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Fokussierter Ultraschall mit niedriger Intensität für Lernen und Gedächtnis (LIFUPMEMEMOT)

18. März 2024 aktualisiert von: Taylor Kuhn, University of California, Los Angeles

Fokussierter Ultraschall mit niedriger Intensität der medialen Temporallappenregionen zur Verbesserung von Lernen und Gedächtnis

Das vom Hippocampus und dem medialen Temporallappen (MTL) abhängige Gedächtnis wird durch eine Vielzahl von psychiatrischen und neurologischen Erkrankungen beeinflusst. Diese kognitiven Einschränkungen führen häufig zu eingeschränkten funktionellen Fähigkeiten der Patienten. Derzeit verfügbare pharmakologische und verhaltenstherapeutische Behandlungen sind etwas umstritten und haben nur eine minimale evidenzbasierte Wirksamkeit. Kürzlich wurde die Tiefenhirnstimulation verwendet, um die MTL-Aktivität zu modulieren und anschließend die Gedächtnisleistung zu verbessern. Solche implantierbaren Vorrichtungen erfordern jedoch eine Neurochirurgie mit einem damit verbundenen großen Gesundheitsrisiko. Derzeit gibt es keine Veröffentlichungen, die über eine nicht-invasive Neurostimulation berichten, die auf MTL-Regionen abzielt, um das Gedächtnis zu verbessern. Die zentrale Hypothese dieses Projekts ist, dass nicht-invasive, fokussierte Ultraschallpulsation mit niedriger Intensität (LIFUP) die regionale MTL-Aktivität selektiv erhöhen und somit als kognitive neurale Prothese verwendet werden kann, die in der Lage ist, die Gedächtnisleistung zu verbessern. Die Ziele dieser Studie konzentrieren sich darauf, ob LIFUP die vom Blutsauerstoffspiegel abhängige (BOLD) Aktivierung im entorhinalen Cortex und funktionell assoziierten Regionen erhöhen kann, ob diese erhöhte Aktivierung bei Verwendung von LIFUP-Parametern mit kurzer oder langer Zugbildung größer ist und ob diese LIFUP-induzierte Aktivierung , wenn es während des Lernens angewendet wird, führt zu einem verbesserten Gedächtnis.

