Cortical Recording and Stimulating Array Brain-Machine Interface (CRS-BMI)
Eine sensomotorische Mikroelektroden-Gehirn-Maschine-Schnittstelle für Personen mit erheblicher Beeinträchtigung der oberen Extremitäten
Studienübersicht
Status
Status
Bedingungen
Bedingungen
Intervention / Behandlung
Intervention / Behandlung
Detaillierte Beschreibung
Studientyp
Studientyp
Einschreibung (Geschätzt)
Einschreibung
Phase
Phase
- Unzutreffend
Kontakte und Standorte
Studienkontakt
Studienkontakt
- Name: Debbie Harrington
- Telefonnummer: 412-383-1355
- E-Mail: debbie.harrington@pitt.edu
Studieren Sie die Kontaktsicherung
- Name: Olivia L Campbell
- Telefonnummer: 412-648-4192
- E-Mail: OLA22@pitt.edu
Studienorte
-
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Illinois
-
Chicago, Illinois, Vereinigte Staaten, 60637
- Rekrutierung
- University of Chicago
-
Kontakt:
- Ashley van Driesche, BS
- Telefonnummer: 773-834-5204
- E-Mail: ashleyv@uchicago.edu
-
-
Pennsylvania
-
Pittsburgh, Pennsylvania, Vereinigte Staaten, 15219
- Rekrutierung
- University of Pittsburgh
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Hauptermittler:
- Michael L Boninger, MD
-
Kontakt:
- Debbie E Harrington, BS
- Telefonnummer: 4123831355
- E-Mail: debbie.harrington@pitt.edu
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Teilnahmekriterien
Zulassungskriterien
Zulassungskriterien
Studienberechtigtes Alter
Akzeptiert gesunde Freiwillige
Beschreibung
Einschlusskriterien:
- Die Probanden müssen aufgrund einer zervikalen Rückenmarksverletzung, eines Hirnstammschlags, einer Verletzung des Plexus brachialis, einer Amputation über dem Ellenbogen oder eines Schlaganfalls der Wirbelsäule eingeschränkt oder nicht in der Lage sein, eine oder beide Hände zu verwenden. Personen mit intakten Gliedmaßen müssen eine Kraft von weniger als Grad 2 in Fingerbeuger und Abduktion auf der kontralateralen Seite des Implantats und einen t-Wert <35 auf dem PROMIS Upper Extremity Short Form haben. Die nicht funktionsfähige(n) Hand(en) kann/können passiv an funktionalen Aufgaben beteiligt sein; B. ein Objekt schieben oder ein in die Hand gelegtes Objekt passiv greifen. Der Teilnehmer muss jedoch melden, dass er seine Hand(en) nicht funktionell benutzt.
- Die Probanden müssen melden, dass sie mit der zur Implantation kontralateralen Hand keine funktionellen Aktivitäten ausführen können.
- Die Probanden müssen zum Zeitpunkt der Implantation über 1 Jahr nach der Verletzung sein. Darüber hinaus darf der Proband in den letzten 6 Monaten keine Verschlechterung des neurologischen Status (Kraft, Empfindung) melden.
- Die Probanden müssen zwischen 22 und 70 Jahre alt sein. Bei Teilnehmern außerhalb dieser Altersgruppe besteht möglicherweise ein erhöhtes Operationsrisiko und ein erhöhtes Ermüdungsrisiko während des BMI-Trainings.
- Die Probanden müssen während des Studiums innerhalb von 2 Stunden von der University of Pittsburgh leben oder bereit sein, mindestens einmal pro Woche zur BMI-Schulung an die University of Pittsburgh zu reisen.
- Wenn Studienteilnehmer nicht in der Gegend von Pittsburgh leben, wird von ihnen erwartet, dass sie sich mindestens 18 Monate nach der Immatrikulation innerhalb von 2 Stunden von der University of Pittsburgh aufhalten.
- Die Probanden müssen in der Lage sein, mit den Ermittlern auf Englisch zu kommunizieren, da sie den Anweisungen des Studienteams folgen müssen.
- Die Probanden müssen ein Verständnis der Studienziele zeigen und in der Lage sein, einfache Anweisungen zu befolgen, wie von den Ermittlern beurteilt
- Die Probanden müssen Ergebnisse haben, die innerhalb der normalen Grenzen der neuropsychologischen und psychosozialen Beurteilung liegen; Die psychosoziale Gesundheit und Unterstützung wird durch ein Gespräch mit dem Psychologen beurteilt.
