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- US-Register für klinische Studien
- Klinische Studie NCT03972202
Die Rolle des Kleinhirns in der Sprache
Studienübersicht
Status
Bedingungen
Intervention / Behandlung
Detaillierte Beschreibung
Diese Studie untersucht die Rolle des Kleinhirns beim Sprechen und baut auf früheren Arbeiten zum Verständnis der Kleinhirnfunktion beim Greifen und Gehen auf. Neuroimaging und Läsionsstudien haben starke Beweise dafür geliefert, dass das Kleinhirn ein integraler Bestandteil des Sprachproduktionsnetzwerks ist, obwohl seine genaue Rolle bei der Sprachkontrolle unklar bleibt. Darüber hinaus kann eine Schädigung des Kleinhirns (entweder degenerativ oder fokal) zu einer ataktischen Dysarthrie führen, einer motorischen Sprachstörung, die teilweise durch eine beeinträchtigte Artikulation und schwere zeitliche Defizite gekennzeichnet ist. Dieses Projekt versucht, die Lücke zwischen theoretischen Modellen der Kleinhirnfunktion und den mit ataktischer Dysarthrie verbundenen Sprachsymptomen zu schließen. Zwei Mechanismen liegen der Sprachmotorsteuerung zugrunde – Feedback und Feedforward-Steuerung. Bei der Feedback-Steuerung verwenden Sprecher sensorisches Feedback (z. B. ihrer eigenen Stimme), um ihre Sprache zu steuern. Bei der Feedforward-Steuerung verwenden Sprecher das Wissen, das sie aus ihren früheren Sprachproduktionen gewonnen haben, und nicht das Online-Feedback, um ihre Sprache zu steuern. Diese Studie umfasst einen systematischen Plan zur Aufklärung der Rolle des Kleinhirns bei der Feedforward- und Feedback-Kontrolle von Sprache. Eine zentrale Hypothese ist, dass das Kleinhirn besonders kritisch bei der Feedforward-Steuerung von Sprache ist, aber wenig an der Feedback-Steuerung beteiligt ist. Um diese Hypothese zu untersuchen, werden wir konvergierende Beweise aus drei innovativen Methoden erhalten: 1) Neuropsychologische Studien zu sprachmotorischen Reaktionen auf verändertes akustisches Feedback in Echtzeit bei Patienten mit Kleinhirnatrophie (CA) und passenden gesunden Kontrollen, 2) Parallelstudien bei Gesunden Kontrollen, die sich einer transkraniellen Theta-Burst-Magnetstimulation unterziehen, um "virtuelle Läsionen" des Kleinhirns zu erzeugen, und 3) strukturelle und funktionelle Studien bei CA-Patienten, um die Beziehung zwischen der Lage der Kleinhirnläsion, Dysarthrie-Symptomen und der Fähigkeit zur Feedforward- und Feedback-Steuerung zu untersuchen.
Die Sprache bietet eine wichtige Gelegenheit, um zu untersuchen, wie gut aktuelle Theorien der Kleinhirnfunktion auf einen neuartigen Effektor- (Stimmtrakt) und sensorischen (auditiven) Bereich verallgemeinert werden können. Sein Zweck der Kommunikation erlegt anspruchsvollen spektro-zeitlichen Beschränkungen auf, die in anderen motorischen Bereichen nicht zu finden sind. Darüber hinaus ermöglicht uns das ausgeprägte Gleichgewicht von Feedback und Feedforward-Kontrolle bei der Sprache, Veränderungen beider Kontrolltypen nach einer Kleinhirnschädigung zu untersuchen. Entscheidend ist, dass dies die erste Arbeit ist, die den Zusammenhang zwischen theoretisch motivierten Kontrolldefiziten bei CA-Patienten und den mit ataktischer Dysarthrie assoziierten Sprachsymptomen sowie ihren neuralen Korrelaten untersucht.
