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Neuronale Dynamik und Konnektivität bei Reaktionshemmung und traumatischer Hirnverletzung

16. November 2019 aktualisiert von: National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS)

Hintergrund:

- Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass bestimmte Teile des Gehirns daran beteiligt sind, eine laufende motorische Reaktion (Bewegung) willkürlich zu stoppen; Es ist jedoch nicht bekannt, ob dasselbe Netzwerk auch an der Unterdrückung des Handlungsdrangs beteiligt ist. Eine traumatische Hirnverletzung (TBI) kann die Fähigkeit des Gehirns, bestimmte Aktionen freiwillig zu stoppen oder zu hemmen, erheblich beeinträchtigen. Mithilfe der Bildgebung des Gehirns (funktionelle Magnetresonanztomographie oder fMRT) und der Hirnstimulation (transkranielle Magnetstimulation oder TMS) untersuchen die Forscher, wie Menschen Aktivitäten ausführen, bei denen es darum geht, Bewegungen zu bewegen und zu unterdrücken, und hoffen, besser zu verstehen, wie diese Gehirnbereiche bei Menschen beeinflusst werden könnten die SHT hatten.

Ziele:

  • Bestimmung der Teile des Gehirns, die an der Unterdrückung des Handlungsdrangs beteiligt sind.
  • Es sollte festgestellt werden, inwieweit eine traumatische Hirnverletzung, die bestimmte Teile des Gehirns betrifft, an Problemen bei der Unterdrückung des Bewegungsdrangs und dem Stoppen von Bewegungen beteiligt ist.

Teilnahmeberechtigung:

- Personen im Alter von 18 bis 40 Jahren, die ein leichtes oder mittelschweres Schädel-Hirn-Trauma hatten oder gesunde Freiwillige sind.

Design:

  • Diese Forschungsstudie umfasst einen Screening-Besuch und zwei Studienbesuche, die jeweils mindestens 2 Stunden dauern.
  • Die Teilnehmer werden einer körperlichen Untersuchung und Anamnese unterzogen. Frauen, die schwanger werden können, werden einem Urin-Schwangerschaftstest unterzogen, bevor sie an der Studie teilnehmen dürfen.
  • Beim ersten Studienbesuch absolvieren die Teilnehmer einen der folgenden Experimenttests in einem MRT-Scanner.
  • Experiment 1: Den Teilnehmern werden Pfeile oder Bilder auf einem Computerbildschirm angezeigt und sie drücken eine Taste oder drücken sie nicht, je nachdem, welches Bild angezeigt wird. Die Teilnehmer üben die Experimentaufgaben, bevor sie diese während MRT-Scans durchführen.
  • Experiment 2: Den Teilnehmern werden Pfeile oder Bilder auf einem Computerbildschirm angezeigt und sie drücken eine Taste oder drücken sie nicht, je nachdem, welches Bild angezeigt wird. Die Teilnehmer erhalten TMS auch im Ruhezustand und führen die Experimentaufgaben während der MRT-Untersuchung durch.
  • Beim zweiten Studienbesuch werden die Teilnehmer einem fMRT-Scan unterzogen, bei dem sie aufgefordert werden, einfache Antwortaufgaben mit einem Computer außerhalb des MRT-Scanners auszuführen.

Hintergrund:

- Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass bestimmte Teile des Gehirns daran beteiligt sind, eine laufende motorische Reaktion (Bewegung) willkürlich zu stoppen; Es ist jedoch nicht bekannt, ob dasselbe Netzwerk auch an der Unterdrückung des Handlungsdrangs beteiligt ist. Eine traumatische Hirnverletzung (TBI) kann die Fähigkeit des Gehirns, bestimmte Aktionen freiwillig zu stoppen oder zu hemmen, erheblich beeinträchtigen. Mithilfe der Bildgebung des Gehirns (funktionelle Magnetresonanztomographie oder fMRT) und der Hirnstimulation (transkranielle Magnetstimulation oder TMS) untersuchen die Forscher, wie Menschen Aktivitäten ausführen, bei denen es darum geht, Bewegungen zu bewegen und zu unterdrücken, und hoffen, besser zu verstehen, wie diese Gehirnbereiche bei Menschen beeinflusst werden könnten die SHT hatten.

