Vorhersage von Angst und Gedächtniszustand (CAMERA)
Entwicklung der kontextbewussten Plattform für multimodale ökologische Forschung und Bewertung (CAMERA) zur kontinuierlichen Messung und Vorhersage von Angstzuständen und Gedächtniszuständen
Der Zweck dieser Studie besteht darin, zu untersuchen, wie Signale im Gehirn, im Körper und im Verhalten mit Angst und Gedächtnisfunktion zusammenhängen. Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung der CAMERA-Plattform (Context-Aware Multimodal Ecological Research and Assessment), eines hochmodernen offenen multimodalen Hardware-/Softwaresystems zur Messung menschlicher Gehirn-Verhaltensbeziehungen.
Der R61-Teil des Projekts dient der Entwicklung der CAMERA-Plattform, die multimodale, passive Sensordaten verwenden wird, um den Angstgedächtniszustand bei Patienten vorherzusagen, die sich einer stationären Überwachung mit intrakraniellen Elektroden bei klinischer Epilepsie unterziehen, sowie den Aufbau des passiven Datenrahmens von CAMERA aktives Datenframework.
Studienübersicht
Status
Bedingungen
Intervention / Behandlung
Detaillierte Beschreibung
CAMERA wird neuronale, physiologische, Verhaltens- und Umweltsignale sowie Messungen aus ökologischen Momentanbewertungen (EMAs) aufzeichnen, um eine kontinuierliche hochauflösende Vorhersage des Angstniveaus und der kognitiven Leistungsfähigkeit einer Person zu entwickeln. CAMERA wird einen erheblichen Fortschritt gegenüber aktuellen Methoden zur Messung des menschlichen Verhaltens darstellen, da es die komplementären Funktionen multimodaler Datenquellen nutzt und sie mit interpretierbarem maschinellem Lernen kombiniert, um menschliches Verhalten vorherzusagen. Ein weiterer besonderer Aspekt von CAMERA besteht darin, dass es ein kontextbewusstes, adaptives EMA beinhaltet, bei dem der Zeitpunkt der Bewertungen von der Physiologie und dem Verhalten des Probanden abhängt, um die Antwortraten und das Modelllernen zu verbessern. In dieser Studie konzentriert sich CAMERA auf die Vorhersage des Angstzustands und der gleichzeitigen Gedächtnisleistung, die Plattform ist jedoch flexibel für den Einsatz in verschiedenen Bereichen.
Derzeit ist es eine Herausforderung, komplexe, longitudinale Beziehungen zwischen Gehirn, Körper und Umwelt beim Menschen zu untersuchen. Mit den meisten existierenden Instrumenten ist es uns nicht möglich, vorübergehende innere Zustände oder kognitive Funktionen umfassend oder kontinuierlich zu messen. Stattdessen verlassen wir uns typischerweise auf spärlich gesammelte und eingeschränkte Selbstberichte oder experimentelle Konstrukte, einschließlich EMA.
Studientyp
Einschreibung (Geschätzt)
Phase
- Unzutreffend
Kontakte und Standorte
Studienkontakt
- Name: Angela Velazquez
- Telefonnummer: 646-515-1909
- E-Mail: agv2113@cumc.columbia.edu
Studieren Sie die Kontaktsicherung
- Name: Brett E Youngerman, MD
- Telefonnummer: 516-946-2145
- E-Mail: bey2103@cumc.columbia.edu
Studienorte
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New York
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New York, New York, Vereinigte Staaten, 10032
- Rekrutierung
- Columbia University Irving Medical Center
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Kontakt:
- Brett E Youngerman, MD
- Telefonnummer: 646-317-2887
- E-Mail: bey2103@cumc.columbia.edu
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Hauptermittler:
- Brett E Youngerman, MD
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Teilnahmekriterien
Zulassungskriterien
Studienberechtigtes Alter
- Erwachsene
Akzeptiert gesunde Freiwillige
Studienpopulation
Beschreibung
Einschlusskriterien:
- Bei den Patienten muss eine bekannte oder vermutete Temporallappenepilepsie vorliegen.
- Muttersprache oder gute Kenntnisse in Englisch oder Spanisch.
- sEEG-Fälle: Der Implantatplan muss Hippocampus-Kopf-, Körper- und Schwanzelektroden entweder einseitig oder beidseitig umfassen.
- Leseniveau der 7. Klasse (Mindestniveau, das als Lesekompetenz für Erwachsene gilt)
Ausschlusskriterien:
- Schwerhörigkeit (d. h. nicht mit einem Hörgerät korrigiert)
- Mit Korrekturgläsern ist es nicht möglich, die Zeitung auf Armeslänge zu lesen.
