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Gehirnkonnektivität und kortikospinale Erregbarkeit als Reaktion auf moderate Hypoxie (NEUROXIE)

2. April 2026 aktualisiert von: Universite du Littoral Cote d'Opale

Hirnkonnektivität und kortikospinale Erregbarkeit als Reaktion auf moderate Hypoxie

Hypoxie, definiert als eine Verringerung der Verfügbarkeit von Sauerstoff, induziert signifikante physiologische Anpassungen. Während die schädlichen Auswirkungen von schwerer und chronischer Hypoxie gut dokumentiert sind, deuten mehrere Studien darauf hin, dass moderate Hypoxie – insbesondere bei intermittierender Anwendung – positive Auswirkungen auf die kardiometabolische Gesundheit haben kann (z. B. verbesserte Regulation des Blutdrucks und bessere glykämische Kontrolle). Ihre Auswirkungen auf die Dynamik von Hirnschaltkreisen beim Menschen bleiben jedoch relativ unerforscht. Das vorliegende Projekt zielt darauf ab, die Auswirkungen von kontinuierlicher und intermittierender moderater Hypoxie auf die Ruhezustandsdynamik des Gehirns bei gesunden Erwachsenen zu charakterisieren. Zu diesem Zweck werden gleichzeitige Elektroenzephalographie (EEG)- und funktionelle Nahinfrarotspektroskopie (fNIRS)-Aufnahmen durchgeführt, um funktionelle und hämodynamische Marker der Gehirnaktivität zu extrahieren. Dieses Projekt wird zu einem besseren Verständnis der neurophysiologischen Mechanismen im Zusammenhang mit der Hypoxie-Konditionierung und zur Bewertung ihres potenziellen Einsatzes in innovativen therapeutischen Ansätzen beitragen.

Studienübersicht

Status

Noch keine Rekrutierung

Bedingungen

Intervention / Behandlung

Detaillierte Beschreibung

Hypoxie bezeichnet einen Zustand, in dem die Verfügbarkeit von Sauerstoff (O₂) im Vergleich zu normalen Bedingungen reduziert ist. Während schwere Hypoxie für ihre schädlichen Auswirkungen bekannt ist, kann moderate Hypoxie – insbesondere wenn sie intermittierend verabreicht wird – potenziell positive Effekte auf die kardiometabolische Gesundheit haben, wie etwa eine verbesserte Regulation des Blutdrucks und einen gesteigerten Energiestoffwechsel.

Tiermodelle deuten darauf hin, dass Hypoxie die Expression neurotropher Faktoren fördern, Neuroplastizität stimulieren und die zerebrovaskuläre Funktion verbessern kann. Beim Menschen legen mehrere Studien nahe, dass intermittierende Hypoxie ausgeprägtere kardiometabolische Anpassungen induziert als kontinuierliche Hypoxie und bestimmte kognitive Funktionen bei älteren Erwachsenen verbessern kann. Aktuelle Befunde deuten auch darauf hin, dass moderate Hypoxie die spontane Hirnaktivität in Ruhe verändert, insbesondere im Alpha-Frequenzband, was auf einen möglichen Einfluss auf funktionelle Hirnnetzwerke hindeutet.

Die Auswirkungen moderater Hypoxie auf die Ruhezustandsdynamik des Gehirns sind beim Menschen jedoch noch unzureichend dokumentiert. Eine detaillierte Charakterisierung sowohl der elektrischen als auch der hämodynamischen Reaktionen des Gehirns ist daher erforderlich, um die beteiligten potenziellen adaptiven Prozesse besser zu verstehen und die Relevanz von intermittierender Hypoxie als nicht-pharmakologische Intervention zur Optimierung der Gehirngesundheit zu bewerten.

Das primäre Ziel dieses Projekts ist es, die Auswirkungen von kontinuierlicher und intermittierender moderater Hypoxie auf die Ruhezustandsdynamik des Gehirns bei gesunden Personen zu bewerten. Zu diesem Zweck werden simultane EEG- und fNIRS-Aufzeichnungen gesammelt, um funktionelle Marker der Ruhehirnaktivität zu extrahieren. Ein sekundäres Ziel ist es, die Auswirkungen moderater Hypoxie auf die Hirnkonnektivität und kortikospinale Erregbarkeit zu untersuchen.

