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Kognitive Kontrollfunktionen des menschlichen Thalamus

19. August 2026 aktualisiert von: Kai Hwang

Netzwerkmechanismen der kognitiven Kontrolle

Ziel dieses Forschungsprojekts ist es zu untersuchen, wie sich Hirnläsionen auf unsere Fähigkeit auswirken, zielgerichtete Verhaltensweisen zu erzeugen - eine kognitive Funktion, die üblicherweise als kognitive Kontrolle bezeichnet wird. Um zielgerichtete Verhaltensweisen zu unterstützen, muss das menschliche Gehirn je nach den aktuellen Zielen und Kontexten adaptiv Gedanken und Handlungen leiten. Unsere Haupthypothese ist, dass diese kognitive Kapazität von einer Gehirnnetzwerkarchitektur abhängt, die Informationen entlang der Neuralwege flexibel übertragen, auswählen und hemmen kann. Daher beeinflussen Läsionen und Schäden an kritischen Gehirnnetzwerkkomponenten das Verhalten negativ. Um die Struktur und Funktion menschlicher Gehirnnetzwerke und ihre Störung durch Gehirnläsionen treu zu bewerten, werden die Forscher gesunde erwachsene menschliche Probanden und Patienten mit Gehirnläsionen rekrutieren, um an einer Studie mit mehreren Sitzungen teilzunehmen, die kognitive Verhaltenstests, strukturelle Magnetresonanz-Bildgebung (MRI) unter Verwendung einer 3-Tesla-Studien (3T) sowie der EEG-Studien (EEGE) und EEGE-Studien umfasst. Während aller Testsitzungen führen Probanden kognitive Aufgaben aus, die ihre Fähigkeit zur Auswahl, Aufrechterhaltung und Hemmung sensorischer Informationen bewerten und motorische Antworten generieren. Ihre Augenbewegungen können während der Tests passiv aufgezeichnet werden. 3T MRT ermöglicht eine schnelle und hochauflösende Bildgebung von Gehirnstrukturen, sodass wir Läsionsort identifizieren können. Die Ermittler werden EEG einsetzen, um die Elektrophysiologie von Gehirnaktivitäten zu messen. Alle gesammelten Verhaltens-, EEG- und MRT -Daten werden am National Institute of Mental Health Data Archive (NDA) am National Institute of Mental Health (NIMH) gesendet.

Studienübersicht

Status

Abgeschlossen

Bedingungen

Intervention / Behandlung

Detaillierte Beschreibung

Es gibt 3 Arten von Testverfahren (kognitive Verhaltenstests, EEG und MRT), die die Forscher im Folgenden ausführlich beschreiben. Die Arten der damit verbundenen Verfahren variieren vom Teilnehmer zu Teilnehmern, je nachdem, welche Art von Datenermittler benötigt werden und welche Verfahrensfächer der Teilnahme zustimmen. Das Subjekt kann zwei oder drei an allen Testverfahren (MRT, EEG und Verhalten) teilnehmen. Das Thema ist auch frei, eines der Testverfahren abzulehnen, was der Teilnahme an der Forschungsstudie entspricht. Für jedes Verfahren wird die Testzeit niemals 3 Stunden überschreiten, sodass die maximale Zeit für das Thema 9 Stunden beträgt. Für jedes Subjekt werden innerhalb von 24 Stunden nicht mehr als zwei Testverfahren stattfinden. Wenn zwei Testverfahren innerhalb des gleichen 24-Stunden-Zeitraums auftreten, ist die Zeit zwischen den beiden Testverfahren das, was für das Subjekt am bequemsten ist. Die Zeit zwischen Testverfahren, die nicht innerhalb des gleichen 24-Stunden-Zeitraums auftreten, ist das, was für das Subjekt am bequemsten ist (dies kann abhängig von diesem Thema Wochen oder Monate bedeuten.) Die spezifischen Verfahren, an denen das Subjekt teilnimmt, wird am Einverständnisformular überprüft. Die Reihenfolge, die ein Thema an diesen drei Arten von Verfahren beteiligt ist, variieren auch von Subjekt zu Subjekt, was vom Zeitplan des Themas und der Verfügbarkeit der Forschungseinrichtungen abhängt.

