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Modulation der Hippocampus- und Striatal-Gedächtnisnetzwerke mit rTMS

13. Juni 2022 aktualisiert von: National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS)

Hintergrund:

Menschen haben 2 Gedächtnissysteme. Einer hilft ihnen, Fähigkeiten zu erlernen, und der andere hilft ihnen, Fakten zu lernen. Bei der repetitiven transkraniellen Magnetstimulation (rTMS) werden elektrische Ströme zur Aktivierung von Gehirnzellen eingesetzt. Dies kann kleine Veränderungen in der Funktionsweise von Gehirnsystemen bewirken. Forscher werden rTMS verwenden, um die Funktionsweise von Gedächtnissystemen zu ändern und um zu sehen, ob die Änderung eines Systems auch zu Änderungen im anderen führt. Dies könnte dazu beitragen, Wege zur Verbesserung des Lernens und des Gedächtnisses bei Menschen mit Gedächtnisstörungen zu finden.

Zielsetzung:

Erfahren Sie, wie verschiedene Gedächtnissysteme miteinander zusammenarbeiten.

Teilnahmeberechtigung:

Gesunde Erwachsene im Alter von 18 bis 40 Jahren, die nicht schwanger sind

Design:

Potenzielle Teilnehmer werden einer neurologischen Untersuchung unterzogen, wenn sie in den letzten 2 Jahren keine von NINDS erhalten haben. Möglicherweise werden Urintests durchgeführt.

Berechtigte Teilnehmer erhalten 5–10 Besuche am NIH. Jeder Besuch dauert 1-6 Stunden. Die Besuche 1-4 finden jeweils im Abstand von 1 Tag statt.

Bei Besuch 1 werden die Teilnehmer einer MRT unterzogen und machen Gedächtnistests. Für die MRT liegen sie auf einem Tisch, der in einen Zylinder hinein- und herausgeschoben wird, der Bilder ihres Gehirns macht. Sie werden auch rTMS haben. Bei rTMS wird eine Metallspirale auf die Kopfhaut gehalten. Durch die Spule fließen kurze elektrische Ströme.

Bei den Besuchen 2 und 3 erhalten die Teilnehmer rTMS.

Bei Besuch 4 werden die Teilnehmer einer MRT unterzogen und führen Gedächtnistests durch.

Ungefähr eine Woche später haben die Teilnehmer Besuch 5. Sie werden ein MRT machen lassen und Gedächtnistests durchführen. Sollten technische Probleme auftreten, werden die Teilnehmer möglicherweise um weitere Besuche gebeten. Die Teilnahme der Teilnehmer dauert 2 Wochen.

...

Studienübersicht

Status

Abgeschlossen

Bedingungen

Intervention / Behandlung

Detaillierte Beschreibung

Zielsetzung

Die Abteilung für Verhaltensneurologie untersucht die menschlichen Gehirnsysteme, die dem Lernen und der Anpassung zugrunde liegen, mit dem ultimativen Ziel, Interventionen zu finden, um diese Prozesse effizienter zu gestalten. Wir sind daran interessiert, ob repetitive transkranielle Magnetstimulation (rTMS) die funktionelle Konnektivität (FC) und die Verhaltenseffizienz in zwei Gedächtnisnetzwerken im Gehirn verändern kann: dem Hippocampus-Netzwerk, das die Speicherung und den Abruf abrufbarer Fakten, Konzepte und Ereignisse unterstützt, und das striatale Netzwerk, das das Speichern und Abrufen von Fähigkeiten und Gewohnheiten unterstützt. Da diese Netzwerke außerdem verhaltensmäßig interagieren und sich gegenseitig stören können, ist eine wichtige Frage, ob die Neuromodulation eines Netzwerks die Konnektivität und Effizienz des anderen Netzwerks verändert. Pilotdaten unserer Gruppe deuten darauf hin, dass die exogene Stimulation eines Netzwerks dazu führt, dass es seinen FC-Bereich erweitert und Ressourcen vom anderen kooptiert, was ein potenzieller Mechanismus für die beobachtete Verhaltensinteraktion ist. Ziel dieser Studie ist es, a) zu testen, ob rTMS die netzwerkinterne FC und den von diesem Netzwerk unterstützten Speicher moduliert und b) ob dies auch FC- und Verhaltensänderungen im anderen Netzwerk verursacht.