Dies ist eine explorative deskriptive Studie an einem einzigen Zentrum. Jeder Teilnehmer wird während drei experimenteller Sitzungen (d. h. intermittierende Hypoxie, kontinuierliche Hypoxie und Normoxie) bewertet, die durch mindestens eine Woche getrennt sind und in einer pseudorandomisierten Reihenfolge durchgeführt werden. Während der Hypoxieperioden wird eine periphere Sauerstoffsättigung (SpO₂) zwischen 85 % und 90 % angestrebt.

  • Sitzung A: Exposition gegenüber kontinuierlicher moderater Hypoxie (30 Minuten)
  • Sitzung B: Exposition gegenüber intermittierender moderater Hypoxie (sechs Zyklen von 5 Minuten Hypoxie gefolgt von 5 Minuten Normoxie)
  • Sitzung C: Exposition gegenüber Normoxie für 30 Minuten

Die Teilnehmer werden mit einer Kappe ausgestattet, die die simultane Aufzeichnung von EEG-Aktivität und hämodynamischen Signalen (über Messungen der Oxyhämoglobin- [HbO₂] und Desoxyhämoglobin- [HbR]-Konzentrationen) mittels fNIRS ermöglicht. Die Aktivität des ersten dorsalen Interosseusmuskels der dominanten Hand wird mittels Oberflächenelektromyographie aufgezeichnet. Während der Aufzeichnungen (d. h. während der Hypoxie- oder Normoxieexposition) bleiben die Teilnehmer in Ruhe, ohne jegliche motorische Aktivität oder spezifische kognitive Stimulation.

Die kortikospinale Erregbarkeit wird vor und nach jeder Hypoxieexpositionsperiode mittels TMS bewertet. Zu diesem Zweck messen wir die Amplitude der motorisch evozierten Potentiale im ersten dorsalen Interosseusmuskel der dominanten Hand nach Stimulation des kontralateralen motorischen Kortex mittels TMS bei 120 % der motorischen Ruheschwelle. Diese Messung wird durch die Bewertung der Effizienz von drei intrakortikalen Mechanismen ergänzt, die zu Veränderungen der Erregbarkeit des primären motorischen Kortex beitragen: kurz- und langintervallige intrakortikale Inhibition (SICI bzw. LICI) sowie intrakortikale Fazilitation (ICF). Diese Messungen werden mithilfe von gepulsten TMS-Protokollen erhalten.

Studientyp

Interventionell

Einschreibung (Geschätzt)

36

Phase

  • Unzutreffend

Kontakte und Standorte

Dieser Abschnitt enthält die Kontaktdaten derjenigen, die die Studie durchführen, und Informationen darüber, wo diese Studie durchgeführt wird.

Studienkontakt

Studienorte

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

Ja

Beschreibung

Einschlusskriterien:

  • Männlich oder weiblich im Alter von 18 bis 65 Jahren
  • Gesunde rechts- oder linkshändige Personen ohne selbstberichtete neurologische Störungen oder Vorgeschichte neurologischer Erkrankungen (z. B. Epilepsie, Schlaganfall, Hirn- oder Rückenmarksoperationen oder neurologische Erkrankungen, die die motorische oder sensorische Funktion beeinträchtigen, wie Multiple Sklerose oder neurodegenerative Erkrankungen wie Parkinson oder Alzheimer)
  • Personen, die eine Einwilligung nach Aufklärung erteilt haben und über ausreichende Französischkenntnisse verfügen
  • Teilnehmer, die an einen Sozialversicherungsträger angeschlossen sind oder Leistungen aus einem Sozialversicherungssystem beziehen

Ausschlusskriterien:

  • Body-Mass-Index (BMI) über 30 kg/m²
  • Diagnostiziertes und unbehandeltes obstruktives Schlafapnoe-Syndrom
  • Unfähigkeit, eine Einwilligung nach Aufklärung zu erteilen
  • Vorgeschichte von Herz- (z. B. ischämische Herzkrankheit, Herzinsuffizienz) und/oder Atemwegserkrankungen (z. B. COPD, chronische respiratorische Insuffizienz, persistierendes oder unkontrolliertes Asthma)
  • Aktuelle Raucher
  • Kontraindikationen für TMS (z. B. unkontrollierte Epilepsie, intrakranieller metallischer Fremdkörper, Hörgerät oder Cochlea-Implantat, implantierter Stimulator oder Pumpe, Kopfhautläsionen, erhöhter intrakranieller Druck, Liquor-Shunt)
  • Einnahme von Psychopharmaka
  • Personen unter rechtlicher Betreuung oder Vormundschaft
  • Schwangere oder stillende Frauen
  • Teilnehmer, die innerhalb der sieben Tage vor der Einschließung geflogen sind oder in terrestrische Höhen über 1500 Meter gereist sind