- Die Probanden müssen in der Lage sein, bestimmte kortikale Bereiche während eingebildeter oder versuchter Bewegungsaufgaben zu aktivieren (d. h. Handbewegung und Sprechen oder Bewegen des Mundes); dies wird im Rahmen des Screenings mit funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRT) evaluiert.
- Die Probanden müssen eine stabile psychosoziale Unterstützung und Betreuer haben, die in der Lage sind, die notwendige tägliche Pflege der Haut und des Sockels des Teilnehmers durchzuführen. Dies erfordert, dass der Proband eine Pflegekraft und eine Ersatzperson identifiziert, die seit mehr als 6 Monaten im Einsatz sind und in der Lage sind, die erforderliche physische und psychosoziale Unterstützung zu leisten. Dies wird vom Sponsor-Prüfarzt und Neurochirurgen der Studie beurteilt.
- Die Probanden müssen eine Lebenserwartung von mehr als 18 Monaten haben, wie vom Studienprüfer und Neurochirurgen als Unterprüfer beurteilt
- Die Dokumentation der Einverständniserklärung muss vom Teilnehmer oder seinem gesetzlichen Vertreter eingeholt werden.
- Teilnehmer mit transhumeraler Amputation müssen für eine Prothese evaluiert worden sein und, falls als angemessen erachtet, mit einer optimierten Prothese versorgt worden sein. Die Prothese sollte für die PROMIS-Bewertung verwendet/erwogen werden.
Ausschlusskriterien:
- Sehbehinderung, so dass ein längeres Betrachten eines Computermonitors selbst mit gewöhnlichen Korrekturlinsen schwierig wäre
- Andere schwere Krankheit(en) oder Störung(en), die die Teilnahme an dieser Studie beeinträchtigen könnten (überprüft während der präoperativen Anästhesiebewertung zur Bestimmung des chirurgischen Risikostatus)
- Jüngste Vorgeschichte von Druckgeschwüren, die sich durch 1-2 Tage Bettruhe verschlimmern könnten
- Metallimplantate, die dem Probanden eine fMRT-Untersuchung verbieten würden; Wirbelsäulenfixateure sind im Allgemeinen eisenfrei und würden niemanden von der Teilnahme an der Studie ausschließen
- Jede Art von implantierbarem Generator wie Schrittmacher, Rückenmarkstimulator, Cochlea-Implantat, Tiefenhirnstimulator (DBS), DBS-Elektroden, Vagusnervstimulator oder Defibrillator
- Frauen im gebärfähigen Alter, die schwanger sind, stillen oder beabsichtigen, in den nächsten 25 Monaten schwanger zu werden
- Kontrastmittelallergie oder Nierenversagen, das durch Kontrastmittel verschlimmert werden könnte (bei MRT)
- Personen, die chronisch Medikamente (z. B. Beruhigungsmittel) erhalten, die die motorische Koordination und die kognitiven Fähigkeiten verzögern können
- Personen, die eine routinemäßige MRT, therapeutischen Ultraschall oder Diathermie benötigen
- Personen mit Osteomyelitis
- Schwere Hauterkrankung, die zu übermäßiger Hautablösung, Läsionen oder Schädigung der Kopfhaut führt
- Vorgeschichte von Myokardinfarkt oder Herzstillstand oder mit hartnäckigen Herzrhythmusstörungen
- Personen mit einem implantierten Hydrozephalus-Shunt
- Personen, die einen durch einen chirurgischen Eingriff verursachten Schlaganfall erlitten haben
- Aktive Infektion(en) oder ungeklärtes Fieber (überprüft während der präoperativen Anästhesiebewertung zur Bestimmung des chirurgischen Risikostatus)
- Konsum von durchschnittlich mehr als 1 alkoholischen Getränk pro Tag
- Erhalten chronischer oraler oder intravenöser Steroide oder einer immunsuppressiven Therapie
- Aktiver Krebs innerhalb des letzten Jahres (außer angemessen behandeltem Basalzell- oder Plattenepithelkarzinom) oder Chemotherapie erforderlich
- Unkontrollierter insulinabhängiger Diabetes mellitus
- Unkontrollierte autonome Dysreflexie innerhalb der letzten 3 Monate (für Personen mit Rückenmarksverletzung)
- Personen mit Anfallsleiden, die derzeit mit Antiepileptika behandelt werden, und Personen mit einer familiären Vorgeschichte von Anfallsleiden
- Personen, die in den letzten 12 Monaten einen Suizidversuch unternommen haben
- Personen, die immunsupprimiert sind oder Erkrankungen haben, die typischerweise zu einer Immunschwäche führen (einschließlich, aber nicht beschränkt auf: Ataxie-Teleangiektasie, Krebs, Chediak-Higashi-Syndrom, kombinierte Immunschwächekrankheit, Komplementmangel, DiGeorge-Syndrom, HIV/AIDS, Hypogammaglobulinämie, Job-Syndrom). , Leukozytenadhäsionsdefekte, Mangelernährung, Panhypogammaglobulinämie, Bruton-Krankheit, angeborene Agammaglobulinämie, selektiver IgA-Mangel und Wiscott-Aldrich-Syndrom)