Studienübersicht

Status

Abgeschlossen

Bedingungen

Intervention / Behandlung

Detaillierte Beschreibung

Dieser Vorschlag schlägt die Verwendung personalisierter Neuronavigation auf der Grundlage der strukturellen Gehirn-MRT jedes Teilnehmers vor, um LIFUP auf die weiße Substanz unter dem entorhinalen Cortex auszurichten, um das Lernen und Gedächtnis beim Menschen zu verbessern. Ein umfassender Ansatz wird Verhaltens- und multimodale Neuroimaging integrieren, um den Nutzen von LIFUP zur Steigerung der Aktivität in tiefen neuralen Strukturen und zur Verbesserung des Gedächtnisses zu bewerten. Darüber hinaus ist dies die erste Studie, die LIFUP in (A) ventralen kortikalen und hippocampalen Regionen und (B) für prokognitive Wirkungen verwendet. Die Ergebnisse dieser Studie werden wichtige Einblicke in die Nützlichkeit der LIFUP-Modulation subkortikaler Regionen und der damit verbundenen Netzwerke und Funktionen liefern, die weitreichende Auswirkungen auf das klinische LIFUP als therapeutisches Gerät für zahlreiche Patientenpopulationen haben. Die Teilnehmer führen einen kurzen T1-gewichteten strukturellen Gehirnscan durch. Dann werden sie aus dem Scanner entfernt und unter Verwendung des T1-Bildes in der Neurocare Brainsight-Software60 wird der LIFUP-Schallkopf auf die weiße Substanz unter der entorhinalen Kortikalis gerichtet und vorsichtig an ihrem Kopf befestigt. Die Teilnehmer kehren dann zum Scanner zurück, wo ein zweites T1-Bild die Position des LIFUP-Schallkopfs verifiziert und eine Schätzung der räumlichen Position des Schallstrahlfokus ermöglicht (ca. 0,5 cm lang x 7 mm Durchmesser). BOLD fMRI wird während drei Zuständen gesammelt, randomisiert und zwischen den Teilnehmern ausgeglichen (wobei Schein immer die beiden LIFUP-Bedingungen trennt: Kurzzug-Sonifikation LIFUP, Schein-LIFUP Langzug-LIFUP: Gesamtzeit = 30 Minuten. Kurzzug-LIFUP (zuvor in primären sensorischen Cortices47 verwendet) wird in 75 Beschallungen bei einer Frequenz von 210 KHz mit einer Impulswiederholungsfrequenz von 500 Hz, 35 mW/cm2, einer Beschallungsdauer von 0,5 s mit einem Interstimulationsintervall von 7 s verabreicht. Schein-LIFUP beinhaltet die gleichen Verfahren (z. Teilnehmer gab die gleichen Anweisungen), außer dass die Beschallung nicht stattfindet. Vor und nach Abschluss des Scans und einer kurzen Pause erhalten diese Teilnehmer einen Kurzzug LIFUP47, während ihnen eine Reihe von drei computergestützten, hippocampusabhängigen episodischen Gedächtnisaufgaben verabreicht wird. Da routinemäßige klinische neuropsychologische Maßnahmen dazu dienen, diagnostische Informationen zu liefern, und nicht sensitiv oder spezifisch genug sind, um die kognitive Längsveränderung im Zusammenhang mit einer Intervention genau zu messen, werden wir validierte experimentelle neurokognitive Maßnahmen verwenden.

Studientyp

Interventionell

Einschreibung (Tatsächlich)

21

Phase

  • Unzutreffend

Kontakte und Standorte

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

Studienorte

  • Vereinigte Staaten
    • California
      • Los Angeles, California, Vereinigte Staaten, 90095
        • University of California, Los Angeles

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 65 Jahre (Erwachsene, Älterer Erwachsener)

Akzeptiert gesunde Freiwillige

Ja

Beschreibung

Einschlusskriterien:

  • Muss zwischen 35 und 65 Jahre alt sein
  • Muss Rechtshänder sein
  • Englisch muss die vorherrschende Sprache sein

Ausschlusskriterien:

  • Kontraindikationen für MRT (z. Metallimplantate, Schwangerschaft)
  • Vorgeschichte von Kopfverletzungen, die ausreichen, um eine ärztliche Behandlung zu rechtfertigen
  • Vorgeschichte von Alkoholmissbrauch oder -abhängigkeit
  • Vorgeschichte von Drogenmissbrauch oder -abhängigkeit
  • Geschichte einer schweren psychiatrischen Erkrankung, die eine Behandlung erfordert
  • Vorgeschichte von Krebs oder anderen neoplastischen Syndromen
  • Vorgeschichte schwerer neurologischer Erkrankungen (z. Epilepsie).

Studienplan

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

Wie ist die Studie aufgebaut?

Designdetails

  • Hauptzweck: Sonstiges
  • Zuteilung: Zufällig
  • Interventionsmodell: Crossover-Aufgabe
  • Maskierung: Doppelt

