Gehirnstimulation und visuell geführte Navigation
8. April 2025 aktualisiert von: Daniel Dilks, Emory University
Gehirnstimulationsstudie zur visuell geführten Navigation beim Menschen mit repetitiver transkranieller Magnetstimulation (rTMS)
Diese Studie untersucht die neuronalen Mechanismen, die ursächlich daran beteiligt sind, wie Menschen durch ihre unmittelbar sichtbare Umgebung navigieren (z. B. fehlerlos und mühelos durch das eigene Schlafzimmer gehen, ohne gegen Wände oder Möbel zu stoßen).
Um zu untersuchen, ob bestimmte neuronale Mechanismen ursächlich an der „visuell geführten Navigation“ beteiligt sind, wird die repetitive transkranielle Magnetstimulation (rTMS) verwendet, um die Funktion bestimmter Gehirnregionen bei gesunden Erwachsenen vorübergehend zu stören, während ihnen einfache visuelle Reize von Orten (z. B. Schlafzimmer, Küchen und Wohnzimmer) und gebeten, einfache Computeraufgaben auszuführen oder einfache Verhaltensaufgaben zu erledigen.
Studienübersicht
Status
Beendet
Bedingungen
Detaillierte Beschreibung
Die Fähigkeit des Menschen, sich in der unmittelbar sichtbaren Umgebung zurechtzufinden, ist überlebenswichtig. Die Darstellungen und Berechnungen, die dieser bemerkenswerten Fähigkeit zugrunde liegen, sind jedoch nicht gut verstanden, und aktuelle Computer-Vision-Algorithmen (Roboter) hinken der menschlichen Leistung immer noch weit hinterher. Eine vielversprechende Strategie für den Versuch, "visuell geführte Navigation" zu verstehen, besteht darin, die neuronalen Systeme zu charakterisieren, die dies bewerkstelligen. Die Ergebnisse der funktionellen Magnetresonanz (fMRT) an erwachsenen Menschen haben begonnen, die kortikalen Regionen aufzuklären, die an der visuell geführten Navigation beteiligt sind, mit dem zentralen Befund, dass es mindestens eine visuelle kortikale Region gibt – die als Occipital Place Area (OPA) bezeichnet wird spielen eine zentrale Rolle bei der Fähigkeit, durch aktuell sichtbare Orte zu navigieren (z. B. fehlerlos und mühelos durch unser Schlafzimmer zu gehen, nicht gegen die Wände oder Möbel unseres Schlafzimmers zu stoßen). Allerdings ist fMRT eine korrelative Methode, und die Forschung muss noch klären, ob diese funktionsspezifische Gehirnregion ursächlich an der visuell geführten Navigation beteiligt ist. Das Verständnis der kausalen Beteiligung dieser Region wird wichtige Hinweise darauf liefern, wie Menschen durch ihre Welt navigieren, und vielleicht eines Tages auch genutzt werden, um jenen Personen zu helfen, die aufgrund von Augenkrankheiten, Gehirnoperationen, Schlaganfällen oder neurodegenerativen Erkrankungen die Fähigkeit zur Navigation auf verheerende Weise verlieren , oder Entwicklungsstörungen.
Die Verwendung von rTMS zur Untersuchung der kausalen Beteiligung bestimmter Gehirnregionen an bestimmten menschlichen Fähigkeiten ist nicht neu, da sie zur Untersuchung von Gesichtserkennung, Szenenerkennung und Objekterkennung verwendet wurde. Die allgemeine Fragestellung für diese Forschung ist es, unter Verwendung von rTMS die kausale Beteiligung von OPA an der visuell geführten Navigation zu bestimmen.
Studientyp
Interventionell
Einschreibung (Tatsächlich)
11
Phase
- Unzutreffend
Kontakte und Standorte
Dieser Abschnitt enthält die Kontaktdaten derjenigen, die die Studie durchführen, und Informationen darüber, wo diese Studie durchgeführt wird.
Studienorte
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Georgia
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Atlanta, Georgia, Vereinigte Staaten, 30322
- Emory University
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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:
- Normales oder korrigiertes Sehvermögen
Ausschlusskriterien:
- Metall im Körper
- Epileptische Anfälle in der persönlichen oder familiären Vorgeschichte ersten Grades
- Eine bekannte Hirnverletzung
- Klaustrophobie
- Einnahme bestimmter Medikamente, die das Krampfrisiko erhöhen können (z. B. Bupropion, Vareniclin, Chlorpromazin, Theophyllin) oder die Wirkung von rTMS verringern, wie z. B. Benzodiazepine
- Erwachsene, die nicht einwilligen können, schwangere Frauen und Gefangene
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: Nicht randomisiert
- Interventionsmodell: Sequenzielle Zuweisung
- Maskierung: Keine (Offenes Etikett)
Waffen und Interventionen
Teilnehmergruppe / Arm |
Intervention / Behandlung |
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Experimental: Repetitive transkranielle Magnetstimulation (RTMS) bei computergestützter Aufgabe
Teilnehmer, die RTMs erhalten, während sie computergestützte Tests durchführen, um die kausale Beteiligung von OPA an visuell gesteuerter Navigation zu untersuchen.