Ziele:

  • Bestimmung der Teile des Gehirns, die an der Unterdrückung des Handlungsdrangs beteiligt sind.
  • Es sollte festgestellt werden, inwieweit eine traumatische Hirnverletzung, die bestimmte Teile des Gehirns betrifft, an Problemen bei der Unterdrückung des Bewegungsdrangs und dem Stoppen von Bewegungen beteiligt ist.

Teilnahmeberechtigung:

- Personen im Alter von 18 bis 40 Jahren, die ein leichtes oder mittelschweres Schädel-Hirn-Trauma hatten oder gesunde Freiwillige sind.

Design:

  • Diese Forschungsstudie umfasst einen Screening-Besuch und zwei Studienbesuche, die jeweils mindestens 2 Stunden dauern.
  • Die Teilnehmer werden einer körperlichen Untersuchung und Anamnese unterzogen. Frauen, die schwanger werden können, werden einem Urin-Schwangerschaftstest unterzogen, bevor sie an der Studie teilnehmen dürfen.
  • Beim ersten Studienbesuch absolvieren die Teilnehmer einen der folgenden Experimenttests in einem MRT-Scanner.
  • Experiment 1: Den Teilnehmern werden Pfeile oder Bilder auf einem Computerbildschirm angezeigt und sie drücken eine Taste oder drücken sie nicht, je nachdem, welches Bild angezeigt wird. Die Teilnehmer üben die Experimentaufgaben, bevor sie diese während MRT-Scans durchführen.
  • Experiment 2: Den Teilnehmern werden Pfeile oder Bilder auf einem Computerbildschirm angezeigt und sie drücken eine Taste oder drücken sie nicht, je nachdem, welches Bild angezeigt wird. Die Teilnehmer erhalten TMS auch im Ruhezustand und führen die Experimentaufgaben während der MRT-Untersuchung durch.
  • Beim zweiten Studienbesuch werden die Teilnehmer einem fMRT-Scan unterzogen, bei dem sie aufgefordert werden, einfache Antwortaufgaben mit einem Computer außerhalb des MRT-Scanners auszuführen.

Studienübersicht

Status

Abgeschlossen

Bedingungen

Detaillierte Beschreibung

Ziele

Es hat sich gezeigt, dass das freiwillige Stoppen einer laufenden motorischen Reaktion ein spezifisches neuronales Netzwerk der präfrontalen Basalganglien (PBG) aktiviert. Es ist jedoch nicht bekannt, ob das PBG-Netzwerk auch für andere Arten der Reaktionshemmung von entscheidender Bedeutung ist, beispielsweise für die Unterdrückung eines Handlungsdrangs (d. h. eines gewohnheitsmäßigen Impulses), einer häufigen Beeinträchtigung nach einer traumatischen Hirnverletzung (TBI). Die Ziele dieses Protokolls bestehen darin, 1) festzustellen, ob das PBG-Netzwerk an der Unterdrückung gewohnheitsmäßiger Impulse beteiligt ist, und 2) zu bestimmen, inwieweit das (PBG-)neuronale Netzwerk für den Mangel an Reaktionshemmung nach leichten bis mittelschweren traumatischen Ereignissen verantwortlich sein kann Hirnverletzung (TBI). Die vorgeschlagenen Studien umfassen die Durchführung einfacher Verhaltensaufgaben, funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT), transkranielle Magnetstimulation (TMS), transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) und Diffusionstensor-Bildgebung (DTI). tDCS wird getrennt von fMRT-Scans angewendet. TMS wird separat oder gleichzeitig während fMRT-Scans angewendet.

Studienpopulation

Im Rahmen des Protokolls werden 190 gesunde erwachsene Freiwillige und 95 Patienten mit leichtem bis mittelschwerem Schädel-Hirn-Trauma rekrutiert. Achtzig der gesunden Freiwilligen und 80 der Patienten werden im Rahmen des vom Center for Neuroscience and Rehabilitative Medicine (CNRM) der Uniformed Services University of the Health Sciences (USUHS) finanzierten Projekts rekrutiert.