Waffen und Interventionen

Teilnehmergruppe / Arm
Intervention / Behandlung
Experimental: Zuerst die Amygdala, dann der entorhinale Cortex
Während sich die Teilnehmer im MRT-Scanner befinden, wird der Amygdala eine fokussierte Ultraschallpulsation mit niedriger Intensität (LIFUP) verabreicht. Dann, 2 Wochen später, wird entorhinales Kortex-LIFUP verabreicht.
Gerät: Fokussierte Ultraschallpulsation niedriger Intensität zur Amygdala
Der Amygdala wird eine fokussierte Ultraschallpulsation geringer Intensität in 10 Beschallungen bei 650 kHz, ISPTA 720 mW/cm, Impulswiederholungsfrequenz 10 Hz, Arbeitszyklus 5 % Dauer 30 s, mit 30 s Abstand zwischen den Beschallungen verabreicht. Vor der LIFUP-Beschallung wird der LIFUP-Schallkopf auf die Amygdala gerichtet und vorsichtig am Kopf festgeschnallt. Anschließend kehren die Teilnehmer zum Scanner zurück, wo ein T1-Bild die Position des LIFUP-Wandlers überprüft und eine Schätzung der räumlichen Position des Ultraschallstrahlfokus ermöglicht. Bei Bedarf werden Anpassungen an der Platzierung des Wandlers vorgenommen, um sicherzustellen, dass der Strahlfokus korrekt ausgerichtet ist. Nach der Anpassung wird ein zusätzlicher T1 erhoben. Sobald die korrekte Platzierung des Schallkopfs bestätigt wurde, wird LIFUP verabreicht.
Gerät: Fokussierte Ultraschallpulsation geringer Intensität zum entorhinalen Kortex
Eine fokussierte Ultraschallpulsation geringer Intensität wird dem entorhinalen Kortex in 10 Beschallungen bei 650 kHz, ISPTA 720 mW/cm, Impulswiederholungsfrequenz 100 Hz, Arbeitszyklus 5 % Dauer 30 s, mit 30 s Abstand zwischen den Beschallungen verabreicht. Vor der LIFUP-Beschallung wird der LIFUP-Schallkopf auf den entorhinalen Kortex gerichtet und vorsichtig am Kopf festgeschnallt. Anschließend kehren die Teilnehmer zum Scanner zurück, wo ein T1-Bild die Position des LIFUP-Wandlers überprüft und eine Schätzung der räumlichen Position des Ultraschallstrahlfokus ermöglicht. Bei Bedarf werden Anpassungen an der Platzierung des Wandlers vorgenommen, um sicherzustellen, dass der Strahlfokus korrekt ausgerichtet ist. Nach der Anpassung wird ein zusätzlicher T1 erhoben. Sobald die korrekte Platzierung des Schallkopfs bestätigt wurde, wird LIFUP verabreicht.
Experimental: Zuerst der entorhinale Cortex, dann die Amygdala
Während sich die Teilnehmer im MRT-Scanner befinden, wird dem entorhinalen Kortex eine fokussierte Ultraschallpulsation niedriger Intensität (LIFUP) verabreicht. Dann, 2 Wochen später, wird Amygdala LIFUP verabreicht.
Gerät: Fokussierte Ultraschallpulsation niedriger Intensität zur Amygdala
Der Amygdala wird eine fokussierte Ultraschallpulsation geringer Intensität in 10 Beschallungen bei 650 kHz, ISPTA 720 mW/cm, Impulswiederholungsfrequenz 10 Hz, Arbeitszyklus 5 % Dauer 30 s, mit 30 s Abstand zwischen den Beschallungen verabreicht. Vor der LIFUP-Beschallung wird der LIFUP-Schallkopf auf die Amygdala gerichtet und vorsichtig am Kopf festgeschnallt. Anschließend kehren die Teilnehmer zum Scanner zurück, wo ein T1-Bild die Position des LIFUP-Wandlers überprüft und eine Schätzung der räumlichen Position des Ultraschallstrahlfokus ermöglicht. Bei Bedarf werden Anpassungen an der Platzierung des Wandlers vorgenommen, um sicherzustellen, dass der Strahlfokus korrekt ausgerichtet ist. Nach der Anpassung wird ein zusätzlicher T1 erhoben. Sobald die korrekte Platzierung des Schallkopfs bestätigt wurde, wird LIFUP verabreicht.
Gerät: Fokussierte Ultraschallpulsation geringer Intensität zum entorhinalen Kortex
Eine fokussierte Ultraschallpulsation geringer Intensität wird dem entorhinalen Kortex in 10 Beschallungen bei 650 kHz, ISPTA 720 mW/cm, Impulswiederholungsfrequenz 100 Hz, Arbeitszyklus 5 % Dauer 30 s, mit 30 s Abstand zwischen den Beschallungen verabreicht. Vor der LIFUP-Beschallung wird der LIFUP-Schallkopf auf den entorhinalen Kortex gerichtet und vorsichtig am Kopf festgeschnallt. Anschließend kehren die Teilnehmer zum Scanner zurück, wo ein T1-Bild die Position des LIFUP-Wandlers überprüft und eine Schätzung der räumlichen Position des Ultraschallstrahlfokus ermöglicht. Bei Bedarf werden Anpassungen an der Platzierung des Wandlers vorgenommen, um sicherzustellen, dass der Strahlfokus korrekt ausgerichtet ist. Nach der Anpassung wird ein zusätzlicher T1 erhoben. Sobald die korrekte Platzierung des Schallkopfs bestätigt wurde, wird LIFUP verabreicht.