- Personen, die zuvor einen neurochirurgischen Eingriff hatten, an dem die Frontallappen (insbesondere der Motorkortex) und/oder der Parietallappen (insbesondere der somatosensorische Kortex) beteiligt waren, der sich wahrscheinlich auf die Funktionsfähigkeit einer intrakortikalen Elektrode auswirkt
- Personen mit aktiven psychiatrischen Problemen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf schwere Depressionen, bipolare Störungen, Schizophrenie oder andere psychotische Störungen und posttraumatische Belastungsstörungen
- Personen mit Drogenmissbrauch innerhalb von 6 Monaten nach Studienteilnahme
- Personen, die von einem Kliniker als unsicherer Geher beurteilt werden – Dies würde auf der Grundlage einer Vorgeschichte von häufigen unkontrollierten Stürzen von mehr als 3 oder 4 in einem Jahr oder Stürzen, die zu Verletzungen führten, entschieden werden
- Personen, die an Kontaktsportarten oder Sportarten teilnehmen möchten, für die ein Helm erforderlich ist
Studienplan
Wie ist die Studie aufgebaut?
Designdetails
- Hauptzweck: Sonstiges
- Zuteilung: N / A
- Interventionsmodell: Einzelgruppenzuweisung
- Maskierung: Keine (Offenes Etikett)
Anzahl der Arme
Waffen und Interventionen
Teilnehmergruppe / ArmTeilnehmergruppe / Arm |
Intervention / BehandlungIntervention / Behandlung |
|---|---|
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Experimental: Benutzer der Brain-Machine-Schnittstelle
Alle an der Studie teilnehmenden Teilnehmer, die die Eignungskriterien erfüllen, werden Personen sein, denen Mikroelektroden in ihr Gehirn implantiert werden, um die neurale Aktivität aufzuzeichnen.
Es gibt keine Kontrollgruppe.
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Zwei CRS-Arrays von Blackrock Microsystems werden in den motorischen Kortex und den sensorischen Kortex der Studienteilnehmer implantiert.
Andere Namen:
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Was misst die Studie?
Primäre Ergebnismessungen
Primäre Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
|---|---|---|
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Das primäre Ergebnis ist die Sicherheit des Teilnehmers.
Zeitfenster: Ein Jahr nach der Array-Implantation
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Diese Maßnahme gilt als Erfolg, wenn das Gerät während der 12-monatigen Nachimplantationsbewertung aus Sicherheitsgründen nicht entfernt wird.
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Ein Jahr nach der Array-Implantation
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Sekundäre Ergebnismessungen
Sekundäre Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
|---|---|---|
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Das sekundäre Ergebnis ist die Wirksamkeit der Elektroden für die Langzeitaufzeichnung der neuralen Aktivität und die erfolgreiche Steuerung externer Geräte.
Zeitfenster: Ein Jahr nach der Array-Implantation
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Die Wirksamkeit der CRS-Arrays wird durch eine Vielzahl von Maßnahmen bestimmt, einschließlich der Charakterisierung der Signalqualität, der erreichten Freiheitsgrade und der Leistungsfähigkeit des Probanden.
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Ein Jahr nach der Array-Implantation
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Mitarbeiter und Ermittler
Sponsor
Sponsor
Mitarbeiter
Mitarbeiter
Ermittler
Ermittler
- Hauptermittler: Michael L Boninger, MD, University of Pittsburgh
Publikationen und hilfreiche Links
Allgemeine Veröffentlichungen
- Sponheim C, Papadourakis V, Collinger JL, Downey J, Weiss J, Pentousi L, Elliott K, Hatsopoulos NG. Longevity and reliability of chronic unit recordings using the Utah, intracortical multi-electrode arrays. J Neural Eng. 2021 Dec 28;18(6):10.1088/1741-2552/ac3eaf. doi: 10.1088/1741-2552/ac3eaf.
- Downey JE, Quick KM, Schwed N, Weiss JM, Wittenberg GF, Boninger ML, Collinger JL. The Motor Cortex Has Independent Representations for Ipsilateral and Contralateral Arm Movements But Correlated Representations for Grasping. Cereb Cortex. 2020 Sep 3;30(10):5400-5409. doi: 10.1093/cercor/bhaa120.
