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Etablierung funktioneller Biomarker für die Spaced-Theta-Burst-Stimulation

20. Oktober 2023 aktualisiert von: Nolan R, Stanford University
Die Forscher planen, Methoden der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT) einzusetzen, um Gehirnveränderungen nach der Spaced-Theta-Burst-Stimulation (TBS), einer neuen Form der repetitiven transkraniellen Magnetstimulation (rTMS), bei 10 gesunden Teilnehmern zu beurteilen. Die Forscher messen die Wirkungen von sowohl exzitatorischem (intermittierendem, iTBS) als auch inhibitorischem (kontinuierlich, cTBS) TBS, das auf den motorischen Kortex angewendet wird, ein System, das bei Stimulation eine leicht beobachtbare Verhaltensreaktion hervorruft (z. B. Bewegung bestimmter Körperregionen). Zusätzlich zur Gehirnaktivität werden wir die Auswirkungen von TBS auf motorische Reaktionen und Schmerzwahrnehmung bewerten. Ziel ist es, zu bestimmen, wie sich die Gehirnaktivität und der Blutfluss während Aufgaben und in Ruhe nach den Anwendungen von beabstandeter cTBS und iTBS ändern. Darüber hinaus soll die Dauer der räumlichen TBS-Effekte auf die Gehirnaktivität und das Verhalten bestimmt werden. Diese Studie wird ein Verständnis der funktionellen Gehirn- und Verhaltensänderungen vermitteln, die nach einer beabstandeten TBS zum motorischen Kortex auftreten, und hat Auswirkungen auf die Reduzierung der langen Behandlungspläne, die mit klassischen rTMS-Protokollen verbunden sind.

Studienübersicht

Detaillierte Beschreibung

Gesamtdesign der Studie:

Die Forscher schlagen eine funktionelle MRT-Studie mit 10 gesunden Teilnehmern vor, die aus der Gemeinschaft rekrutiert wurden, wobei ein Cross-Over-Design über zwei Tage verwendet wurde. An Tag 1 erhält die Hälfte der Teilnehmer nach dem Zufallsprinzip iTBS und die andere Hälfte cTBS. Am Scan-Tag 2 wird die alternative Form von TBS angewendet, sodass alle Teilnehmer am Ende der beiden Studientage iTBS- und cTBS-Sitzungen abgeschlossen haben.

Die Tage 1 und 2 der MRT-Untersuchung sind identisch, außer dass an einem Tag iTBS und am anderen cTBS angewendet wird. Die Dauer der MRT-Untersuchungssitzung beträgt ungefähr 120 Minuten pro Tag. Die iTBS- und cTBS-Scan-Sitzungen werden durch mindestens 3 Tage getrennt, um sicherzustellen, dass die Auswirkungen von Scan-Tag 1 nicht auf Scan-Tag 2 übertragen werden.

Jeder Scan-Tag besteht aus den folgenden Sitzungen:

  1. Pre-Scan-Sitzung
  2. Grundlegender Scan
  3. TBS (individuell ausgerichtet auf M1)
  4. Post-TBS-Scan

Teilnehmer und Screening:

10 gesunde Personen aus der Gemeinde werden rekrutiert. Potenzielle Teilnehmer werden mit dem MRI Safety Screening Questionnaire, dem Transcranial Magnetic Stimulation Adult Safety Screen (TASS) und der Mini Mental State Examination (MMSE) untersucht, um Personen mit Kontraindikationen für MRT, TMS bzw. mit kognitiven Beeinträchtigungen auszuschließen. Berechtigte Teilnehmer geben eine schriftliche Einverständniserklärung ab.

Experimentelles Design:

Die Teilnehmer werden gebeten, 24 Stunden vor den Scan-Tagen keine analgetischen Medikamente einzunehmen. Zu Beginn jedes Scan-Tages durchlaufen die Teilnehmer zunächst eine Pre-Scan-Sitzung außerhalb des Scanners. In dieser Sitzung werden motorische Ruheschwellenwerte und Schmerzschwellenwerte für Laserreize ermittelt. Die Teilnehmer haben auch die Möglichkeit, die motorischen und Schmerzaufgaben zu üben, die sie während dieser Zeit in den MRT-Sitzungen durchführen werden. Bei der motorischen Aufgabe werden die Teilnehmer gebeten, mit dem Finger zu tippen, wenn ein verbaler und/oder akustischer Hinweis gegeben wird. Für die Schmerzaufgabe erleben und bewerten die Teilnehmer passiv Laserreize, die auf verschiedene Regionen des Finger-/Handrückens mit einer numerischen Bewertungsskala (NRS) von 0-10 angewendet werden. Bewertungen werden sowohl für die Schmerzintensität als auch für die Schmerzunannehmlichkeit vorgenommen.