Design

Es gibt fünf Experimente. Experiment 1 umfasst gesunde erwachsene Freiwillige und Patienten mit leichtem bis mittelschwerem Schädel-Hirn-Trauma, um festzustellen, ob das PBG-Hemmnetzwerk an der Unterdrückung eines unerwünschten Gewohnheitsimpulses beteiligt ist. Die Probanden führen während fMRT-Scans einfache motorische Reaktionsaufgaben durch. In Experiment 2 wird fMRT mit Verhaltensaufgaben verwendet und Einzelpuls-TMS während fMRT-Scans bei ruhenden Probanden angewendet, um zu untersuchen, ob Veränderungen in der aktiven und ruhenden neuronalen Konnektivität innerhalb des PBG-Netzwerks mit einem Mangel an Reaktionshemmung nach leichtem bis mittelschwerem Schädel-Hirn-Trauma verbunden sind. An Experiment 3 werden nur gesunde Freiwillige beteiligt sein, um die Auswirkung einer Störung kritischer Verbindungen/Gehirnregionen innerhalb des PBG-Netzwerks auf die Reaktionshemmung zu bestimmen. Inhibitorisches rTMS (d. h. repetitives 1-Hz-TMS mit einer Stimulationsintensität von 80 % der eigenen motorischen Ruheschwelle [rMT]) eines Probanden wird in separaten Probandengruppen unmittelbar vor den Verhaltensaufgaben angewendet. In den Experimenten 4–5 werden ähnliche Reaktionsaufgaben wie in Experiment 1 verwendet, jedoch mit Patienten, die eine oder mehrere explosionsbedingte Gehirnerschütterungen erlitten haben. tDCS wird in Experiment 5 angewendet, um zu untersuchen, inwieweit tDCS die Konnektivität verändern und die Hemmung schneller Reaktionen verbessern kann. Zusätzliche Verhaltensmessungen, DTI und hochauflösende strukturelle MRT-Bilder werden für alle Probanden in einer separaten Sitzung erfasst.

Zielparameter

Zu den wichtigsten Ergebnismaßen gehören: 1) Aufgaben- und TMS-induzierte fMRI BOLD-Signaländerung und 2) Verhaltensleistungsdaten (Reaktionszeit und Genauigkeit). Sekundäre Maßnahmen: Integrität der Fasern der weißen Substanz und Faserverfolgung basierend auf Diffusionstensor-Bildgebungsdaten.

Studientyp

Beobachtungs

Einschreibung (Tatsächlich)

129

Kontakte und Standorte

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

Studienorte

  • Vereinigte Staaten
    • Maryland
      • Bethesda, Maryland, Vereinigte Staaten, 20892
        • National Institutes of Health Clinical Center, 9000 Rockville Pike

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

18 Jahre bis 40 Jahre (Erwachsene)

Akzeptiert gesunde Freiwillige

Ja

Studienberechtigte Geschlechter

Alle

Beschreibung

  • EINSCHLUSSKRITERIEN:

    1. Alter 18 bis 40
    2. Kann eine Einwilligung erteilen
    3. Normale klinische Untersuchung bei gesunden Probanden
    4. Sie müssen in der Lage sein, Anweisungen zu befolgen und erforderliche Aufgaben auszuführen, und TBI-Patienten müssen einen MMSE-Wert (Mini-Mental State Examing) von 25 oder mehr haben.
    5. Eindeutig rechtsdominante Händigkeit, gemessen anhand der Händigkeitsskalen

MILDES Schädel-Hirn-Trauma:

Traumatisch bedingte physiologische Störung der Gehirnfunktion, die sich zumindest in den folgenden Situationen manifestiert:

  1. Irgendein Bewusstseinsverlust
  2. Jeglicher Gedächtnisverlust für Ereignisse unmittelbar vor oder nach dem Unfall (mit Ausnahme kurz anhaltender Benzodiazepine zum Schlafen).
  3. Fokale neurologische Defizite, die vorübergehend sein können oder nicht

  4. Jede Änderung des Metallzustands zum Zeitpunkt des Unfalls (z. B. Benommenheit, Orientierungslosigkeit oder Verwirrung) und fokale neurologische Defizite, die vorübergehend sein können oder auch nicht, wobei die Schwere der Verletzung jedoch Folgendes nicht überschreitet:

