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Kausale Rolle von Top-Down-Theta-Oszillationen bei der Priorisierung

20. April 2026 aktualisiert von: University of North Carolina, Chapel Hill

Modulation von Schwingungen und Arbeitsgedächtnis bei Patienten mit Subduralelektroden

Zweck: Der Zweck dieser Pilotstudie besteht darin, die Dynamik zwischen Theta- und Alpha-Oszillationen bei der Steuerung des Arbeitsgedächtnisses zu untersuchen. Diese Ergebnisse werden Aufschluss darüber geben, welche Arten der Hirnstimulation die Gehirnaktivität am effektivsten modulieren. Bei immer mehr neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen werden die Tiefenhirnstimulation und die transkranielle Magnetstimulation eingesetzt. Teilnehmer: Teilnahmeberechtigt sind Patienten, denen zuvor Elektroden zur Überwachung von Epilepsie implantiert wurden (außerhalb der Forschungstätigkeit). Es werden 50 Teilnehmer rekrutiert, 25 Teilnehmer für jede Phase der Studie. Verfahren (Methoden): Die Teilnehmer führen eine kognitive Kontrollaufgabe durch. Während der Aufgabe werden rhythmische Züge direkter kortikaler Stimulation nur an den frontalen Kortex oder an den frontalen und parietalen Kortex abgegeben. Gleichzeitig mit der Stimulation wird eine Elektrokortikographie durchgeführt.

Studienübersicht

Status

Anmeldung auf Einladung

Bedingungen

Intervention / Behandlung

Detaillierte Beschreibung

Das Ziel dieser Studie ist es, die kausale Rolle funktioneller Wechselwirkungen zwischen frontal-theta-abhängigen Selektionsprozessen und posterioren-alpha-abhängigen Unterdrückungsprozessen im Kontext der kognitiven Kontrolle zu untersuchen, indem in Phase eins getrennt auf Theta- und Alpha-Oszillationen im frontalen und parietalen Kortex abgezielt wird das Experiment. Es wird angenommen, dass Theta- und Alpha-Oszillationen komplementäre Rollen spielen, so dass Theta-Oszillationen anregend sind (im Zusammenhang mit der aktiven Verarbeitung), während Alpha-Oszillationen hemmend sind (im Zusammenhang mit der Unterdrückung der Verarbeitung).

Daher nehmen die Forscher an, dass rhythmische Hirnstimulation genutzt werden kann, um die Aktivität in entgegengesetzte Richtungen zu lenken. In der zweiten Phase des Experiments zielen die Forscher auf die funktionale Konnektivität zwischen diesen Regionen ab. Es wird angenommen, dass insbesondere Theta-Oszillationen eine entscheidende Rolle bei der Orchestrierung der Priorisierung und Unterdrückung von Informationen in der gesamten Großhirnrinde spielen. Daher gehen die Forscher davon aus, dass die In-Phase-Theta-Frequenz-Konnektivität einen kausalen Zusammenhang mit dem Erfolg des Arbeitsgedächtnisses hat, die Alpha-Frequenz-Konnektivität jedoch keine Rolle spielt und die Anti-Phase-Theta-Konnektivität schädlich sein wird. Zusammengenommen legen diese Ergebnisse ein Gesamtmodell nahe, bei dem die Amplitude der Theta-Oszillationen im präfrontalen und die Amplitude der Alpha-Oszillationen im parietalen Bereich eine kausale Rolle bei der Priorisierung bzw. Unterdrückung spielen, die funktionale Konnektivität zwischen frontalem und parietalem Kortex jedoch allein innerhalb des Theta-Frequenzbandes entscheidend ist zu diesen kognitiven Prozessen. Dieses Experiment ist von entscheidender Bedeutung für die Gestaltung zukünftiger Interventionen, bei denen die Hirnstimulation zur Behandlung psychiatrischer und neurologischer Störungen eingesetzt wird. Beispielsweise ist der Einsatz frequenzspezifischer Hirnstimulation der Schlüssel zur Kontrolle der Auswirkungen der Hirnstimulation auf die neuronale Aktivität. Designüberlegungen wie diese könnten von grundlegender Bedeutung für die Verbesserung der Wirksamkeit zukünftiger Interventionen sein, beispielsweise der Verwendung der Tiefenhirnstimulation zur Behandlung der Parkinson-Krankheit und der Verwendung der transkraniellen Magnetstimulation zur Behandlung schwerer depressiver Störungen.