Kognitive Verhaltensverfahren: Die Art der kognitiven Aufgabe, die darauf abzielt, die Fähigkeit des Subjekts zu messen, interne Ziele und Absichten zu überwachen, Informationen im Arbeitsgedächtnis zu erhalten, aufgabenrelevante Informationen auszuwählen, Ablenkungen zu hemmen und Aktionspläne zu organisieren, um diese Ziele zu erreichen. Diese Aufgaben beinhalten die Präsentation von visuellen oder auditorischen Reizen durch ein Computersystem, und die Probanden müssen auf die vorgestellten Stimuli achten und die Taste drücken lassen. Ihre Augenbewegungen können durch ein nicht invasives Eye-Tracking-Gerät überwacht werden, das 1 bis 2 Fuß vor den Teilnehmern platziert wird. Das Eye-Tracking-Gerät zeichnet passiv die Blickrichtung des Subjekts auf, und kein Teil des Geräts berührt das Subjekt. Daher hat es keinen negativen Einfluss auf den Komfort des Probanden. Die Testzeit für dieses Verfahren beträgt 1 bis 3 Stunden.

EEG -Verfahren: In diesem Verfahren werden die Probanden das EEG erfasst, während sie gleichzeitig das Verhalten überwachen. Die Probanden werden gebeten, in einem Testraum zu sitzen und herkömmliche EEG -Elektroden mit leitender Paste auf ihre Kopfhaut platziert zu haben. Die Experimente umfassen die Darstellung von Bildern auf einem Computermonitor, klingt über Lautsprecher oder Kopfhörer. Die Aufgaben können flexibel geändert werden, wie dies durch unsere Verhaltenstests der Aufgaben erforderlich ist (d. H. Ist diese Aufgabe für Probanden zu einfach? Zu hart? Dies sind Fragen, die die Ermittler nur beantworten können, wenn die Ermittler damit beginnen, die Aufgabe verhaltensmäßig zu steuern). Die Aufgabe wird jedoch immer die Probanden bitten, die einfachen oder komplexen Reize zu manipulieren und auf die Teilnehmer in einer kurzen Zeit zu reagieren. Die Aufgabe wird unsere Fragen zur kognitiven Kontrolle durchführen, indem sie sich Hirnregionen einbeziehen, die an Reize erledigt werden, Reize, die Stimuli ignorieren und Reaktionen vorbereiten. Dies sind Komponenten der kognitiven Kontrolle, die für dieses Projekt von Interesse sind. Das Subjekt wird gebeten, auf bestimmte Stimuli zu antworten, indem er eine Taste drückt. Alle Reize werden auf komfortabler Ebene präsentiert. Ähnlich wie beim kognitiven Verhaltensverfahren kann ein nicht-invasives Augenverfolgungsgerät während der EEG-Aufzeichnung die Augenbewegungen des Subjekts aufzeichnen. Dieses Eye-Tracking-Gerät ist nicht invasiv und keine Teile des Geräts verursachen Beschwerden oder stören die EEG-Aufzeichnung. Eine EEG -Aufzeichnungssitzung dauert normalerweise 1 bis 3 Stunden. Das Subjekt erhält alle 5 bis 10 Minuten Pausen, kann jedoch jederzeit eine Pause einholen oder das Experiment stoppen. Nach den Tests entfernen die Ermittler die Elektroden und stellen Shampoo und Handtücher für die Probanden zur Verfügung, um die EEG -leitende Paste abzuwaschen. Die Ermittler werden einen Haartrockner zur Verfügung stellen.