Studientyp
Einschreibung (Tatsächlich)
Phase
- Unzutreffend
Kontakte und Standorte
Studienorte
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-
California
-
Berkeley, California, Vereinigte Staaten, 94720
- University of California, Berkeley
-
San Francisco, California, Vereinigte Staaten, 94143
- University of California, San Francisco
-
-
Wisconsin
-
Madison, Wisconsin, Vereinigte Staaten, 53705
- University of Wisconsin--Madison
-
-
Teilnahmekriterien
Zulassungskriterien
Studienberechtigtes Alter
Akzeptiert gesunde Freiwillige
Beschreibung
Einschlusskriterien:
- Diagnose einer zerebellären Ataxie (CA) infolge einer Degeneration des Kleinhirns UND eines normalen Hörvermögens ODER
- Gesunde Freiwillige ohne bekannte Vorgeschichte von körperlichen oder neurologischen Anomalien UND normaler Sprach-, Hör- und Lesefähigkeit
- Für einige Studien kann die Hauptsprache amerikanisches Englisch erforderlich sein
Ausschlusskriterien für gesunde Probanden:
- Neurologische Beeinträchtigung oder psychiatrische Erkrankung
Ausschlusskriterien für Teilnehmer mit zerebellärer Ataxie (CA):
- Neurologische Beeinträchtigung oder psychiatrische Erkrankung, abgesehen von solchen, die aus Kleinhirnschäden resultieren
Ausschlusskriterien für Teilnehmer mit CA oder für gesunde Probanden, die an einer MRT teilnehmen (können noch für andere Studienverfahren in Frage kommen):
- Jede Kontraindikation für die Teilnahme an einer MRT-Studie, einschließlich der folgenden: implantierte Metallteile oder implantierte elektronische Geräte, einschließlich Herzschrittmacher, Defibrillatoren, Stimulatoren oder implantierte Medikamentenpumpen oder nicht entfernbare Piercings; Aneurysma-Clip oder anderes Metall im Kopf (außer Mund); Klaustrophobie schließt MRT aus
Ausschlusskriterien für gesunde Probanden, die an TMS teilnehmen (können noch für andere Studienverfahren in Frage kommen):
- Alle Kontraindikationen für die Teilnahme an einer TMS-Studie, einschließlich der folgenden: Epilepsie, Einnahme bestimmter Medikamente, Herzerkrankungen und Schwangerschaft; Wunden oder Infektionen der Kopfhaut; jede andere Kontraindikation, die während der Screening-Verfahren entdeckt wird
- Jede Kontraindikation für die Teilnahme an einer MRT-Studie, einschließlich der folgenden: implantierte metallische Teile oder implantierte elektronische Geräte, einschließlich Herzschrittmacher, Defibrillatoren oder implantierte Medikamentenpumpen oder nicht entfernbare Piercings; Klaustrophobie schließt MRT aus
Ausschlusskriterien für alle potentiellen Teilnehmer:
- Schwanger oder versuchen, schwanger zu werden (können weiterhin nur für Verhaltensstudien in Frage kommen)
- Vorgeschichte von Alkoholmissbrauch, illegalem Drogenkonsum oder Drogenmissbrauch oder erheblicher psychischer Erkrankung
- Hypertensiver oder hypotensiver Zustand
- Jede Bedingung, die den Probanden daran hindern würde, freiwillig eine informierte Einwilligung zu geben
- Eingeschrieben oder plant, sich während dieser Studie in eine interventionelle Studie einzuschreiben
- Anhaltende Krampfanfälle, die trotz Medikamenten nicht gut kontrolliert werden
- Verwendung eines Hörgeräts oder eines anderen Geräts zur Verbesserung des Hörvermögens
Studienplan
Wie ist die Studie aufgebaut?
Designdetails
- Hauptzweck: Grundlegende Wissenschaft
- Zuteilung: Nicht randomisiert
- Interventionsmodell: Parallele Zuordnung
- Maskierung: Keine (Offenes Etikett)
Waffen und Interventionen
Teilnehmergruppe / Arm |
Intervention / Behandlung |
|---|---|
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Experimental: Patienten mit Kleinhirnataxie (CA)
Verhaltenstests einschließlich verschiedener Sprechaufgaben Magnetresonanztomographie (MRT)
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Es wird eine MRT des Gehirns durchgeführt (kein Kontrastmittel), um die Anatomie/Funktion des Gehirns mit Verhaltenstests zu korrelieren.
Andere Namen:
Es werden Sprach-/Sprechaufgaben durchgeführt, bei denen die Teilnehmer gebeten werden, als Reaktion auf Audio-/Video-Hinweise zu sprechen; Die Antworten der Teilnehmer werden aufgezeichnet.
Bei Patienten mit zerebellärer Ataxie können zusätzliche diagnostische Untersuchungen durchgeführt werden.
