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Beta-Ereignisse und sensorische Wahrnehmung

4. Februar 2026 aktualisiert von: Brown University

Die kausale Rolle neokortikaler Beta-Ereignisse in der menschlichen Sinneswahrnehmung

Niederfrequente Gehirnrhythmen im Alpha- (8-14 Hz) und Beta- (15-29 Hz) Band sind starke Prädiktoren für Wahrnehmung und funktionelle Leistung bei einer Reihe von Aufgaben und werden bei mehreren Krankheitszuständen gestört. Der Zweck dieser Studie ist es, einen direkten kausalen Zusammenhang zwischen niederfrequenten Hirnrhythmen und sensorischer Wahrnehmung zu untersuchen und häufig verwendete TMS-Paradigmen zu optimieren, um sensorische Verarbeitung und Wahrnehmung in ähnlicher Weise wie endogene Rhythmen zu beeinflussen. Dazu kombiniert diese Studie menschliche Magnetresonanztomographie (MRT), Elektroenzephalographie (EEG), nicht-invasive Hirnstimulation (transkranielle Magnetstimulation; TMS) und biophysikalisch fundierte neuronale Computermodellierung.

Studienübersicht

Status

Abgeschlossen

Bedingungen

Intervention / Behandlung

Detaillierte Beschreibung

Frühere Studien haben gezeigt, dass niederfrequente Hochleistungs-Hirnrhythmen im Alpha- (8-14) und Beta-Band (15-29 Hz) im primären somatosensorischen Kortex (SI) mit einer verringerten Wahrscheinlichkeit verbunden sind, taktile Reize an der Wahrnehmungsschwelle wahrzunehmen. und kann mit Aufmerksamkeit moduliert werden. Darüber hinaus tritt Beta-Aktivität mit hoher Leistung in SI als kurze "Ereignisse" (< 150 ms) in nicht gemittelten Daten auf, deren Rate und Zeitablauf den Aufmerksamkeits- und Wahrnehmungseffekten zugrunde liegen, die mit hoher Beta-Leistung verbunden sind.

In dieser Studie werden menschliche Elektroenzephalographie (EEG) und eine nicht schmerzhafte taktile Detektionsaufgabe verwendet, um zu beurteilen, ob und wie die Rate und das Timing fortlaufender rhythmischer Ereignisse in den Alpha-/Beta-Bändern vor einem taktilen Reiz die Berührungswahrnehmung kausal beeinflussen und wie das bezieht sich auf aufmerksamkeit. Ein benutzerdefiniertes TMS-Protokoll, von dem angenommen wird, dass es endogene Beta-Frequenz-Ereignismuster nachahmt, wird verwendet, um zu testen, ob TMS die Wahrnehmung auf ähnliche Weise beeinflussen kann. Schließlich wird die rechnergestützte neuronale Modellierung zur Simulation von EEG-Signalen im Makromaßstab verwendet, um die Interpretation potenzieller neuronaler Schaltkreismechanismen zu unterstützen, die den Merkmalen erfasster EEG-Daten zugrunde liegen.

Die TMS-EEG-Komponenten dieser Studie verwenden ein Crossover-Design innerhalb der Subjekte. In den ersten Studiensitzungen werden die Teilnehmer einer MRT unterzogen. In nachfolgenden Studiensitzungen werden die Teilnehmer eine taktile Erkennungsaufgabe absolvieren, während EEG-Daten gleichzeitig mit aktivem oder Schein-TMS online aufgezeichnet werden. Die Analysen konzentrieren sich auf den Vergleich der Erkennungswahrscheinlichkeiten von taktilen Stimuli, die an der Wahrnehmungsschwelle präsentiert werden, und taktil evozierten Reaktionspotentialwellenformen zwischen Studien, in denen TMS-Pulse oder endogene Beta-Ereignisse mit ähnlichem Timing und ähnlicher Intensität auftreten.