MRT (3T) -Verfahren: Bevor die Teilnehmer den Magnetraum betreten, werden die Teilnehmer auf Widersprüche (d. H. Metallimplantat) überprüft. Wenn das Subjekt auch Brillen trägt, die Metall enthalten, um ihre Sehschärfe auf 20/40 oder besser zu korrigieren, werden die Ermittler das von der MRT-Zentrum bereitgestellte Probanden mit Kunststoff, MR-kompatibler Brille verwenden. Wenn das Subjekt sein Rezept kennt, beschleunigt es den Prozess, Linsen zu finden, die für die Teilnehmer geeignet sind. Wenn nicht, werden ein paar Minuten für das am besten passende Paar zugewiesen, um die Sicht zu approximieren, die erforderlich ist, um den Bildschirm innerhalb der MRT zu sehen, die in der Nähe des Gesichts der Probanden positioniert ist. Anatomische MRT -Scans von Gehirn werden gesammelt. Anatomische MRT -Scans im Gehirn werden gesammelt, um die Position von Gehirnstrukturen zu bestimmen. In MRT -Studien werden Probanden mit Hirn -MRTs in der Vorgeschichte in der MRT -Umgebung in einem Scheinscanner gewöhnt. Dies wird bei einem speziellen Setup bei MRRF in PBDB durchgeführt. Für den Komfort werden Schaumstoffpolster um den Kopf des Motivs gelegt, um die Kopfbewegung während des Scans zu begrenzen. Eine MRT -Scan -Sitzung dauert ungefähr 40 bis 60 Minuten und das Motiv erhält alle 5-10 Minuten Pausen. Das Subjekt kann jederzeit eine Pause einholen oder das Experiment stoppen.

Studientyp

Interventionell

Einschreibung (Tatsächlich)

184

Phase

  • Unzutreffend

Kontakte und Standorte

Dieser Abschnitt enthält die Kontaktdaten derjenigen, die die Studie durchführen, und Informationen darüber, wo diese Studie durchgeführt wird.

Studienorte

    • Iowa
      • Iowa City, Iowa, Vereinigte Staaten, 52246
        • The University of Iowa

Teilnahmekriterien

Forscher suchen nach Personen, die einer bestimmten Beschreibung entsprechen, die als Auswahlkriterien bezeichnet werden. Einige Beispiele für diese Kriterien sind der allgemeine Gesundheitszustand einer Person oder frühere Behandlungen.

Zulassungskriterien

Studienberechtigtes Alter

  • Erwachsene
  • Älterer Erwachsener

Akzeptiert gesunde Freiwillige

Ja

Beschreibung

Einschlusskriterien:

  1. Gesunde Erwachsene im Alter von 18 bis 35 Jahren ohne neurologische oder psychische Störungen. Keine Metallimplantate. Keine Klaustrophobie.
  2. Patienten mit fokalen Läsionen innerhalb des Thalamus. Alter 18 Jahre oder älter. Keine Diagnose psychiatrischer Störungen. Keine Metallimplantate. Keine Klaustrophobie.
  3. Patienten mit fokalen Läsionen, die die Frontal- und Parietalcortices ersparen. Alter 18 Jahre oder älter. Keine Diagnose psychiatrischer Störungen.

Keine Metallimplantate. Keine Klaustrophobie.

Ausschlusskriterien:

  • Klaustrophobische psychiatrische Erkrankungen wie Depressionen und ADHS. Implantiertes Gerät wie Cardia -Schrittmacher und Autodefbrillaotoren, Aneurysma und Cochlea -Implantate.
  • Nicht fließend Englisch.

Studienplan

Dieser Abschnitt enthält Einzelheiten zum Studienplan, einschließlich des Studiendesigns und der Messung der Studieninhalte.

Wie ist die Studie aufgebaut?

Designdetails

  • Hauptzweck: Grundlegende Wissenschaft
  • Zuteilung: N / A
  • Interventionsmodell: Einzelgruppenzuweisung
  • Maskierung: Keine (Offenes Etikett)

Waffen und Interventionen

Teilnehmergruppe / Arm
Intervention / Behandlung
Experimental: Determine how the thalamus contributes to cognitive control
We conducted cognitive behavioral testing on cognitive flexibility using EEG, fMRI and behavioral experiments. The intervention for all three methods (EEG, fMRI, behavioral) were the same, subjects performed a cognitive flexibility task with three conditions: extradimensional shift, intradimensional shift, and no switching condition. With all three experiments we can measure the behavioral accuracy. With fMRI we can measure evoked fMRI response amplitude in the thalamus, with EEG we can measure scalp voltage signal in patients.
A behavioral task that requires subjects to switch between stimulus- response contingencies based on a colored contextual cue. In addition, this task requires subjects to memorize a set of visual stimuli. Subjects will then be presented with a test set and will be asked to indicate whether any stimulus therein is not part of original memorized set. Three conditions will be measured, including EDS (extradimensional shift), IDS (intradimensionaly shift), and Stay (no switching).