Der Studienbesuch dauert ungefähr 90 Minuten.
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TMS ist eine sichere und nichtinvasive Methode, um die Gehirnfunktion zu beeinflussen, die sich auf die Eigenschaften der elektromagnetischen Induktion stützt.
Aktionspotentiale werden in Neuronen zusammen mit einer nachfolgenden Deaktivierungszeit ausgelöst.
Die normale fortlaufende Gehirnaktivität wird gestört, um den Forschern eine Möglichkeit zu bieten, eine vorübergehende und reversible Periode der Hirnstörung zu erzeugen.
Die Teilnehmer sitzen bequem auf einem Stuhl und werden gebeten, eine einfache computergestützte Aufgabe zu erledigen, bei der sie sich vorstellen, durch einen Raum zu gehen und einen Knopf zu drücken, der angibt, ob sie durch eine Tür links, Mitte oder rechte Wand durch eine Tür gehen können.
Während oder kurz vor jeder dieser Aufgaben erhalten die Teilnehmer RTMs.
In RTMS wird neben dem Kopf des Teilnehmers eine kleine Plastikspule platziert.
Die Spule wird über den relevanten Gehirnbereich platziert, der während des fMRI -Scans des Teilnehmers identifiziert wurde.
Die Spule erzeugt dann einen magnetischen Impuls, und die Stimulation tritt auf.
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Experimental: Repetitive transkranielle Magnetstimulation (RTMS) während der verhaltensbasierten Aufgabe
Teilnehmer, die RTMs erhalten, während sie verhaltensbezogene Tests durchführen, um die kausale Beteiligung von OPA an visuell gesteuerter Navigation zu untersuchen.
Der Studienbesuch dauert ungefähr 90 Minuten.
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TMS ist eine sichere und nichtinvasive Methode, um die Gehirnfunktion zu beeinflussen, die sich auf die Eigenschaften der elektromagnetischen Induktion stützt.
Aktionspotentiale werden in Neuronen zusammen mit einer nachfolgenden Deaktivierungszeit ausgelöst.
Die normale fortlaufende Gehirnaktivität wird gestört, um den Forschern eine Möglichkeit zu bieten, eine vorübergehende und reversible Periode der Hirnstörung zu erzeugen.
Die Teilnehmer werden gebeten, eine einfache Verhaltensaufgabe auszufüllen, bei der sie in einem kleinen Raum herumlaufen und nach versteckten Objekten suchen müssen.
Während oder kurz vor jeder dieser Aufgaben erhalten die Teilnehmer RTMs.
In RTMS wird neben dem Kopf des Teilnehmers eine kleine Plastikspule platziert.
Die Spule wird über den relevanten Gehirnbereich platziert, der während des fMRI -Scans des Teilnehmers identifiziert wurde.
Die Spule erzeugt dann einen magnetischen Impuls, und die Stimulation tritt auf.
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Was misst die Studie?
Primäre Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
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Genauigkeit während der visuell gesteuerten computergestützten navigationsbasierten Aufgabe
Zeitfenster: Während der RTMS der Kontrollstelle und während der RTMs von OPA am Tag 1
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Um die Leistung während der visuell gesteuerten navigationsbasierten Aufgabe zu bewerten, wird RTMS auf den Steuerungsverteilerort angewendet, der nicht an der visuell geführten Navigation beteiligt ist, sowie an der Occipital Place Area (OPA).
Während den Teilnehmern einfache visuelle Stimuli von Orten (z. B. Schlafzimmer, Küchen und Wohnzimmer) gezeigt wird, werden sie gebeten, einfache computergestützte Aufgaben auszuführen (z. B. stellen Sie sich vor, sie gehen durch den Raum und reagieren über Knopfdruck, ob sie durch eine Tür links, Mitte oder rechte Wand, wie durch einen kontinuierlichen Pfad auf dem Boden angegeben).
Die Leistung wird in der Aufgabengenauigkeit gemessen (der Prozentsatz der ordnungsgemäß ausgeführten Aufgaben).
Eine Leistungsabnahme der visuell geführten Navigationsaufgabe erst, nachdem RTMS auf OPA (jedoch nicht auf Scheitelpunkt) angewendet wird, weist darauf hin, dass die kausale Beteiligung von OPA an visuell geführter Navigation beteiligt ist.