Studientyp

Interventionell

Einschreibung (Tatsächlich)

39

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
    • Rhode Island
      • Providence, Rhode Island, Vereinigte Staaten, 02906
        • Brown University, Carney Institute for Brain Science Human Testing Space (HuTS)

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:

  • Fähigkeit, eine Einverständniserklärung/Einwilligung abzugeben
  • Alter: 18-65 Jahre
  • Englischkenntnisse: Die Teilnehmer müssen in der Lage sein, in Englisch gesprochene/geschriebene Screening-Fragebögen und Aufgabenanweisungen zu verstehen.
  • Rechtshänder: Reduzierung der Heterogenität in Bezug auf Handdominanz, da unsere Aufgabe die Berührungswahrnehmung an der Hand und die Untersuchung neuronaler Korrelate in lateralisierten Gehirnregionen umfasst.

Ausschlusskriterien:

  • Geschichte von Ohnmachtsanfällen unbekannter oder unbestimmter Ätiologie, die Anfälle darstellen könnten
  • Vorgeschichte von Krampfanfällen, Diagnose von Epilepsie oder Epilepsie in unmittelbarer Familienanamnese (Verwandter 1. Grades).
  • Jede fortschreitende (z. B. neurodegenerative) neurologische Störung
  • Chronische Erkrankungen, die im Falle eines provozierten Anfalls einen medizinischen Notfall auslösen können (Herzfehlbildung, Herzrhythmusstörungen, Asthma etc.)
  • Metallimplantate (ausgenommen Zahnfüllungen)
  • Schrittmacher
  • Implantierte Medikamentenpumpe oder Cochlea-Implantat
  • Vagus-Nerv-Stimulator
  • Tiefenhirnstimulator
  • TENS-Gerät (sofern nicht für die Studie komplett entfernt)
  • Ventrikulo-peritonealer Shunt
  • Anzeichen eines erhöhten intrakraniellen Drucks
  • Intrakranielle Läsion
  • Vorgeschichte von Kopfverletzungen, die zu längerem Bewusstseinsverlust führten
  • Schwangerschaft
  • Teilnehmer, die zuvor TMS zu medizinischen Behandlungszwecken erhalten haben.
  • Intellektuelle Behinderung oder Autismus-Spektrum-Störung (ASD)
  • Aktive Psychose, Diagnose einer unipolaren Depression oder bipolaren Störung, aktive schwere Substanzgebrauchsstörungen (innerhalb des letzten Monats) oder aktive Selbstmordabsichten oder -gedanken.
  • Bedingungen, die dazu führen können, dass die taktile Erkennungsaufgabe nicht effektiv ausgeführt werden kann, einschließlich Gefühlsverlust, Neuropathie oder Nervenschäden in den Händen oder Füßen, chronische Schmerzen oder Fibromyalgie und Schmerzen aufgrund von Krebs, Infektionen oder Arthritis.
  • Wenn der Teilnehmer aktiv eines der Medikamente einnimmt, die das TMS-Risiko erhöhen, wie unten angegeben, oder wenn er Alkohol oder andere Missbrauchsdrogen eingenommen hat (siehe https://www.drugabuse.gov/drugs-abuse) auf der Tag der Studiensitzung (vor der Sitzung).

Kontraindizierte Medikamente:

alcohol Amitriptyline Amphetamines ampicillin Anticholinergics Antihistamines aripiprazole BCNU **bupropion** cephalosporins chlorambucil chloroquine Chlorpromazine citalopram Clozapine Cocaine cyclosporine cytosine arabinoside Doxepine duloxetine fluoxetine fluphenazine fluvoxamine Foscarnet gamma-hydroxybutyrate (GHB) Ganciclovir haloperidol imipenem Imipramine isoniazid ketamine levofloxacin Lithium Maprotiline MDMA (ecstasy) mefloquine methotrexate Metronidazol Mianserin Mirtazapin Nortriptylin Olanzapin Paroxetin Penicillin Phencyclidin (PCP, Engelsstaub) Pimozid Quetiapin Reboxetin Risperidon Ritonavir **Sertralin** Sympathomimetikum Theophyllin Venlafaxin Vincristin Ziprasidon