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Aktiver Komparator: Abgestimmte Kontrollen
Verhaltenstests einschließlich verschiedener Sprechaufgaben Magnetresonanztomographie (MRT)
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Es wird eine MRT des Gehirns durchgeführt (kein Kontrastmittel), um die Anatomie/Funktion des Gehirns mit Verhaltenstests zu korrelieren.
Andere Namen:
Es werden Sprach-/Sprechaufgaben durchgeführt, bei denen die Teilnehmer gebeten werden, als Reaktion auf Audio-/Video-Hinweise zu sprechen; Die Antworten der Teilnehmer werden aufgezeichnet.
Bei Patienten mit zerebellärer Ataxie können zusätzliche diagnostische Untersuchungen durchgeführt werden.
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Experimental: Weitere gesunde Freiwillige
Verhaltenstests einschließlich verschiedener Sprechaufgaben Magnetresonanztomographie (MRT) Transkranielle Magnetstimulation (TMS)
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Es wird eine MRT des Gehirns durchgeführt (kein Kontrastmittel), um die Anatomie/Funktion des Gehirns mit Verhaltenstests zu korrelieren.
Andere Namen:
Es werden Sprach-/Sprechaufgaben durchgeführt, bei denen die Teilnehmer gebeten werden, als Reaktion auf Audio-/Video-Hinweise zu sprechen; Die Antworten der Teilnehmer werden aufgezeichnet.
Bei Patienten mit zerebellärer Ataxie können zusätzliche diagnostische Untersuchungen durchgeführt werden.
Repetitive TMS wird angewendet, um die Sprachwege des Kleinhirns vorübergehend zu stören.
Andere Namen:
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Was misst die Studie?
Primäre Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
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Prozentuale Kompensation der sprachmotorischen Reaktion
Zeitfenster: Grundlinie
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Die prozentuale Kompensation wird als das folgende Verhältnis berechnet: -100*(Änderung des vom Subjekt erzeugten akustischen Merkmals)/(Änderung des akustischen Merkmals verursacht durch Änderung der akustischen Rückkopplung).
Das negative Vorzeichen stellt sicher, dass vom Probanden erzeugte Änderungen, die den Änderungen der auditiven Feedback-Änderung entgegenwirken, als positive Kompensation gezählt werden.
Akustische Merkmale, die zur Berechnung der prozentualen Kompensation verwendet werden, hängen vom durchgeführten Experiment ab und umfassen Tonhöhen- oder Formantfrequenzen der ausgegebenen Sprache der Probanden (gemessen als Frequenz in Hz), Stimmeinsatzzeit (gemessen in Millisekunden), frikative Konsonantendauer (gemessen in Millisekunden), und Formant-Übergangszeit (gemessen in Millisekunden).
Wir werden nach kurzfristigen (innerhalb des Versuchs) und langfristigen (versuchsübergreifenden) Änderungen der prozentualen Kompensation suchen, die von den Probanden als Reaktion auf Änderungen im auditiven Feedback der Probanden produziert werden, die sie beim Sprechen hören.
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Grundlinie
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Dysarthrie-Symptome
Zeitfenster: Grundlinie
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Die Symptome der ataktischen Dysarthrie (AD) werden bei Patienten mit zerebellärer Ataxie (CA) von zugelassenen Sprachpathologen unter Verwendung der Bogenhausen Dysarthria Scales (BoDyS) quantifiziert, einem Dysarthrie-Bewertungstool, das sich als objektiv, zuverlässig und sensitiv für Dysarthrie erwiesen hat Subtypen 31, 60 und 61.
Der BoDyS-Test umfasst 33 separate Komponentenbewertungen, einschließlich Symptomen, die mit Feedforward- und Feedback-Komponenten von Sprachmotorsteuerungssystemen zusammenhängen können.
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Grundlinie
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Voxelbasierte Morphometrie (VBM)
Zeitfenster: Grundlinie
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VBM wird angewendet, um die funktionelle Organisation des Kleinhirns für die Sprachproduktion zu untersuchen, wobei der Schwerpunkt auf psychophysischen Messungen der Sprachmotorkontrolle sowie auf klinischen Messungen von dysarthrischen Sprachsymptomen liegt.