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Während der RTMS der Kontrollstelle und während der RTMs von OPA am Tag 1
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Reaktionszeit während der visuell gesteuerten computergestützten Navigationsaufgabe
Zeitfenster: Während der RTMS der Kontrollstelle und während der RTMs von OPA am Tag 1
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Um die Leistung während der visuell gesteuerten navigationsbasierten Aufgabe zu bewerten, wird RTMS auf den Steuerungsverteilerort angewendet, der nicht an der visuell geführten Navigation beteiligt ist, sowie an der Occipital Place Area (OPA).
Während den Teilnehmern einfache visuelle Stimuli von Orten (z. B. Schlafzimmer, Küchen und Wohnzimmer) gezeigt wird, werden sie gebeten, einfache computergestützte Aufgaben auszuführen (z. B. stellen Sie sich vor, sie gehen durch den Raum und reagieren über Knopfdruck, ob sie durch eine Tür links, Mitte oder rechte Wand, wie durch einen kontinuierlichen Pfad auf dem Boden angegeben).
Die Leistung wird in der Zeit (in Millisekunden) gemessen, die die Aufgabe korrekt erledigt.
Eine Leistungsabnahme der visuell geführten Navigationsaufgabe erst, nachdem RTMS auf OPA (jedoch nicht auf Scheitelpunkt) angewendet wird, weist darauf hin, dass die kausale Beteiligung von OPA an visuell geführter Navigation beteiligt ist.
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Während der RTMS der Kontrollstelle und während der RTMs von OPA am Tag 1
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Genauigkeit während der visuell geführten Verhaltensaufgabe der Verhaltensnavigation
Zeitfenster: Während der RTMS der Kontrollstelle und während der RTMs von OPA am Tag 1
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Zur Beurteilung der Leistung während der visuell gesteuerten navigationsverhaltensbasierten Aufgabe wird RTMS auf den Steuerungsverteilerort angewendet, der nicht an der visuell geführten Navigation beteiligt ist, sowie an der Occipital Place Area (OPA).
Die Teilnehmer werden gebeten, einfache verhaltensbezogene Aufgaben zu erledigen (z. B. gehen tatsächlich um einen kleinen Raum und suchen nach versteckten Objekten).
Die Leistung wird in der Aufgabengenauigkeit gemessen (der Prozentsatz der ordnungsgemäß ausgeführten Aufgaben).
Eine Leistungsabnahme der visuell geführten Navigationsaufgabe erst, nachdem RTMS auf OPA (jedoch nicht auf Scheitelpunkt) angewendet wird, weist darauf hin, dass die kausale Beteiligung von OPA an visuell geführter Navigation beteiligt ist.
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Während der RTMS der Kontrollstelle und während der RTMs von OPA am Tag 1
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Reaktionszeit während der visuell geführten Verhaltensaufgabe der Verhaltensnavigation
Zeitfenster: Während der RTMS der Kontrollstelle und während der RTMs von OPA am Tag 1
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Um die Leistung während der visuell gesteuerten Verhaltensaufgabe der Navigation zu bewerten, wird RTMS auf den Steuerungsverteilerort angewendet, der nicht an der visuell geführten Navigation sowie an der Occipital Place Area (OPA) -Spalte (OPA) beteiligt ist.
Die Teilnehmer werden gebeten, einfache Verhaltensaufgaben auszufüllen (z. B. gehen tatsächlich um einen kleinen Raum und suchen nach versteckten Objekten).
Die Leistung wird als Zeit (in Millisekunden) gemessen, die die Aufgabe korrekt erledigt.
Eine Leistungsabnahme der visuell geführten Navigationsaufgabe erst, nachdem RTMS auf OPA (jedoch nicht auf Scheitelpunkt) angewendet wird, weist darauf hin, dass die kausale Beteiligung von OPA an visuell geführter Navigation beteiligt ist.
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Während der RTMS der Kontrollstelle und während der RTMs von OPA am Tag 1
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Mitarbeiter und Ermittler
Hier finden Sie Personen und Organisationen, die an dieser Studie beteiligt sind.
Sponsor
Mitarbeiter
Ermittler
- Hauptermittler: Daniel Dilks, PhD, Emory University
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)
3. März 2023
Primärer Abschluss (Tatsächlich)
17. Mai 2023
Studienabschluss (Tatsächlich)
17. Mai 2023
Studienanmeldedaten
Zuerst eingereicht
5. Juli 2021
Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat
5. Juli 2021
Zuerst gepostet (Tatsächlich)
14. Juli 2021
Studienaufzeichnungsaktualisierungen
Letztes Update gepostet (Tatsächlich)
24. April 2025
Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt
8. April 2025
Zuletzt verifiziert
1. April 2025
Mehr Informationen
Begriffe im Zusammenhang mit dieser Studie
Schlüsselwörter
Andere Studien-ID-Nummern
- STUDY00002512
- 5R01EY029724 (US NIH Stipendium/Vertrag)
Plan für individuelle Teilnehmerdaten (IPD)
Planen Sie, individuelle Teilnehmerdaten (IPD) zu teilen?
NEIN
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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