikation af deltagere.

Studierne forventer heller ikke umiddelbare fordele for deltageren. Deltagerne (og alle andre) kan dog drage fordel af undersøgelsens potentielt stærke videnskabelige og sociale værdier som følge af en bedre forståelse af de (kompenserende) neurale mekanismer involveret i udfordrende taleopfattelse og medicinsk udstyr (f.eks. høreapparater), der kan følge .

Kvalitetskontrol og databeskyttelse Kvalitetsforanstaltninger For at sikre en god datakvalitet bliver alle projektmedlemmer uddannet i alle de vigtige undersøgelsesrelaterede aspekter. Personalet vil blive forsynet med teoretisk og praktisk viden om den specifikke ikke-invasive elektriske hjernestimuleringsanordning samt eksperimentel protokol, der anvendes i det særlige eksperiment, som han/hun er involveret i, gennem nøje overvejelse af den eksperimentelle protokol og udførelsen af ​​øvelsessessioner. For at sikre, at dataene ikke går tabt eller beskadiges, vil de blive gemt dobbelt. Efterforskeren vil udføre regelmæssige datakvalitetstjek.

Til kvalitetssikring kan sponsoren, den etiske komité eller en uafhængig forsøgsmonitor besøge forskningsstederne. Direkte adgang til kildedata og alle undersøgelsesrelaterede filer gives ved sådanne lejligheder. Alle involverede parter holder deltagerdataene strengt fortrolige.

Dataregistrering og kildedata

En elektronisk sagsrapport (e-CRF) vil blive afholdt for:

• deltagere, der var inkluderet* og afsluttede undersøgelsen med succes
• deltagere, der var inkluderet* i undersøgelsen, men som måtte udelukkes på grund af sub-normal hørelse som bestemt ved forhåndsscreening (deltagere er opmærksomme på denne mulighed, da det vil fremgå både af deltagerinformationsbladet og informeret samtykke) *inkludering afgøres ved at underskrive samtykkeerklæringen. Det er investigatorens ansvar at sikre, at alle data i løbet af undersøgelsen bliver indtastet fuldstændigt og korrekt i den respektive database. Væsentlige dokumenter skal opbevares i mindst 10 år efter den normale afslutning eller en for tidlig afslutning af den respektive undersøgelse (art. 25 der KlinV). e-CRF'er vil ikke identificere deltagere ved deres navn eller fødselsdato, men vil give passende dummy-kodede identifikations-id'er. e-CRF'er vil blive gemt i et adgangskodebeskyttet Excel-ark og vil kun være tilgængelige for autoriseret personale, der har brug for dataene for at udføre deres pligter inden for undersøgelsens omfang. Den primære investigator vil kontrollere den korrekte dataindtastning i databasen.

Kildedokumenter i denne undersøgelse er demografiske data, informerede samtykkeformularer, randomiseringstal, (S)AE'er og resultater af relevante undersøgelser. Data registreret i e-CRF'erne er det anonymiserede deltager-id, alder, deltagelsesdato, inklusions- og eksklusionskriterier, høretærskler, tildelte forhold og subjektiv behandlingsevaluering.

Fortrolighed og kodning Prøve- og deltagerdata vil blive håndteret med yderste diskretion og vil kun være tilgængelige for autoriseret personale, som kræver dataene for at udføre deres pligter inden for undersøgelsens omfang. På CRF'erne og andre undersøgelsesspecifikke dokumenter identificeres deltagerne kun med et unikt deltagernummer, gemt i deltageridentifikationslisten.

For at beskytte det mod uautoriseret eller utilsigtet offentliggørelse, ændring, sletning, kopiering og tyveri, men samtidig for at sikre sporbarhed (revisionsspor; ClinO, Art. 18), vil investigator gemme deltageridentifikationslisten i to formater. En elektronisk version vil blive gemt på en sikker netværksmappe fra det ansvarlige forskningscenter (Universitetet i Zürich (UZH) eller Inselspital Bern), som kun er tilgængelig for efterforskerne. Derudover vil en papirversion blive låst i Psychologisches Institut-bygningen i UZH og kun tilgængelig for efterforskeren.

Opbevaring og ødelæggelse af undersøgelsesdata Alle undersøgelsesdata arkiveres i 10 år efter undersøgelsesafslutning eller for tidlig afslutning af undersøgelsen. Alle undersøgelsesdata (inklusive digitale kopier af fysiske dokumenter) vil blive gemt i to arkiver for at sikre tilgængeligheden af ​​en sikkerhedskopi i tilfælde af, at filer i et af arkiverne bliver beskadiget, forkert ændret eller tabt. Data vil således blive lagret på en sikker netværksmappe i UZH, som kun er tilgængelig for projektmedlemmer og kun inden for University of Zurich-netværket, samt på en mappe på en masselagerharddisk (HDD) beskyttet med adgangskode. Hvis en UZH central backup-lagerenhed bliver tilgængelig før afslutningen af ​​undersøgelsen, vil data fra harddisken blive flyttet dertil. Papirdataene (dvs. informeret samtykke og spørgeskemaer) vil blive låst i UZH-bygningen.

Overvågning og registrering På grund af de lave risici, der er forbundet med denne undersøgelse, vil der blive anvendt en intern undersøgelsesmonitorering: Hovedinvestigatoren vil regelmæssigt kontrollere protokollen, data og informerede samtykker indhentet af projektmedlemmerne for nøjagtighed og vil sikre, at ingen data mangler og datalagring i overensstemmelse med protokollen. Kildedataene/dokumenterne vil være tilgængelige for monitorer, og spørgsmål vil blive besvaret under overvågningen.

Undersøgelsen vil også blive registreret på et nationalt sprog (tysk) i Swiss National Clinical Trial Portal (SNCTP) via BASEC.

Finansiering/Publicering/Interesseerklæring Undersøgelsen er fuldt ud finansieret af Swiss National Science Foundation (SNSF). Efter statistiske analyser af hvert eksperiment vil projektlederen gøre de upublicerede ikke peer-reviewede fortryk tilgængelige via en åben adgangsportal (f.eks. BioRχive®) og vil gøre alt for at offentliggøre dataene i en videnskabelig, peer-reviewet tidsskrift. Kun ikke-kliniske data vil blive gjort tilgængelige i anonymiseret form. Forsøgsresultater vil blive meddelt deltagerne, hvis de angiver, at de ønsker at blive informeret om undersøgelsesresultaterne.

Alle projektmedlemmer erklærer ingen interessekonflikt.