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Grundlinie
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Mitarbeiter und Ermittler
Mitarbeiter
Ermittler
- Hauptermittler: John F. Houde, Ph.D., University of California, San Francisco
- Hauptermittler: Srikantan S. Nagarajan, Ph.D., University of California, San Francisco
- Hauptermittler: Richard Ivry, Ph.D., University of California, Berkeley
- Hauptermittler: Ben Parrell, Ph.D., University of Wisconsin, Madison
Publikationen und hilfreiche Links
Allgemeine Veröffentlichungen
- Rossi S, Hallett M, Rossini PM, Pascual-Leone A; Safety of TMS Consensus Group. Safety, ethical considerations, and application guidelines for the use of transcranial magnetic stimulation in clinical practice and research. Clin Neurophysiol. 2009 Dec;120(12):2008-2039. doi: 10.1016/j.clinph.2009.08.016. Epub 2009 Oct 14.
- Huang YZ, Edwards MJ, Rounis E, Bhatia KP, Rothwell JC. Theta burst stimulation of the human motor cortex. Neuron. 2005 Jan 20;45(2):201-6. doi: 10.1016/j.neuron.2004.12.033.
- Oberman L, Edwards D, Eldaief M, Pascual-Leone A. Safety of theta burst transcranial magnetic stimulation: a systematic review of the literature. J Clin Neurophysiol. 2011 Feb;28(1):67-74. doi: 10.1097/WNP.0b013e318205135f.
- Chang EF, Niziolek CA, Knight RT, Nagarajan SS, Houde JF. Human cortical sensorimotor network underlying feedback control of vocal pitch. Proc Natl Acad Sci U S A. 2013 Feb 12;110(7):2653-8. doi: 10.1073/pnas.1216827110. Epub 2013 Jan 23.
- Hinkley LB, Marco EJ, Brown EG, Bukshpun P, Gold J, Hill S, Findlay AM, Jeremy RJ, Wakahiro ML, Barkovich AJ, Mukherjee P, Sherr EH, Nagarajan SS. The Contribution of the Corpus Callosum to Language Lateralization. J Neurosci. 2016 Apr 20;36(16):4522-33. doi: 10.1523/JNEUROSCI.3850-14.2016.
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- Moberget T, Gullesen EH, Andersson S, Ivry RB, Endestad T. Generalized role for the cerebellum in encoding internal models: evidence from semantic processing. J Neurosci. 2014 Feb 19;34(8):2871-8. doi: 10.1523/JNEUROSCI.2264-13.2014.
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- Parrell B, Agnew Z, Nagarajan S, Houde J, Ivry RB. Impaired Feedforward Control and Enhanced Feedback Control of Speech in Patients with Cerebellar Degeneration. J Neurosci. 2017 Sep 20;37(38):9249-9258. doi: 10.1523/JNEUROSCI.3363-16.2017. Epub 2017 Aug 23.
- Parrell, B., Agnew, Z., Houde, J., Nagarajan, S., & Ivry, R. (2016) Individuals with cerebellar degeneration correct for within-category variation of vowels even in the absence of auditory feedback. Talk presented at Society for Neuroscience 2016, San Diego, CA, November 2016.
- Parrell, B. (2017). Evidence for reward learning in speech production. Poster presented at the 7th International Conference on Speech Motor Control, Groningen, the Netherlands, July 2017.
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- Tarapore PE, Tate MC, Findlay AM, Honma SM, Mizuiri D, Berger MS, Nagarajan SS. Preoperative multimodal motor mapping: a comparison of magnetoencephalography imaging, navigated transcranial magnetic stimulation, and direct cortical stimulation. J Neurosurg. 2012 Aug;117(2):354-62. doi: 10.3171/2012.5.JNS112124. Epub 2012 Jun 15.
Studienaufzeichnungsdaten
Haupttermine studieren
Studienbeginn (Tatsächlich)
Primärer Abschluss (Geschätzt)
Studienabschluss (Geschätzt)
Studienanmeldedaten
Zuerst eingereicht
Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat
Zuerst gepostet (Tatsächlich)
Studienaufzeichnungsaktualisierungen
Letztes Update gepostet (Geschätzt)
Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt
Zuletzt verifiziert
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Andere Studien-ID-Nummern
- 19-27146
- 1R01DC017091-01A1 (US NIH Stipendium/Vertrag)
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Arzneimittel- und Geräteinformationen, Studienunterlagen
Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Arzneimittelprodukt
Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Geräteprodukt
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