Was misst die Studie?

Primäre Ergebnismessungen

Ergebnis Maßnahme
Maßnahmenbeschreibung
Zeitfenster
Cognitive Flexibility Performance as Measured by Accuracy, in the Unit of Percentage of Correct Responses
Zeitfenster: 2 weeks
The accuracy measure of the behavioral task will determine whether the hypothesized cognitive function of cognitive flexibility is implemented by a hierarchical cognitive control model instantiated in the human thalamus. A lower accuracy scale for the extradimensional shift condition (EDS) relative to other conditions would suggest increased difficulty in engaging in cognitive flexibility. The scale is from 0 to 100.
2 weeks
Measure of Thalamus Response to Cognitive Flexibility, in the Unit of fMRI BOLD Signal Increase Relative to no Stimulus Presentation.
Zeitfenster: 2 hours
When subjects perform the cognitive flexibility task, we can then measure how strongly the medial thalamus responds to different task conditions. The signal scale will be in beta coefficients measured by fMRI BOLD response. This is a measurement of relative signal increase in response to the presented task. A higher beta value for the thalamus for the extradimensional shift condition would indicate thalamus involvement in cognitive flexibility. The scale is from -100 to 100
2 hours

Sekundäre Ergebnismessungen

Ergebnis Maßnahme
Maßnahmenbeschreibung
Zeitfenster
EEG Oscillations in the Theta Frequency Band, in the Unit of Signal Increase Relative to Recordings From no Stimulus Presentation.
Zeitfenster: 2hrs
In stroke patients, we can measure their EEG response in the theta frequency band in response to the three cognitive flexibility conditions (EDS, IDS, Stay). The measure is percent signal change (%) from -100 to 100. We expect that there should be no difference in this measure, indicating that the brain structure is limiting patients' ability to engage in cognitive flexibility-related brain processes.
2hrs

Mitarbeiter und Ermittler

Hier finden Sie Personen und Organisationen, die an dieser Studie beteiligt sind.

Sponsor

Mitarbeiter

Publikationen und hilfreiche Links

Die Bereitstellung dieser Publikationen erfolgt freiwillig durch die für die Eingabe von Informationen über die Studie verantwortliche Person. Diese können sich auf alles beziehen, was mit dem Studium zu tun hat.

Studienaufzeichnungsdaten

Diese Daten verfolgen den Fortschritt der Übermittlung von Studienaufzeichnungen und zusammenfassenden Ergebnissen an ClinicalTrials.gov. Studienaufzeichnungen und gemeldete Ergebnisse werden von der National Library of Medicine (NLM) überprüft, um sicherzustellen, dass sie bestimmten Qualitätskontrollstandards entsprechen, bevor sie auf der öffentlichen Website veröffentlicht werden.

Haupttermine studieren

Studienbeginn (Tatsächlich)

10. März 2020

Primärer Abschluss (Tatsächlich)

31. Dezember 2025

Studienabschluss (Tatsächlich)

31. Dezember 2025

Studienanmeldedaten

Zuerst eingereicht

26. März 2025

Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat

2. April 2025

Zuerst gepostet (Tatsächlich)

10. April 2025

Studienaufzeichnungsaktualisierungen

Letztes Update gepostet (Tatsächlich)

15. September 2026

Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt

19. August 2026

Zuletzt verifiziert

1. August 2026

Mehr Informationen

Begriffe im Zusammenhang mit dieser Studie

Andere Studien-ID-Nummern

  • 201808855
  • R01MH122613 (US NIH Stipendium/Vertrag)

Plan für individuelle Teilnehmerdaten (IPD)

Planen Sie, individuelle Teilnehmerdaten (IPD) zu teilen?

NEIN

Beschreibung des IPD-Plans

Dies ist eine Besh-Studie (https://grants.nih.gov/policy-and-compriance/policy-topics/clinical-trials/besh), und die Ermittler werden nicht in ICMJE-Zeitschriften veröffentlicht.

Arzneimittel- und Geräteinformationen, Studienunterlagen

Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Arzneimittelprodukt

Nein

Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Geräteprodukt

Nein

Produkt, das in den USA hergestellt und aus den USA exportiert wird

Nein

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