- Downey JE, Schwed N, Chase SM, Schwartz AB, Collinger JL. Intracortical recording stability in human brain-computer interface users. J Neural Eng. 2018 Aug;15(4):046016. doi: 10.1088/1741-2552/aab7a0. Epub 2018 Mar 19.
- Downey JE, Brane L, Gaunt RA, Tyler-Kabara EC, Boninger ML, Collinger JL. Motor cortical activity changes during neuroprosthetic-controlled object interaction. Sci Rep. 2017 Dec 5;7(1):16947. doi: 10.1038/s41598-017-17222-3.
- Downey JE, Weiss JM, Muelling K, Venkatraman A, Valois JS, Hebert M, Bagnell JA, Schwartz AB, Collinger JL. Blending of brain-machine interface and vision-guided autonomous robotics improves neuroprosthetic arm performance during grasping. J Neuroeng Rehabil. 2016 Mar 18;13:28. doi: 10.1186/s12984-016-0134-9.
- Downey JE, Weiss JM, Flesher SN, Thumser ZC, Marasco PD, Boninger ML, Gaunt RA, Collinger JL. Implicit Grasp Force Representation in Human Motor Cortical Recordings. Front Neurosci. 2018 Oct 31;12:801. doi: 10.3389/fnins.2018.00801. eCollection 2018.
- Greenspon CM, Hobbs TG, Verbaarschot C, Alamri AH, Shelchkova ND, Lienkamper R, Ye J, Simpson TW, Weiss JM, Weir DM, Harrington DE, Van Driesche A, Satzer D, Valle G, Miller LE, Hatsopoulos NG, Gonzalez-Martinez J, Warnke PC, Downey JE, Boninger ML, Collinger JL, Gaunt RA. Intracortical microstimulation in humans: a decade of safety and efficacy. medRxiv [Preprint]. 2025 Aug 13:2025.08.11.25332271. doi: 10.1101/2025.08.11.25332271.
- Hobbs TG, Greenspon CM, Verbaarschot C, Valle G, Hughes CL, Boninger ML, Bensmaia SJ, Gaunt RA. Biomimetic stimulation patterns drive natural artificial touch percepts using intracortical microstimulation in humans. J Neural Eng. 2025 May 14;22(3). doi: 10.1088/1741-2552/adc2d4.
- Tortolani AF, Kunigk NG, Sobinov AR, Boninger ML, Bensmaia SJ, Collinger JL, Hatsopoulos NG, Downey JE. How different immersive environments affect intracortical brain computer interfaces. J Neural Eng. 2025 Feb 10;22(1):016032. doi: 10.1088/1741-2552/adb078.
- Dekleva BM, Collinger JL. Using transient, effector-specific neural responses to gate decoding for brain-computer interfaces. J Neural Eng. 2025 Feb 11;22(1):016036. doi: 10.1088/1741-2552/adaa1f.
Studienaufzeichnungsdaten
Haupttermine studieren
Studienbeginn (Tatsächlich)
Studienbeginn
Primärer Abschluss (Geschätzt)
Primärer Abschluss
Studienabschluss (Geschätzt)
Studienabschluss
Studienanmeldedaten
Zuerst eingereicht
Zuerst eingereicht
Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat
Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat
Zuerst gepostet (Geschätzt)
Zuerst gepostet
Studienaufzeichnungsaktualisierungen
Letztes Update gepostet (Tatsächlich)
Letztes Update gepostet
Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt
Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt
Zuletzt verifiziert
Zuletzt verifiziert
Mehr Informationen
Begriffe im Zusammenhang mit dieser Studie
Schlüsselwörter
Zusätzliche relevante MeSH-Bedingungen
- Neurologische Manifestationen
- Zerebrovaskuläre Erkrankungen
- Erkrankungen des Gehirns
- Erkrankungen des zentralen Nervensystems
- Erkrankungen des Nervensystems
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- Anzeichen und Symptome
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Andere Studien-ID-Nummern
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- STUDY19100269
Plan für individuelle Teilnehmerdaten (IPD)
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Beschreibung des IPD-Plans
IPD-Sharing-Zeitrahmen
IPD-Sharing-Zugriffskriterien
Art der unterstützenden IPD-Freigabeinformationen
- STUDIENPROTOKOLL
- SAFT
- ICF
Arzneimittel- und Geräteinformationen, Studienunterlagen
Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Arzneimittelprodukt
Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Geräteprodukt
Produkt, das in den USA hergestellt und aus den USA exportiert wird
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