- Objektive geistige Beeinträchtigung (geschätzter IQ < 70)
- Jegliche Vorgeschichte von Elektrokrampftherapie oder Psychosen (außer bei Patienten mit postiktaler Psychose)
- Psychotische Störung (lebenslang)
- Aktuelle Angststörung, schwere depressive Störung oder bipolare Störung
- Neurodegenerative Erkrankungen, Vorhandensein ausgedehnter Hirnläsionen, Sprachprobleme (außer Namensschwierigkeiten)
- Medizinische Erkrankungen, die möglicherweise die kognitive Leistungsfähigkeit beeinträchtigen könnten (z. B. HIV-Infektion, Krebs mit Metastasierungspotenzial).
- Akutes Nierenversagen oder terminale Nierenerkrankung
Studienplan
Wie ist die Studie aufgebaut?
Designdetails
- Hauptzweck: Screening
- Zuteilung: N / A
- Interventionsmodell: Einzelgruppenzuweisung
- Maskierung: Keine (Offenes Etikett)
Waffen und Interventionen
Teilnehmergruppe / Arm |
Intervention / Behandlung |
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Sonstiges: KAMERA
Erwachsene Probanden mit Epilepsie werden einer nicht-invasiven Video-Elektroenzephalographie (EEG) und intrakraniellen Elektroden, die die Amygdala und den Hippocampus (einseitig oder beidseitig) abtasten, unterzogen.
Eine Untergruppe der Probanden (n=10) wird die Context-Aware Multimodal Ecological Research and Assessment (CAMERA)-Plattform für 2 Wochen nach der Entlassung mit einer Auswahl an Modalitäten nutzen: physiologisches Armband, Smartphone-Phänotypisierung, ökologische Momentaufnahme-Assessments (EMA)-Umfragen und Gedächtnisaufgabe.
In unvorhersehbaren Intervallen unterbricht CAMERA die Probanden mit: (a) einem hörbaren Alarm, um eine akustische Schreckreaktion auszulösen; (b) einer selbstberichteten Angstzustands-Skala; und (c) einer visuell-räumlichen Gedächtnisaufgabe mit Bedrohungsinterferenz.
Zum Beispiel werden die Teilnehmer mehrmals täglich eine kurze Umfrage ausfüllen, ein Videospiel spielen und ein Armband mit Sensoren tragen.
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Die CAMERA-Plattform ist ein multimodales Hardware-Software-Framework zur Messung von Gehirn-Verhaltens-Interaktionen in einer unstrukturierten Umgebung und zur Vorhersage ökologischer Zustände.
CAMERA wird multimodale, passive Sensordaten verwenden, um den Angst-Gedächtnis-Zustand bei Patienten vorherzusagen, die sich einer stationären Überwachung mit intrakraniellen Elektroden wegen klinischer Epilepsie unterziehen.
Die KAMERA besteht aus: Armbandsensoren für autonome physiologische Signale mit Schwerpunkt auf Herzfrequenzmessungen und elektrodermaler Aktivität; Smartphone-Nutzung, wobei der Schwerpunkt auf der natürlichen Sprachverarbeitung der Texteingabe für sprachliche Merkmale liegt; Audiovisuelles Array mit Subjektverfolgung und Betonung der Stimmaktivität des Subjekts; Intrakranielle neuronale Aufzeichnungen mit Schwerpunkt auf der Theta-Kraft des Hippocampus und der Hochfrequenzaktivität (~70–200 Hz).
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Was misst die Studie?
Primäre Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
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Mittlerer absoluter Fehler zwischen vorhergesagten und tatsächlichen Ergebnissen der ökologischen Momentanbewertung (EMA).
Zeitfenster: 1-30 Tage
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Verwenden Sie ein multimodales maschinelles Lernmodell (EMANet), um ≥1 EMA-Angst-Gedächtnis-Zustandsergebnis (Ziel) in zurückgehaltenen Daten auf Bevölkerungsebene vorherzusagen.
Der mittlere absolute Fehler ist die mittlere Differenz im absoluten Wert des vorhergesagten EMA und der tatsächlichen EMA-Werte.
Ein höherer mittlerer Fehler bedeutet eine weniger genaue Vorhersage.
Die Vorhersage muss ≥2 verschiedene passive Modalitäten verwenden und eine deutlich bessere Vorhersagegenauigkeit aufweisen als jede der Modalitäten allein.