Studienpopulation: Gesunde Freiwillige

Design

Diese Studie enthält vier Inter-Subjekt-Experimente und ist ein gemischtes Inter-/Intra-Subjekt-Design. In Experiment 1 wird eine nominell erregende Stimulation verwendet, die auf das Hippocampus-Netzwerk abzielt, um die FC innerhalb des Hippocampus-Netzwerks zu erhöhen. Wir erwarten auch eine Erhöhung der FC zwischen dem Hippocampus- und Striatalnetzwerk, ein erhöhtes deklaratives Gedächtnis und eine mögliche Verringerung des prozeduralen Lernens. Experiment 2 wird eine erregende Stimulation verwenden, die auf das striatale Netzwerk abzielt. Wir erwarten, dass dies zu einer stärkeren netzwerkinternen FC im striatalen Netzwerk, einer erhöhten FC zwischen dem Hippocampus und dem striatalen Netzwerk und damit einhergehenden Verhaltenseffekten führt. Die Experimente 3 und 4 werden ähnlich sein, außer dass wir die nominell hemmende Stimulation auf diese Netzwerke ausrichten und nach umgekehrten Ergebnissen suchen. Der FC wird unter Ruhe- und aufgabenaktivierten Bedingungen gemessen und aktives rTMS wird mit Vertex-Sham verglichen.

Zielparameter

Das primäre Ergebnismaß ist die durch rTMS innerhalb des Zielnetzwerks hervorgerufene Veränderung des FC. FC-Änderungen zwischen Netzwerken und entsprechende Speicheränderungen sind sekundäre Ergebnisse. Zu den explorativen Maßnahmen gehören Korrelationen zwischen individuellen kognitiven Unterschieden (Fragebögen und NIH-Toolbox-Scores) und unseren primären und sekundären Ergebnismaßen.

Studientyp

Interventionell

Einschreibung (Tatsächlich)

13

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

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

Nein

Studienberechtigte Geschlechter

Alle

Beschreibung

EINSCHLUSSKRITERIEN:

-Alter 18–40 (einschließlich)

AUSSCHLUSSKRITERIEN:

  • Jede aktuelle schwere neurologische oder psychiatrische Störung wie (aber nicht beschränkt auf) Schlaganfall, Parkinson-Krankheit, Alzheimer-Krankheit, Schizophrenie oder schwere Depression
  • Anfallsgeschichte
  • Arzneimittel, die auf das Zentralnervensystem wirken, beispielsweise solche, die die Krampfschwelle senken, wie Neuroleptika, Beta-Lactame, Isoniazid, Metronidazol; Benzodiazepine, trizyklische oder andere Antidepressiva; oder verschreibungspflichtige Stimulanzien.
  • Ferromagnetisches Metall in der Schädelhöhle oder im Auge, implantierter Nervenstimulator, Cochlea-Implantat oder Augenfremdkörper
  • Implantierter Herzschrittmacher oder Autodefibrillator oder Pumpe
  • Nicht entfernbares Piercing
  • Klaustrophobie
  • Unfähigkeit, 2 Stunden lang auf dem Rücken zu liegen
  • Schwangerschaft oder geplante Schwangerschaft während der Studie.
  • Mitglieder der NINDS BNU
  • Probanden, die rTMS gemäß Protokoll 17-N-0055 erhalten haben, werden ausgeschlossen, um Lerneffekte zu vermeiden, die dadurch entstehen, dass sie zuvor denselben Verhaltensaufgaben ausgesetzt waren
  • Probanden, die Kontraindikationen für die MRT haben (wir befolgen die Richtlinien des NMR-Zentrums für MR-Sicherheit). Einige der Ausschlüsse sind:

  • Nicht MRT-kompatibles Metall im Körper haben, wie z. B. Herzschrittmacher, Hirnstimulator, Splitter, chirurgisches Metall, Klammern im Gehirn oder an Blutgefäßen, Cochlea-Implantate, künstliche Herzklappen oder ferromagnetische Fragmente im Auge oder in der Mundhöhle machen eine MRT-Untersuchung unsicher.