An beiden Scan-Tagen (iTBS und cTBS) werden Basis-MRT-Scans erfasst. Diese Scans umfassen Folgendes: einen hochauflösenden anatomischen Scan, einen Ruhezustandsscan, einen motorischen Aufgabenscan, einen Schmerzaufgabenscan, Bildgebung des zerebralen Blutflusses und einen verschachtelten TMS-fMRI-Scan.

Die Teilnehmer werden dann aus dem Scanner entfernt und erhalten eine zeitlich versetzte TBS-Sitzung (je nach Tag entweder iTBS oder cTBS), wobei 2 TBS-Protokolle mit einer 15-minütigen Pause dazwischen angewendet werden. TBS wird angewendet bei Die Stimulation wird bei 90 % der motorischen Ruheschwelle abgegeben. Die anvisierte Hirnregion ist die M1-Region mit der höchsten Aktivität aus der fMRT-Motoraufgabe, die im Ausgangsscan aufgetreten ist. Auf diese Weise erhält jeder Teilnehmer TBS, das individuell auf seine Gehirnfunktion abgestimmt ist.

Nach TBS erhalten die Teilnehmer dann ihre Post-TBS-MRT-Scans, wie in der Baseline-Scan-Sitzung beschrieben.

Studienbesonderheiten:

rTMS-Verabreichung: Mittels Single-Puls-TMS wird die Kopfhautposition der niedrigsten motorischen Schwelle für den rechten ersten dorsalen interossären oder M. abductor pollicis brevis bestimmt. Die motorische Ruheschwelle (rMT) wird durch die niedrigste Leistungseinstellung definiert, die eine sichtbare Muskelkontraktion in 50 % der Versuche mit PEST-Software erzeugt. Die Ermittler führen dann 40 Sekunden cTBS oder iTBS (je nach Sitzung) durch, gefolgt von 15 Minuten Pause und dann weiteren 40 Sekunden cTBS oder iTBS, wie zuvor beschrieben. Der individualisierte TBS-Zielort für den linken M1 wird anhand des MRT-Scans der funktionellen motorischen Aufgabe jedes Teilnehmers und der Localite Neuronavigation bestimmt. Der bei Scan 1 erhaltene Basislinien-Strukturscan wird ebenfalls für diesen Lokalisierungsprozess verwendet.

Verfahren zur Beurteilung der Schmerzinduktion: An den Untersuchungstagen werden für jeden Freiwilligen mit einem MRT-sicheren Infrarot-Diodenlaserstimulator die Wärmeempfindungsschwelle zu Beginn, die Wärmeschmerzschwelle (HPTpre) und die überschwelligen Reizintensitäten sowie die maximale Wärmetoleranztemperatur (HTTpre) bestimmt. Eine 1,5 s lange Erwärmungsrampe von bis zu 20 °C/s wird auf 10–20 Punkte (40 mm2) auf der behaarten Haut der Hand und der Finger (aber nicht des Daumens) der Teilnehmer angewendet.

Die Schmerzschwelle wird unter Verwendung einer Zufallstreppenbewertungsmethode bestimmt. Die durchschnittliche Laserleistung, die erforderlich ist, um eine Bewertung von "1" zu erzeugen, wird verwendet, um die Schmerzschwelle festzulegen. Zur Bestimmung einer Intensitäts-Wirkungs-Beziehung werden dann Pulse mit zunehmender Reizintensität auf verschiedene Bereiche des Handrückens/der Finger mit einem Abstand von mindestens 30 s zwischen den Reizen appliziert. Die Probanden werden gebeten, die Schmerzintensität und Unannehmlichkeit unmittelbar nach jedem Stimulus (0 bis 10, NRS) zu bewerten.