Was misst die Studie?

Primäre Ergebnismessungen

Ergebnis Maßnahme
Maßnahmenbeschreibung
Zeitfenster
Rey auditive verbale Lernaufgabe
Zeitfenster: Pre-LIFUP und Post-LIFUP an Tag 1 und Tag 15

Bei der Rey Auditory Verbal Learning Task handelt es sich um eine Bewertung des verbalen Gedächtnisses, bei der eine Liste mit 15 Wörtern fünfmal präsentiert wird und die Teilnehmer gebeten werden, unmittelbar nach jeder Listenpräsentation alle Wörter zu wiederholen, an die sie sich erinnern können. Anschließend erfolgt die Präsentation und der Abruf einer Störungsliste. Unmittelbar nach dem Eingriffsversuch wird der Teilnehmer gebeten, sich an die ursprüngliche Liste zu erinnern. Dann, 20 Minuten später, werden sie aufgefordert, die ursprüngliche Liste erneut abzurufen (verzögerter Abruf).

„Lernversuche insgesamt“: Gesamtzahl der gelernten/erfolgreich abgerufenen Wörter in den fünf Lernversuchen plus dem sofortigen Erinnerungsversuch nach der Intervention. Diese Bewertung umfasst nicht die Wörter, die aus der Interferenzliste abgerufen wurden.

„Verzögerter Rückruf“: Gesamtzahl der Wörter, die während des verzögerten Rückrufversuchs der Rey Auditory Verbal Learning Task abgerufen wurden
Pre-LIFUP und Post-LIFUP an Tag 1 und Tag 15
State Trait Anxiety Inventory – State (STAIS)
Zeitfenster: Pre-LIFUP und Post-LIFUP an Tag 1 und Tag 15
Der Abschnitt „Zustand“ des State Trait Anxiety Inventory. Hierbei handelt es sich um eine 20-Fragen-Selbstberichtsbewertung, bei der die Teilnehmer gefragt werden, wie sie sich „gerade jetzt, in diesem Moment“ fühlen, um das aktuelle Angstniveau einzuschätzen. Jeder Punkt wird auf einer Skala von 1 bis 4 Punkten bewertet. Die Gesamtbewertung hat eine Spanne von 20 bis 80 Punkten. Höhere Werte bedeuten ein höheres Maß an Angst.
Pre-LIFUP und Post-LIFUP an Tag 1 und Tag 15
Durchschnittliche Perfusion in interessierenden Regionen
Zeitfenster: Pre-LIFUP und Post-LIFUP an Tag 1 und Tag 15
Durchschnittliche Perfusion in einer bestimmten Region von Interesse, gemessen durch arterielle Spinmarkierung. Prozentuale Änderungswerte berechnet als ((Perfusion nach LIFUP – Perfusion vor LIFUP)/Perfusion vor LIFUP).
Pre-LIFUP und Post-LIFUP an Tag 1 und Tag 15