    • Es ist nicht möglich, für die erwartete Dauer des Experiments (2 Stunden) flach auf dem Rücken zu liegen.
    • Sie haben eine Anomalie bei der Bildgebung des Gehirns oder bei der neurologischen Untersuchung, die nicht mit der Diagnose zusammenhängt.
    • Nicht entfernbares Piercing bzw
    • Schwangerschaft (Urin-Schwangerschaftstest)

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: Parallele Zuordnung
  • Maskierung: Single

Waffen und Interventionen

Teilnehmergruppe / Arm
Intervention / Behandlung
Aktiver Komparator: Motorischer Kortex rTMS
Sonstiges: RTMS
Veränderung der Konnektivität transsynaptischer Pfade
Aktiver Komparator: PPC rTMS
Sonstiges: RTMS
Veränderung der Konnektivität transsynaptischer Pfade
Placebo-Komparator: Scheitelpunkt rTMS
Sonstiges: RTMS
Veränderung der Konnektivität transsynaptischer Pfade

Was misst die Studie?

Primäre Ergebnismessungen

Ergebnis Maßnahme
Maßnahmenbeschreibung
Zeitfenster
Änderung der funktionellen Konnektivität zwischen dem Caudat und dem Caudat-Netzwerk im Ruhezustand gegenüber dem Ausgangswert
Zeitfenster: Ausgangswert, 1 Tag und 14–21 Tage nach rTMS
Die Teilnehmer unterzogen sich einer repetitiven transkraniellen Magnetstimulation (rTMS) des Schwanznetzwerks, die ihre Lernfähigkeiten unterstützt. rTMS nutzt elektrische Ströme zur Aktivierung von Gehirnzellen, wodurch Gehirnverbindungen und Gedächtnis vorübergehend verändert werden können. Wir haben gemessen, wie sich rTMS auf die Gehirnkonnektivität des Schwanznetzwerks auswirkt. Diese Veränderungen wurden im MRT beobachtet. Um die Stärke der Gehirnverbindung zu messen, haben wir berechnet, wie eng die neuronale Aktivität im Schwanznetzwerk korreliert. Wir haben gemessen, wie rTMS die Verbindungsstärke vor und 1 Tag nach der Stimulation (unmittelbare Auswirkungen) sowie vor und 14–21 Tage nach der Stimulation (langfristige Auswirkungen) beeinflusst, und die Änderung dann als Z-Transformations-Score berechnet. Eine Änderung des Fisher-Z-Transformation-Korrelationskoeffizienten-Scores von 0 deutet darauf hin, dass es nach rTMS keinen Unterschied in den Verbindungen zwischen Gehirnbereichen gibt; ein Wert von < 0 deutet auf eine Schwächung der Verbindungen zwischen Gehirnbereichen hin; und ein Wert von > 0 deutet auf eine Stärkung der Verbindungen zwischen Gehirnbereichen hin.
Ausgangswert, 1 Tag und 14–21 Tage nach rTMS
Änderung der aufgabenbasierten funktionalen Konnektivität zwischen dem Caudat und dem Caudat-Netzwerk gegenüber dem Ausgangswert
Zeitfenster: Ausgangswert, ein Tag und 14–21 Tage nach rTMS
Die Teilnehmer unterzogen sich einer wiederholten transkraniellen Magnetstimulation (rTMS) des gezielten Gedächtnisnetzwerks, d. h. des Caudatnetzwerks. rTMS nutzt elektrische Ströme zur Aktivierung von Gehirnzellen, wodurch Gehirnverbindungen und Gedächtnis vorübergehend verändert werden können. Wir haben während einer Wettervorhersageaufgabe im MRT gemessen, wie sich rTMS auf die Gehirnkonnektivität des Schwanznetzwerks auswirkt. Um die Stärke der Gehirnverbindung zu messen, haben wir berechnet, wie eng die neuronale Aktivität im Schwanznetzwerk korreliert. Wir haben gemessen, wie sich rTMS auf die Verbindungsstärke und das Erlernen von Fähigkeiten auswirkt, indem wir sie vor und einen Tag nach der Stimulation (unmittelbare Effekte) sowie vor und 14–21 Tage nach der Stimulation (langfristige Effekte) gemessen haben, und haben dann die Änderung als Z-Transformations-Score berechnet . Eine Änderung des Fisher-Z-Transformations-Scores von 0 deutet darauf hin, dass es keinen Unterschied in den Verbindungen zwischen Gehirnbereichen gibt; ein Wert von < 0 deutet auf eine Schwächung der Verbindungen zwischen Gehirnbereichen hin; und ein Wert von > 0 deutet auf eine Stärkung der Verbindungen zwischen Gehirnbereichen hin.
Ausgangswert, ein Tag und 14–21 Tage nach rTMS