    • Bewusstlosigkeit (LOC) von ca. 30 Minuten
    • Nach 30 Minuten kam es zu einer anfänglichen Wunde auf der Glasgow Coma Scale (GCS) von 13–15 (oder einer klinisch diagnostizierten Gehirnerschütterung) und
    • Posttraumatische Amnesie (PTA) nicht länger als 24 Stunden

Mittelschweres Schädel-Hirn-Trauma:

Diejenigen, die die gleichen Kriterien wie ein leichtes Schädel-Hirn-Trauma sowie eines der folgenden Kriterien erfüllen:

  1. GCS von 9–12 (falls verfügbar) oder Ergebnisse einer klinischen Bewertung als mittelschwerer TBI
  2. Änderung des mentalen Status oder LOC 30 Minuten bis 24 Stunden
  3. PTA 1-7 Tage

AUSSCHLUSSKRITERIEN:

  1. Als Alkoholiker oder Drogenabhängiger diagnostiziert werden.
  2. Chronischer Gebrauch von Medikamenten, die hauptsächlich auf das Zentralnervensystem wirken, wie z. B. Medikamente gegen Krampfanfälle (z. B. Carbamazepin, Phenytoin), mit Ausnahme von kurzwirksamen Benzodiazepinen für den Schlaf und Antidepressiva (z. B. SSRIs und SNRIs).
  3. Schwangerschaft
  4. Medizinische oder technische Kontraindikationen für MRT-Verfahren oder Geräte, die Artefakte erzeugen, die das MRT-Signal beeinträchtigen (z. B. Zahnspangen, Herzschrittmacher, implantierte Medikamentenpumpen, Cochlea-Geräte, Nervenstimulatoren, bestimmte Metalle im Schädel, chirurgische Klammern und andere Metall-/Magnetimplantate, Klaustrophobie). )
  5. Vorgeschichte von Epilepsie (um andere Hirnanomalien als leichte bis mittelschwere SHT zu vermeiden)
  6. Weniger als drei Monate nach dem Schädel-Hirn-Trauma und mit schwerer posttraumatischer Belastungsstörung (PTSD) oder PTBS-Checklisten-Score (PCL) > 60
  7. Penetrierende Kopfwunde
  8. Bei gesunden Freiwilligen: Vorgeschichte einer Hirnverletzung und/oder einer strukturellen MRT-Anomalie.
  9. Mitarbeiter unserer Sektion

Studienplan

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

Wie ist die Studie aufgebaut?

Designdetails

Was misst die Studie?

Primäre Ergebnismessungen

Ergebnis Maßnahme
Zeitfenster
Aufgabenabhängiges und unabhängiges fMRI BOLD-Signal
Zeitfenster: Laufend
Laufend
TMS-Auswirkungen auf die Verhaltensleistung
Zeitfenster: Laufend
Laufend

Sekundäre Ergebnismessungen

Ergebnis Maßnahme
Zeitfenster
Verhaltensleistungsdaten (Reaktionszeit und Genauigkeit)
Zeitfenster: Laufend
Laufend
Integrität der Fasern der weißen Substanz bei TBI-Patienten, geschätzt anhand des Grades der fraktionierten Anisotropie (FA) aus Signalen der Diffusionstensor-Bildgebung (DTI).
Zeitfenster: Laufend
Laufend

Mitarbeiter und Ermittler

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

Sponsor

National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS)

Mitarbeiter

National Institutes of Health Clinical Center (CC)
United States Department of Defense
Center for Neuroscience and Regenerative Medicine (CNRM)

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.

Allgemeine Veröffentlichungen

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

10. August 2010

Studienabschluss

16. November 2017

Studienanmeldedaten

Zuerst eingereicht

2. September 2010

Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat

2. September 2010

Zuerst gepostet (Schätzen)

3. September 2010

Studienaufzeichnungsaktualisierungen

Letztes Update gepostet (Tatsächlich)

19. November 2019

Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt

16. November 2019

Zuletzt verifiziert

16. November 2017

Mehr Informationen

Begriffe im Zusammenhang mit dieser Studie

Schlüsselwörter

Zusätzliche relevante MeSH-Bedingungen

Andere Studien-ID-Nummern

  • 100185
  • 10-N-0185

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