Studientyp

Interventionell

Einschreibung (Geschätzt)

50

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
    • North Carolina
      • Chapel Hill, North Carolina, Vereinigte Staaten, 27599
        • University of North Carolina at Chapel Hill

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

  • Erwachsene
  • Älterer Erwachsener

Akzeptiert gesunde Freiwillige

Nein

Beschreibung

Einschlusskriterien:

  • Kann eine Einverständniserklärung abgeben
  • Vorgeschichte einer medizinisch unheilbaren Epilepsie
  • Sprechen und verstehen Sie Englisch
  • Für die Stimulationssitzung muss der Teilnehmer an den entsprechenden Stellen über Elektroden verfügen

Ausschlusskriterien:

  • Aktuelle Diagnose anderer neurologischer Erkrankungen, einschließlich ischämischer Schlaganfall, intrazerebraler Blutung, Hirntumor
  • Schwere systemische Erkrankung
  • Schwere kognitive Beeinträchtigung – vom Kliniker im Rahmen einer neuropsychiatrischen Untersuchung diagnostiziert
  • Schwere psychiatrische Erkrankung
  • Übermäßiger Konsum von Alkohol oder anderen Substanzen
  • Alles, was nach Ansicht des Prüfarztes den Teilnehmer einem erhöhten Risiko aussetzen oder die vollständige Einhaltung oder den Abschluss der Studie durch den Teilnehmer ausschließen würde

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: Frontale Stimulation
Die direkte kortikale Stimulation (DCS) in Alpha- und Theta-Frequenzen wird über Elektroden im frontalen Kortex angewendet.
Gerät: Direkte kortikale Stimulation (DCS) Alpha
Rhythmische Alpha-Stimulation
Andere Namen:
  • CereStim M96
Gerät: Direkte kortikale Stimulation (DCS) Theta
Rhythmische Theta-Stimulation angewendet
Andere Namen:
  • CereStim M96
Gerät: Scheindirekte kortikale Stimulation (DCS)
Angewandtes Arrhythmie-Stimulationsparadigma
Andere Namen:
  • CereStim M96
Schein-Komparator: Frontale parietale Stimulation
Die direkte kortikale Stimulation (DCS) mit gleichphasigen und gegenphasigen Theta-Frequenzen wird über Elektroden im frontalen und parietalen Kortex angewendet.
Gerät: Scheindirekte kortikale Stimulation (DCS)
Angewandtes Arrhythmie-Stimulationsparadigma
Andere Namen:
  • CereStim M96
Gerät: Direkte kortikale Stimulation (DCS) In-Phase Theta
Rhythmische In-Phase-Theta-Stimulation angewendet
Andere Namen:
  • CereStim M96
Gerät: Direkte kortikale Stimulation (DCS) Anti-Phase Theta
Rhythmische Anti-Phase-Theta-Stimulation angewendet
Andere Namen:
  • CereStim M96

Was misst die Studie?