Die Stimulusintensitäten werden in 300-mW-Schritten erhöht. Die Intensitätssteigerungen werden fortgesetzt, bis ein bestimmter Proband eine mäßige Schmerzintensität meldet (5 von 10, NRS). Diese Intensität wird für die Scan-Studien als "überschwellig" betrachtet. Um Freiwillige darin zu schulen, ihre Schmerzen mit einer numerischen 11-Punkte-Bewertungsskala (0 bis 10, NRS) zu bewerten, wird die Temperatur des Lasers dann so eingestellt, dass sie zufällige Hauttemperaturen für 5 s zwischen den einzelnen HPTpre und HTTpre hervorruft, die durch getrennt sind 30-Sekunden-Intervallen, und die Freiwilligen wurden gebeten, ihre Schmerzen zu bewerten. Bei Scans nach rTMS-unterstützter hypnotischer Analgesie oder hypnotischer Analgesie allein (Schein-rTMS + hypnotische Analgesie) werden nach jedem Scan Hitzeschmerz-Scores bewertet, die durch die vorab festgelegte Schwelle und überschwellige Laserleistungen hervorgerufen werden. Verringerte Schmerzbewertungen bestimmen die Stärke jeglicher analgetischer Wirkung von TBS. Die Probanden werden gebeten, ihren laserevozierten Schmerz nach jedem Stimulus während jedes Scans zu bewerten.

Physiologische Datenerfassung: Während des gesamten Scanvorgangs überwachen wir die periphere autonome Physiologie mit MRT-kompatiblen EKG-Ableitungen und einem Brustgurt, der die Atmung überwacht. Auf diese Weise können wir die respiratorische Sinusarrhythmie berechnen, die eine gute Schätzung des Vagustonus liefert, was wiederum mit einer besseren Herzgesundheit und Selbstberuhigung verbunden ist. Angepasste Algorithmen, die hier in Stanford für simultanes fMRT/EEG entwickelt wurden, um MRT-Scannerartefakte aus der EKG-Aufzeichnung zu entfernen, werden angewendet.

Bildgebende Scans des Gehirns:

  1. T1-gewichteter Scan (hochaufgelöstes anatomisches Bild)
  2. Resting-State-Scan
  3. BOLD Motor-Tap-Task-Scan
  4. Pain-Task-Scan
  5. Arterial-Spin-Labeling-Scan (zerebraler Blutfluss)
  6. Verschachtelter TMS-fMRI-Scan

Studientyp

Interventionell

Einschreibung (Tatsächlich)

37

Phase

  • Unzutreffend

Kontakte und Standorte

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

Studienorte

    • California
      • Palo Alto, California, Vereinigte Staaten, 94305
        • Stanford University

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 und älter (Erwachsene, Älterer Erwachsener)

Akzeptiert gesunde Freiwillige

Ja

Beschreibung

Einschlusskriterien:

  • Alter 18 oder älter
  • Rechtshändig
  • Stimmen Sie einer fMRT-Untersuchung zu
  • Bereitschaft, die Anwendung von Analgetika oder Hustenstillern für 24 Stunden vor den Scans auszusetzen
  • Ausreichende Englischkenntnisse, um Fragebögen auszufüllen/Anweisungen während der fMRT-Bewertungen zu befolgen
  • US-Bürger oder Einwohner, der legal Zahlungen erhalten kann

Ausschlusskriterien:

  • Ein medizinischer Zustand, der die Verwendung von rTMS kontraindizieren würde
  • Jeder Zustand, der eine MRT kontraindizieren würde (wie ferromagnetisches Metall im Körper)
  • Schwangerschaft oder Stillzeit
  • Jede signifikante neurologische Erkrankung, einschließlich Demenz, Multi-Infarkt-Demenz, Parkinson- oder Huntington-Krankheit, Hirntumor, progressive supranukleäre Lähmung, Anfallsleiden, subdurales Hämatom, multiple Sklerose, signifikante Kopfverletzungen in der Vorgeschichte
  • Aktuelle Einnahme von Antidepressiva (muss zwei Wochen vor Beginn des Protokolls ausgewaschen werden)
  • Unfähigkeit, die Einnahme von Medikamenten abzubrechen, die mit der Behandlung kontraindiziert sind

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: Zufällig
  • Interventionsmodell: Crossover-Aufgabe
  • Maskierung: Single

Waffen und Interventionen

Teilnehmergruppe / Arm
Intervention / Behandlung
Experimental: kontinuierliche Theta-Burst-Stimulation
Die Prüfärzte führen zwei Anwendungen von 40 Sekunden kontinuierlicher Theta-Burst-Stimulation (cTBS) in Form von rTMS bei 80 % motorischer Ruheschwelle (zuvor bestimmt) mit einem Intervall von 15 Minuten zwischen den Sitzungen durch. Die standardisierte Behandlungsstelle für den linken motorischen Kortex wird durch Localite Neuronavigation bestimmt. Der während des Scans 1 erhaltene grundlegende Strukturscan wird für diesen Lokalisierungsprozess verwendet.
Kontinuierliche Theta-Burst-Simulation wird kontinuierlich angewendet, was zu kortikaler Erregbarkeit führt.
Andere Namen:
  • cTBS
Experimental: intermittierende Theta-Burst-Stimulation
Die Prüfärzte werden zwei Anwendungen von 40 Sekunden intermittierender Theta-Burst-Stimulation (iTBS) in Form von rTMS bei 80 % motorischer Ruheschwelle (zuvor bestimmt) mit einem 15-minütigen Intervall zwischen den Sitzungen durchführen. Die standardisierte Behandlungsstelle für den linken motorischen Kortex wird durch Localite Neuronavigation bestimmt. Der während des Scans 1 erhaltene grundlegende Strukturscan wird für diesen Lokalisierungsprozess verwendet.
Die intermittierende Theta-Burst-Stimulation wird intermittierend angewendet, was zu einer kortikalen Hemmung führt.
Andere Namen:
  • iTBS