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: Aktive SI-Hand TMS vs. aktive Kontroll-TMS
Die Teilnehmer erhalten taktile Reize auf Wahrnehmungsschwellenniveau am dritten Finger der rechten Hand und melden die Detektion oder Nicht-Detektion. EEG wird aufgezeichnet und TMS wird gleichzeitig während der Aufgabe angewendet. In einer Studien-Sitzung wird aktive TMS über die Handregion des primären somatosensorischen Kortex (SI-Hand) angewendet. In einer anderen Studien-Sitzung wird aktive TMS über eine Kontroll-Hirnregion angewendet, an einer weiter superior und lateral gelegenen Position innerhalb von SI.
Gerät: Online Aktive SI-Hand TMS
Einzelimpulse von TMS werden mit einer aktiven Spule abgegeben. Ein Impuls wird pro Versuch (mindestens 5 Sekunden auseinander) "online" (während der taktilen Detektionsaufgabe) bei 80% der aktiven motorischen Schwelle abgegeben. TMS zielt auf den Handbereich des primären somatosensorischen Kortex (SI-Hand).
Gerät: Online-Aktive Kontrolle TMS
Einzelimpulse von TMS werden mit einer aktiven Spule abgegeben. Ein Impuls wird pro Versuch (mindestens 5 Sekunden auseinander) "online" (während der taktilen Detektionsaufgabe) bei 80% der aktiven motorischen Schwelle abgegeben. TMS wird eine Kontrollregion im Gehirn anvisieren, an einer weiter oben und seitlich gelegenen Stelle innerhalb des SI. Diese Kontrollbedingung soll die peripheren (z.B. kraniale/gesichtsmuskuläre und/oder Nervenaktivierung, auditorisch evozierte Reaktion), aber nicht die biologischen Effekte von TMS, die spezifisch mit der somatosensorischen Wahrnehmung zusammenhängen, nachahmen.
Experimental: Aktive SI-Hand TMS vs. Schein-SI-Hand TMS
Die Teilnehmer erhalten taktile Reize auf Wahrnehmungsschwellenniveau am dritten Finger der rechten Hand und melden die Detektion oder Nicht-Detektion. EEG wird aufgezeichnet und TMS wird gleichzeitig während der Aufgabe angewendet. In einer Studiensitzung wird aktive TMS über die Handregion des primären somatosensorischen Kortex (SI-Hand) angewendet. In einer weiteren Studiensitzung wird Schein-TMS über dieselbe Zielstelle (SI-Hand) angewendet.
Gerät: Online Aktive SI-Hand TMS
Einzelimpulse von TMS werden mit einer aktiven Spule abgegeben. Ein Impuls wird pro Versuch (mindestens 5 Sekunden auseinander) "online" (während der taktilen Detektionsaufgabe) bei 80% der aktiven motorischen Schwelle abgegeben. TMS zielt auf den Handbereich des primären somatosensorischen Kortex (SI-Hand).
Gerät: Online Sham SI-Hand TMS
Einzelimpulse von TMS werden mit einer Sham-Spule verabreicht. Ein Impuls wird pro Versuch (mindestens 5 Sekunden auseinander) "online" (während der taktilen Detektionsaufgabe) mit 80 % der aktiven motorischen Schwelle verabreicht. TMS zielt auf den Handbereich des primären somatosensorischen Kortex (SI-Hand). Diese Kontrollbedingung soll die peripheren (z. B. kraniale/gesichtsmuskuläre und/oder Nervenaktivierung, auditorisch evozierte Reaktion), aber nicht die biologischen Effekte von TMS nachahmen, die spezifisch mit der somatosensorischen Wahrnehmung zusammenhängen.

Was misst die Studie?

Primäre Ergebnismessungen

Ergebnis Maßnahme
Maßnahmenbeschreibung
Zeitfenster
Trefferquote für taktile Erkennung auf Schwellenwertniveau
Zeitfenster: Die taktile Erkennung wurde kontinuierlich während der TMS-Interventionen zwischen TMS- und Nicht-TMS-Versuchen bewertet – während der aktiven SI-TMS-Sitzung und während entweder der aktiven Kontroll-TMS- oder der Schein-Kontroll-TMS-Sitzung. Die Sitzungen lagen mindestens 1 Woche auseinander.
Die Teilnehmer erhalten einen oder keinen taktilen Reiz pro Versuchsdurchgang und melden die Wahrnehmung oder Nichtwahrnehmung durch einen Tastendruck. Taktile Reize werden auf der individuellen Wahrnehmungsschwelle der Teilnehmer verabreicht (ungefähr die Hälfte der Zeit wahrgenommen). In einem bestimmten Versuchsdurchgang kann TMS auch 100 ms vor dem Reiz ('TMS100'), 25 ms nach dem Reiz ('TMS25') oder überhaupt nicht ('TMS Null') verabreicht werden, jeweils in gleicher Anzahl von Versuchsdurchgängen. Die 'Trefferquote' ist definiert als die Anzahl der Versuchsdurchgänge mit korrekt erkannten taktilen Reizen geteilt durch die Gesamtzahl der Versuchsdurchgänge, in denen ein taktiler Reiz präsentiert wurde.
Die taktile Erkennung wurde kontinuierlich während der TMS-Interventionen zwischen TMS- und Nicht-TMS-Versuchen bewertet – während der aktiven SI-TMS-Sitzung und während entweder der aktiven Kontroll-TMS- oder der Schein-Kontroll-TMS-Sitzung. Die Sitzungen lagen mindestens 1 Woche auseinander.