Sekundäre Ergebnismessungen

Ergebnis Maßnahme
Maßnahmenbeschreibung
Zeitfenster
Feedback-Wettervorhersageaufgabe (WPT-F)
Zeitfenster: Die Veränderungen werden vor und einen Tag nach rTMS sowie vor und 14–21 Tage nach rTMS berechnet
Die Feedback Weather Prediction Task (WPT-F) testet die Fähigkeit des Teilnehmers, durch Versuch und Irrtum eine Assoziation zu lernen. Eine, zwei oder drei Kartenkombinationen von vier möglichen Karten werden auf einem Computer präsentiert und die Testperson wird gebeten, das „Wetter“ vorherzusagen; d.h. ob es regnerisch oder sonnig sein wird. Nach jeder Vorhersage erhält der Proband eine korrigierende Rückmeldung. Jede Karte ist unabhängig mit einem Ergebnis mit einer festen Wahrscheinlichkeit verbunden. Die Teilnehmer lernen den probabilistischen Zusammenhang zwischen Reizen und Ergebnissen durch Feedback (Belohnung) kennen. Das WPT-F wurde während der MRT-Sitzung zu drei Zeitpunkten verabreicht, d. h. vor der rTMS, einen Tag nach der rTMS und 14–21 Tage nach der rTMS. Bei jedem Besuch wurde der Anteil der Versuche berechnet, bei denen der Teilnehmer die beste Option wählte, d. h. die Option, die am engsten mit der Belohnung verknüpft war. Es wurden Änderungen der Scores zwischen dem Ausgangswert und einem Tag nach sowie 14–21 Tage nach rTMS berechnet.
Die Veränderungen werden vor und einen Tag nach rTMS sowie vor und 14–21 Tage nach rTMS berechnet
Observational Weather Prediction Task (WPT-O)
Zeitfenster: Die Veränderungen werden vor und einen Tag nach rTMS sowie vor und 14–21 Tage nach rTMS berechnet
Die Observational Weather Prediction Task (WPT-O) ist ein paarweiser Partnertest, bei dem Hinweis und Feedback gemeinsam auf dem Bildschirm angezeigt werden. Nachdem alle Paare gezeigt wurden, werden die Karten erneut gezeigt und der Teilnehmer wird gebeten, sich zu merken, welches Feedback-Ergebnis (Sonne oder Regen) mit diesem Kartensatz gepaart ist. Durch Auswendiglernen lernen die Teilnehmer die Paarung zwischen Reizsätzen und einem von zwei Ergebnissen. Das WPT-O wurde während der MRT-Sitzung zu drei Zeitpunkten verabreicht, d. h. vor der rTMS, einen Tag nach der rTMS und 14–21 Tage nach der rTMS. Der Anteil der Versuche, bei denen sich der Teilnehmer genau an das Paar erinnerte, wurde bei jedem Besuch berechnet. Änderungen der Scores zwischen dem Ausgangswert und einem Tag danach sowie 14–21 Tage nach rTMS werden berechnet.
Die Veränderungen werden vor und einen Tag nach rTMS sowie vor und 14–21 Tage nach rTMS berechnet
Änderung der funktionellen Konnektivität zwischen dem Caudatus und dem Hippocampus-Netzwerk im Ruhezustand gegenüber dem Ausgangswert
Zeitfenster: Ausgangswert, ein Tag und 14–21 Tage nach rTMS
Die Teilnehmer unterzogen sich einer repetitiven transkraniellen Magnetstimulation (rTMS) des Hippocampus-Netzwerks, die ihre Lernfähigkeiten unterstützt. rTMS nutzt elektrische Ströme zur Aktivierung von Gehirnzellen, wodurch Gehirnverbindungen und Gedächtnis vorübergehend verändert werden können. Wir haben gemessen, wie sich rTMS auf die Gehirnkonnektivität des Hippocampus-Netzwerks auswirkt. Diese Veränderungen können mit der MRT beobachtet werden. Um die Stärke der Gehirnverbindung zu messen, haben wir berechnet, wie eng die neuronale Aktivität im Hippocampus-Netzwerk korreliert. Wir haben gemessen, wie