Primäre Ergebnismessungen

Ergebnis Maßnahme
Maßnahmenbeschreibung
Zeitfenster
Änderung der Arbeitsgedächtnis-Aufgabenleistung – Pashlers Arbeitsgedächtniskapazitätsmetrik (k)
Zeitfenster: Während des 1- bis 1,5-stündigen Ausgangstests und der Stimulationssitzung, die über einen Zeitraum von 1 bis 2 Tagen durchgeführt wird
Dem Teilnehmer werden während einer Übungseinheit drei farbige Quadrate in beiden Gesichtsfeldern präsentiert. Dann wird dem Teilnehmer ein informativer Retro-Hinweis präsentiert, ein Pfeil nach links oder rechts, der die bevorstehende Sonde zu 100 % vorhersagt, oder ein nicht informativer neuronaler Hinweis, ein Pfeil, der in beide Richtungen zeigt. Schließlich wird den Teilnehmern in der Probe-Epoche eine Reihe von Quadraten auf der linken oder rechten Seite des Bildschirms präsentiert. Die Teilnehmer müssen feststellen, ob die Anordnung der farbigen Quadrate mit denen im Gedächtnis übereinstimmt oder sich davon unterscheidet. Die Leistung wird wie folgt definiert: k=N*(HR*FA)/(1-FA), wobei N die Anzahl der Elemente ist, die im Speicher gehalten werden. HR ist die Trefferquote, definiert als Prozentsatz der Trefferquote für Versuche, bei denen die Sonde nicht mit dem Kodierungsarray übereinstimmt. FA ist die Fehlalarmrate, definiert als der Prozentsatz falscher Versuche, bei denen die Sonde mit dem Kodierungsarray übereinstimmt.
Während des 1- bis 1,5-stündigen Ausgangstests und der Stimulationssitzung, die über einen Zeitraum von 1 bis 2 Tagen durchgeführt wird
Änderung der Leistung von Arbeitsspeicheraufgaben – Reaktionszeit
Zeitfenster: Während des 1- bis 1,5-stündigen Ausgangstests und der Stimulationssitzung, die über einen Zeitraum von 1 bis 2 Tagen durchgeführt wird
Dem Teilnehmer werden während einer Übungseinheit drei farbige Quadrate in beiden Gesichtsfeldern präsentiert. Dann wird dem Teilnehmer ein informativer Retro-Hinweis präsentiert, ein Pfeil nach links oder rechts, der die bevorstehende Sonde zu 100 % vorhersagt, oder ein nicht informativer neuronaler Hinweis, ein Pfeil, der in beide Richtungen zeigt. Schließlich wird den Teilnehmern in der Probe-Epoche eine Reihe von Quadraten auf der linken oder rechten Seite des Bildschirms präsentiert. Die Teilnehmer müssen feststellen, ob die Anordnung der farbigen Quadrate mit denen im Gedächtnis übereinstimmt oder sich davon unterscheidet. Reaktionszeiten werden in Millisekunden quantifiziert.
Während des 1- bis 1,5-stündigen Ausgangstests und der Stimulationssitzung, die über einen Zeitraum von 1 bis 2 Tagen durchgeführt wird
Intrakranielles EEG Multitaper fft
Zeitfenster: Während des 1- bis 1,5-stündigen Ausgangstests und der Stimulationssitzung, die über einen Zeitraum von 1 bis 2 Tagen durchgeführt wird
Die Zeit-Frequenz-Analyse elektrophysiologischer Daten wird mit Methoden wie Multi-Taper-FFT durchgeführt. Dies wird zwischen Schein- (arrhythmischen) und Stimulationsversuchen verglichen, um festzustellen, ob die Stimulation die neuronale Mitnahme verstärkt.
Während des 1- bis 1,5-stündigen Ausgangstests und der Stimulationssitzung, die über einen Zeitraum von 1 bis 2 Tagen durchgeführt wird
Intrakranieller EEG-gewichteter Phasenverzögerungsindex (wPLI)
Zeitfenster: Während des 1- bis 1,5-stündigen Ausgangstests und der Stimulationssitzung, die über einen Zeitraum von 1 bis 2 Tagen durchgeführt wird
Die funktionale Konnektivität wird mithilfe des gewichteten Phasenverzögerungsindex (WPLI) gemessen. Um WPLI zu berechnen, wird zunächst eine Morlet-Wavelet-Faltung durchgeführt, um die momentane Phase und Amplitude für die interessierende Frequenz für die beiden Zielorte zu extrahieren. Als nächstes wird die kreuzspektrale Dichte berechnet (ein Signal multipliziert mit dem konjugierten Komplex des anderen). Aus der Kreuzspektraldichte wird die Imaginärkomponente des resultierenden Signals extrahiert. Dann werden diese imaginären Werte über den Zeitrahmen der Instanz gemittelt (hier die zweite Hälfte der Stimulationsfolge). Schließlich wird die Größe des resultierenden Vektors als wPLI angenommen. Diese Metrik quantifiziert die Konsistenz der Phasenverzögerung zwischen den beiden Zielregionen und wird anhand von Signalen mit einem Versatz von 90 oder 270 Grad gewichtet, um eine häufige Störung in der Elektrophysiologie, die Volumenleitung, zu beheben.
Während des 1- bis 1,5-stündigen Ausgangstests und der Stimulationssitzung, die über einen Zeitraum von 1 bis 2 Tagen durchgeführt wird