Sekundäre Ergebnismessungen

Ergebnis Maßnahme
Maßnahmenbeschreibung
Zeitfenster
EEG taktile evozierte Reaktionspotentiale (ERP)
Zeitfenster: Die EEG-Messungen wurden zwischen TMS- und Nicht-TMS-Durchgängen kontinuierlich während der TMS-Interventionen durchgeführt – während der aktiven SI-TMS-Sitzung und während entweder der aktiven Kontroll-TMS- oder der Schein-Kontroll-TMS-Sitzung. Die Sitzungen lagen mindestens 1 Woche auseinander.
Die Teilnehmer erhalten pro Versuchsdurchgang einen taktilen Reiz gleichzeitig mit der EEG-Aufzeichnung. Das EEG-gemessene ERP unmittelbar nach jedem taktilen Reiz wird bewertet und über die Bedingungen hinweg verglichen, mit und ohne TMS zu verschiedenen Zeitpunkten. 'TMS null' bezieht sich auf Versuchsdurchgänge, in denen kein TMS angewendet wurde, 'TMS100' bezieht sich auf Versuchsdurchgänge, in denen TMS 100 ms vor dem taktilen Reiz angewendet wurde, und 'TMS25' bezieht sich auf Versuchsdurchgänge, in denen TMS 25 ms nach dem taktilen Reiz angewendet wurde. 'Erfolgreiche Versuchsdurchgänge' sind Versuchsdurchgänge, in denen der taktile Reiz abgegeben und korrekt erkannt wurde, und 'fehlgeschlagene Versuchsdurchgänge' sind Versuchsdurchgänge, in denen der taktile Reiz abgegeben, aber fälschlicherweise nicht erkannt wurde. Das hier berechnete Ergebnis Maß stellt ein Zeitfenster zwischen 78 und 161 ms nach dem taktilen Reiz dar, in dem wir basierend auf früheren Veröffentlichungen einen signifikanten Unterschied in der Signalamplitude zwischen erfolgreichen und fehlgeschlagenen Versuchsdurchgängen erwartet haben.
Die EEG-Messungen wurden zwischen TMS- und Nicht-TMS-Durchgängen kontinuierlich während der TMS-Interventionen durchgeführt – während der aktiven SI-TMS-Sitzung und während entweder der aktiven Kontroll-TMS- oder der Schein-Kontroll-TMS-Sitzung. Die Sitzungen lagen mindestens 1 Woche auseinander.

Mitarbeiter und Ermittler

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

Sponsor

Brown University

Mitarbeiter

National Institute of General Medical Sciences (NIGMS)

Ermittler

  • Hauptermittler: Stephanie R Jones, PhD, Brown 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)

25. Juli 2019

Primärer Abschluss (Tatsächlich)

2. November 2024

Studienabschluss (Tatsächlich)

2. November 2024

Studienanmeldedaten

Zuerst eingereicht

16. August 2019

Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat

16. August 2019

Zuerst gepostet (Tatsächlich)

20. August 2019

Studienaufzeichnungsaktualisierungen

Letztes Update gepostet (Tatsächlich)

23. Februar 2026

Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt

4. Februar 2026

Zuletzt verifiziert

1. September 2025

Mehr Informationen

Begriffe im Zusammenhang mit dieser Studie

Schlüsselwörter

Andere Studien-ID-Nummern

  • 1902002327
  • P20GM103645 (US NIH Stipendium/Vertrag)

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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

Produkt, das in den USA hergestellt und aus den USA exportiert wird

Nein

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