Was misst die Studie?

Primäre Ergebnismessungen

Ergebnis Maßnahme
Maßnahmenbeschreibung
Zeitfenster
Änderungen des motorisch evozierten Potenzials
Zeitfenster: Vor und unmittelbar nach TBS-Sitzungen an jedem Tag (getrennt durch 3+ Tage)
Bestimmung der Wirkungsdauer einer Anwendung einer beabstandeten TBS-Stimulationssitzung (sowohl inhibitorisch, cTBS als auch exzitatorisch, iTBS), gemessen anhand der Dauer der Änderung des motorisch evozierten Potenzials.
Vor und unmittelbar nach TBS-Sitzungen an jedem Tag (getrennt durch 3+ Tage)

Sekundäre Ergebnismessungen

Ergebnis Maßnahme
Maßnahmenbeschreibung
Zeitfenster
Änderung der funktionellen Konnektivität im Ruhezustand zwischen dem M1-Hotspot und anderen motorischen Bereichen unmittelbar nach TBS
Zeitfenster: Vor und unmittelbar nach TBS-Sitzungen an jedem Tag (im Abstand von mehr als 3 Tagen)
Bestimmung der funktionellen Konnektivitätsänderungen im Ruhezustand, die sich aus der Anwendung von räumlich getrennten TBS-Stimulationen (sowohl inhibitorische, cTBS als auch erregende, iTBS) ergeben.
Vor und unmittelbar nach TBS-Sitzungen an jedem Tag (im Abstand von mehr als 3 Tagen)
Änderung der motorischen Kortex-Grundaktivität, bewertet durch das BOLD-Signal unmittelbar nach TBS
Zeitfenster: Vor und unmittelbar nach TBS-Sitzungen an jedem Tag (im Abstand von mehr als 3 Tagen)
Bestimmung der TMS-BOLD-Änderungen (über M1), die sich aus der Anwendung von räumlich getrennten TBS-Stimulationen (sowohl inhibitorisch, cTBS als auch exzitatorisch, iTBS) ergeben.
Vor und unmittelbar nach TBS-Sitzungen an jedem Tag (im Abstand von mehr als 3 Tagen)
Veränderungen in der arteriellen Perfusion
Zeitfenster: Vor und unmittelbar nach TBS-Sitzungen an jedem Tag (im Abstand von mehr als 3 Tagen)
Bestimmung der arteriellen Perfusionsänderungen, die sich aus der Anwendung von beabstandeten TBS-Stimulationen (sowohl inhibitorische, cTBS als auch exzitatorische, iTBS) ergeben, gemessen durch ASL.
Vor und unmittelbar nach TBS-Sitzungen an jedem Tag (im Abstand von mehr als 3 Tagen)

Mitarbeiter und Ermittler

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

Ermittler

  • Hauptermittler: Nolan Williams, M.D., Stanford University

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 (Tatsächlich)

1. April 2019

Primärer Abschluss (Tatsächlich)

22. Oktober 2022

Studienabschluss (Tatsächlich)

22. Oktober 2022

Studienanmeldedaten

Zuerst eingereicht

8. November 2016

Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat

25. September 2018

Zuerst gepostet (Tatsächlich)

27. September 2018

Studienaufzeichnungsaktualisierungen

Letztes Update gepostet (Geschätzt)

9. November 2023

Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt

20. Oktober 2023

Zuletzt verifiziert

1. Oktober 2023

Mehr Informationen

Begriffe im Zusammenhang mit dieser Studie

Plan für individuelle Teilnehmerdaten (IPD)

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UNENTSCHIEDEN

Beschreibung des IPD-Plans

Unentschieden.

Arzneimittel- und Geräteinformationen, Studienunterlagen

Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Arzneimittelprodukt

Nein

Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Geräteprodukt

Ja

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