Sekundäre Ergebnismessungen

Ergebnis Maßnahme
Maßnahmenbeschreibung
Zeitfenster
Intrakranielle EEG-Wavelets
Zeitfenster: Während des 1- bis 1,5-stündigen Ausgangstests und der Stimulationssitzung, die über einen Zeitraum von 1 bis 2 Tagen durchgeführt wird
Spektralanalysen und funktionelle Konnektivitätsanalysen elektrophysiologischer Daten werden mithilfe von Methoden wie Wavelets durchgeführt. Dies wird zwischen Schein- (arrhythmischen) und Stimulationsversuchen verglichen, um festzustellen, ob die Stimulation die neuronale Mitnahme verstärkt.
Während des 1- bis 1,5-stündigen Ausgangstests und der Stimulationssitzung, die über einen Zeitraum von 1 bis 2 Tagen durchgeführt wird
Intrakranielle EEG-Phasenverriegelung
Zeitfenster: Während des 1- bis 1,5-stündigen Ausgangstests und der Stimulationssitzung, die über einen Zeitraum von 1 bis 2 Tagen durchgeführt wird
Spektralanalysen und funktionelle Konnektivitätsanalysen elektrophysiologischer Daten werden unter Verwendung von Methoden wie Phasenverriegelung durchgeführt. Dies wird zwischen Schein- (arrhythmischen) und Stimulationsversuchen verglichen, um festzustellen, ob die Stimulation die neuronale Mitnahme verstärkt.
Während des 1- bis 1,5-stündigen Ausgangstests und der Stimulationssitzung, die über einen Zeitraum von 1 bis 2 Tagen durchgeführt wird
Intrakranielles EEG Granger-Kausalität
Zeitfenster: Während des 1- bis 1,5-stündigen Ausgangstests und der Stimulationssitzung, die über einen Zeitraum von 1 bis 2 Tagen durchgeführt wird
Die Spektralanalyse und die funktionelle Konnektivitätsanalyse elektrophysiologischer Daten werden unter Verwendung von Methoden wie der Granger-Kausalität durchgeführt. Dies wird zwischen Schein- (arrhythmischen) und Stimulationsversuchen verglichen, um festzustellen, ob die Stimulation die neuronale Mitnahme verstärkt.
Während des 1- bis 1,5-stündigen Ausgangstests und der Stimulationssitzung, die über einen Zeitraum von 1 bis 2 Tagen durchgeführt wird

Mitarbeiter und Ermittler

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

Sponsor

University of North Carolina, Chapel Hill

Mitarbeiter

National Institute of Mental Health (NIMH)

Ermittler

  • Hauptermittler: Flavio Frohlich, PhD, UNC Chapel Hill

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)

1. Juli 2024

Primärer Abschluss (Geschätzt)

31. Januar 2027

Studienabschluss (Geschätzt)

31. Januar 2027

Studienanmeldedaten

Zuerst eingereicht

1. Februar 2024

Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat

1. Februar 2024

Zuerst gepostet (Tatsächlich)

9. Februar 2024

Studienaufzeichnungsaktualisierungen

Letztes Update gepostet (Tatsächlich)

22. April 2026

Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt

20. April 2026

Zuletzt verifiziert

1. April 2026

Mehr Informationen

Begriffe im Zusammenhang mit dieser Studie

Zusätzliche relevante MeSH-Bedingungen

Andere Studien-ID-Nummern

  • 23-1652
  • 5R01MH124387 (US NIH Stipendium/Vertrag)

Plan für individuelle Teilnehmerdaten (IPD)

Planen Sie, individuelle Teilnehmerdaten (IPD) zu teilen?

JA

Beschreibung des IPD-Plans

Nicht identifizierte individuelle Daten, die die Ergebnisse unterstützen, werden ab 9 bis 36 Monaten nach der Veröffentlichung weitergegeben, sofern der Forscher, der die Daten verwenden möchte, die Genehmigung eines Institutional Review Board (IRB), eines Independent Ethics Committee (IEC) oder eines Research Ethics Board (REB) hat ), sofern zutreffend, und schließt eine Datennutzungs-/Weitergabevereinbarung mit UNC ab.

IPD-Sharing-Zeitrahmen

beginnend mit 9 und fortlaufend für 36 Monate nach Veröffentlichung

IPD-Sharing-Zugriffskriterien

Der Prüfer hat IRB, IEC oder REB genehmigt und eine Datennutzungs-/Weitergabevereinbarung mit UNC abgeschlossen.

Art der unterstützenden IPD-Freigabeinformationen

  • STUDIENPROTOKOLL
  • SAFT
  • ICF

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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