Sekundäre Ergebnismessungen

Ergebnis Maßnahme
Maßnahmenbeschreibung
Zeitfenster
Aufgabe zur emotionalen Reaktivität
Zeitfenster: Pre-LIFUP und Post-LIFUP an Tag 1 und Tag 15

Eine emotionale Reaktivitäts- und Neubewertungsaufgabe (ERT) unter Verwendung von Bildern aus dem International Picture Affective System (IAPS). Die Erregungsbewertungen reichten von 1 (geringe Erregung, „ruhig“) bis 9 (hohe Erregung, „aufgeregt“). Die Valenzbewertungen reichten von 1 (negativ, „unglücklich“) bis 9 (positiv, „glücklich“). Es gab drei Unterrichtsbedingungen: „WATCH“, bei dem ein Teilnehmer angewiesen wurde, passiv ein negativ bewertetes Bild zu betrachten, „VIEW“, bei dem er angewiesen wurde, ein neutrales Bild passiv zu betrachten, und „REAPPRAISE“, bei dem die Teilnehmer dazu aufgefordert wurden Sie wurden gebeten, ihre emotionale Reaktion auf ein negativ bewertetes Bild durch eine Änderung ihrer kognitiven Interpretation des Bildes in eine neutrale Reaktion zu ändern.

Die gemeldete Metrik „Reaktivität“ wurde aus der Subtraktion der durchschnittlichen Antworten auf „VIEW“ von der durchschnittlichen Antwort auf WATCH (d. h. ANSEHEN - ANSEHEN). Die Neubewertungsmetrik wird als NEUBEWERTUNG – BEOBACHTEN berechnet
Pre-LIFUP und Post-LIFUP an Tag 1 und Tag 15
Kurzer visuell-räumlicher Gedächtnistest
Zeitfenster: Pre-LIFUP und Post-LIFUP an Tag 1 und Tag 15
Leistung beim Delayed Recall (DR)-Teil des Brief Visuospatial Memory Test (BVMT). Die Punktzahl liegt auf einer Skala von 0 bis 12, wobei höhere Punktzahlen ein besseres Ergebnis bedeuten. Eine Punktzahl von 12 Punkten bedeutet, dass alle Figuren vollständig an ihren richtigen Standorten sind.
Pre-LIFUP und Post-LIFUP an Tag 1 und Tag 15

Mitarbeiter und Ermittler

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

Sponsor

University of California, Los Angeles

Ermittler

  • Hauptermittler: Taylor P Kuhn, PhD, UCLA Longevity Center

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)

28. Juni 2019

Primärer Abschluss (Tatsächlich)

20. Dezember 2022

Studienabschluss (Tatsächlich)

20. Dezember 2022

Studienanmeldedaten

Zuerst eingereicht

22. Oktober 2018

Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat

22. Oktober 2018

Zuerst gepostet (Tatsächlich)

24. Oktober 2018

Studienaufzeichnungsaktualisierungen

Letztes Update gepostet (Tatsächlich)

20. März 2024

Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt

18. März 2024

Zuletzt verifiziert

1. März 2024

Mehr Informationen

Begriffe im Zusammenhang mit dieser Studie

Schlüsselwörter

Zusätzliche relevante MeSH-Bedingungen

Andere Studien-ID-Nummern

  • IRB#18-000104 / IRB#18-000978

Arzneimittel- und Geräteinformationen, Studienunterlagen

Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Arzneimittelprodukt

Nein

Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Geräteprodukt

Ja

Diese Informationen wurden ohne Änderungen direkt von der Website clinicaltrials.gov abgerufen. Wenn Sie Ihre Studiendaten ändern, entfernen oder aktualisieren möchten, wenden Sie sich bitte an register@clinicaltrials.gov. Sobald eine Änderung auf clinicaltrials.gov implementiert wird, wird diese automatisch auch auf unserer Website aktualisiert .

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