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1-30 Tage
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Prozentsatz der Probanden, die im Laufe der Zeit eine Verbesserung der EMANet-Vorhersage zeigen.
Zeitfenster: 1-30 Tage
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Verwenden Sie EMANet, um ≥1 Angst-Gedächtnis-Zustandsergebnis (Ziel) der ökologischen Momentanbewertung (EMA) vorherzusagen, das eine Verbesserung im Laufe der Zeit zeigt, gemessen mit einer linearen Regression, die auf den mittleren absoluten Fehler zwischen vorhergesagten und tatsächlichen EMA-Werten, gemessen über Tage, angewendet wird.
Die Vorhersage muss ≥2 verschiedene passive Modalitäten verwenden und eine deutlich bessere Vorhersagegenauigkeit aufweisen als jede der Modalitäten allein.
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1-30 Tage
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Sekundäre Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
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Mittlerer absoluter Fehler zwischen dem vorhergesagten und dem tatsächlichen absoluten Fehler auf Tagesbasis
Zeitfenster: 1-30 Tage
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Verwenden Sie ein multimodales maschinelles Lernmodell der Vorhersageunsicherheit (UncertaintyNet), um den mittleren absoluten Vorhersagefehler von Vorhersagen zur ökologischen Momentanbewertung (EMA) in zurückgehaltenen Daten auf Einzelsubjektebene für jeden Tag vorherzusagen.
Der mittlere absolute Fehler misst die Differenz zwischen dem vorhergesagten Fehler (basierend auf allen verfügbaren Daten) und dem tatsächlichen Fehler.
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1-30 Tage
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Andere Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
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Jitter neuronaler Daten (Millisekunden)
Zeitfenster: 1-30 Tage
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Präzise Synchronisation neuronaler Daten mit Jitter <30 Millisekunden.
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1-30 Tage
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Latenz audiovisueller Daten (Sekunden)
Zeitfenster: 1-30 Tage
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Präzise Synchronisierung audiovisueller Daten mit einer Latenz von <10 Sekunden.
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1-30 Tage
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Latenz der Handgelenksensordaten (Minuten)
Zeitfenster: 1-30 Tage
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Präzise Synchronisierung der Handgelenksensordaten mit einer Latenz von <2 Minuten.
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1-30 Tage
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Latenz der Smartphone-Daten (Minuten)
Zeitfenster: 1-30 Tage
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Präzise Synchronisierung von Smartphone-Daten mit Latenz <20 Minuten.
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1-30 Tage
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Jitter bei der Übermittlung der ökologischen Momentanbewertung (EMA). (Millisekunden)
Zeitfenster: 1-30 Tage
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Erfolgreiche Lieferung von EMA-Bewertungen mit präziser Synchronisierung der Lieferung der ökologischen Momentanbewertung mit Jitter <50 Millisekunden.
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1-30 Tage
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Prozentuale Verbesserung der normalisierten Rücklaufquote bei der Bereitstellung einer ökologischen Momentanbewertung (EMA).
Zeitfenster: 1-30 Tage
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Erfolgreiche Abgabe von EMA-Bewertungen mit ≥10 % statistischer Signifikanz (p<0,05)
Verbesserung der normalisierten Rücklaufquote im Laufe der Zeit (probandenübergreifend) durch Implementierung einer kontextbezogenen EMA-Bereitstellung mithilfe von ResponseNet.
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1-30 Tage
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Anzahl der Probanden, bei denen die Durchführbarkeit einer Übertragung in die ambulante Umgebung nachgewiesen wurde.
Zeitfenster: 14 Tage
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Sammlung von (synchronisierten) nicht-neuralen physiologischen, Smartphone- und EMA-Daten (Umfrage und Aufgabe) von 10 ambulanten Patienten nacheinander über 2 Wochen mit <10 % passivem Datenverlust.
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14 Tage
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Mitarbeiter und Ermittler
Sponsor
Ermittler
- Studienleiter: Joshua Jacobs, PhD, University of Chicago
- Hauptermittler: Brett E Youngerman, MD, Columbia University
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 (Tatsächlich)
Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt
Zuletzt verifiziert
Mehr Informationen
Begriffe im Zusammenhang mit dieser Studie
Zusätzliche relevante MeSH-Bedingungen
Andere Studien-ID-Nummern
- AAAU7374
- 1R61MH135405-01 (US NIH Stipendium/Vertrag)
Arzneimittel- und Geräteinformationen, Studienunterlagen
Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Arzneimittelprodukt
Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Geräteprodukt
Produkt, das in den USA hergestellt und aus den USA exportiert wird
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