rTMS die Verbindungsstärke vor und 1 Tag nach der Stimulation (unmittelbare Auswirkungen) sowie vor und 14–21 Tage nach der Stimulation (langfristige Auswirkungen) beeinflusst, und die Änderung dann als Z-Transformations-Score berechnet. Eine Änderung des Fisher-Z-Transformations-Scores von 0 deutet darauf hin, dass es nach rTMS keinen Unterschied in den Verbindungen zwischen Gehirnregionen gibt; ein Wert von < 0 deutet auf eine Schwächung der Verbindungen zwischen Gehirnbereichen hin; und ein Wert von > 0 deutet auf eine Stärkung der Verbindungen zwischen Gehirnbereichen hin.
Ausgangswert, ein Tag und 14–21 Tage nach rTMS
Änderung der aufgabenbasierten funktionellen Konnektivität zwischen dem Caudatus und dem Hippocampus-Netzwerk gegenüber dem Ausgangswert
Zeitfenster: Ausgangswert, ein Tag und 14–21 Tage nach rTMS
Die Teilnehmer unterzogen sich einer wiederholten transkraniellen Magnetstimulation (rTMS) des gezielten Gedächtnisnetzwerks, d. h. des Hippocampus-Netzwerks. rTMS nutzt elektrische Ströme, um Gehirnzellen zu aktivieren, was vorübergehend die Gehirnverbindungen und das Gedächtnis verändern kann. Wir haben während einer Wettervorhersageaufgabe im MRT gemessen, wie sich rTMS auf die Gehirnkonnektivität des Hippocampus-Netzwerks auswirkt. Um die Stärke der Gehirnverbindung zu messen, haben wir berechnet, wie eng die neuronale Aktivität im Hippocampus-Netzwerk korreliert. Wir haben gemessen, wie sich rTMS auf die Verbindungsstärke und das Erlernen von Fertigkeiten vor und 1 Tag nach der Stimulation (unmittelbare Effekte) sowie vor und 14–21 Tage nach der Stimulation (langfristige Effekte) auswirkt, und die Änderung dann als Z-Transformations-Score berechnet. Eine Änderung des Fisher-Z-Transformations-Scores von 0 deutet darauf hin, dass es keinen Unterschied in den Verbindungen zwischen Gehirnbereichen gibt; ein Wert von < 0 deutet auf eine Schwächung der Verbindungen zwischen Gehirnbereichen hin; und ein Wert von > 0 deutet auf eine Stärkung der Verbindungen zwischen Gehirnbereichen hin.
Ausgangswert, ein Tag und 14–21 Tage nach rTMS

Mitarbeiter und Ermittler

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

Sponsor

National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS)

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.

Nützliche Links

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)

26. September 2019

Primärer Abschluss (Tatsächlich)

24. März 2021

Studienabschluss (Tatsächlich)

24. März 2021

Studienanmeldedaten

Zuerst eingereicht

20. Juni 2019

Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat

20. Juni 2019

Zuerst gepostet (Tatsächlich)

21. Juni 2019

Studienaufzeichnungsaktualisierungen

Letztes Update gepostet (Tatsächlich)

6. Juli 2022

Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt

13. Juni 2022

Zuletzt verifiziert

1. Mai 2021

Mehr Informationen

Begriffe im Zusammenhang mit dieser Studie

Schlüsselwörter

Andere Studien-ID-Nummern

  • 190114
  • 19-N-0114

Arzneimittel- und Geräteinformationen, Studienunterlagen

Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Arzneimittelprodukt

Nein

Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Geräteprodukt

Nein

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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