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: Keine (Offenes Etikett)

Waffen und Interventionen

Teilnehmergruppe / Arm
Intervention / Behandlung
Schein-Komparator: Normoxie
Die Scheinbedingung besteht aus 30 Minuten kontinuierlicher Exposition gegenüber Umgebungsluft, die durch dieselbe Maske eingeatmet wird, die während der Hypoxiebedingungen verwendet wird.
Gerät: Normoxie
Umgebungsluft wird über dieselbe Maske verabreicht, die auch während der Hypoxiebedingungen verwendet wurde.
Gerät: Transkranielle Magnetstimulation
Einzel- und gepaarte TMS-Pulse werden über den primären motorischen Kortex (M1) angewendet, um die kortikospinale Erregbarkeit sowie intrakortikale hemmende und erleichternde Mechanismen zu bewerten. Motorisch evozierte Potentiale werden vom Musculus abductor pollicis brevis (APB) der dominanten Hand aufgezeichnet.
Andere Namen:
  • TMS
Experimental: Kontinuierliche moderate Hypoxie
Die Dauer der Exposition gegenüber kontinuierlicher Hypoxie beträgt 30 Minuten. Eine periphere Sauerstoffsättigung (SpO₂) zwischen 85 % und 90 % wird angestrebt. Die Hypoxie-Exposition findet in Ruhe statt, wobei der Teilnehmer bequem sitzt. Zusätzlich ist das in der Studie verwendete Hypoxiegerät mit einem Sicherheitssystem ausgestattet, das die Definition eines minimalen inspiratorischen Sauerstoffanteils (FiO₂) ermöglicht. Diese Schwelle wird auf 10 % festgelegt, um sicherzustellen, dass der FiO₂ nicht unter diesen Wert fallen kann.
Gerät: Transkranielle Magnetstimulation
Einzel- und gepaarte TMS-Pulse werden über den primären motorischen Kortex (M1) angewendet, um die kortikospinale Erregbarkeit sowie intrakortikale hemmende und erleichternde Mechanismen zu bewerten. Motorisch evozierte Potentiale werden vom Musculus abductor pollicis brevis (APB) der dominanten Hand aufgezeichnet.
Andere Namen:
  • TMS
Gerät: Mäßige Hypoxie
Die Höhenbedingungen (normobare Hypoxie) werden mit dem OnePlus VA-Gerät (GO2Altitude, Biomedtech, Melbourne, Australien) reproduziert. Dieses Gerät moduliert den Anteil des eingeatmeten Sauerstoffs (FiO₂) über ein patentiertes semipermeables Membransystem des Unternehmens. Dadurch erzeugt es ein Gasgemisch, das der Teilnehmer über eine Maske einatmet. Das Gerät verfügte über einen Sauerstoffreduktionsalgorithmus, der die FiO₂ in Echtzeit an eine Zielperipherie-Sauerstoffsättigung (SpO₂ = 85-90 %) anpasst.
Experimental: Intermittierende moderate Hypoxie
Die intermittierende Hypoxie-Bedingung besteht aus sechs Perioden von 5 Minuten Hypoxie, unterbrochen durch 5-minütige Perioden von Normoxie. Während der hypoxischen Perioden wird ein SpO₂ zwischen 85 % und 90 % angestrebt. Wie bei der kontinuierlichen Bedingung erfolgt die hypoxische Exposition in Ruhe, wobei der Teilnehmer bequem sitzt. Das Hypoxie-Gerät umfasst auch ein Sicherheitssystem, das die Definition eines minimalen FiO₂ ermöglicht; dieser Schwellenwert wird auf 10 % eingestellt, um sicherzustellen, dass der FiO₂ nicht unter diesen Wert fallen kann.
Gerät: Transkranielle Magnetstimulation
Einzel- und gepaarte TMS-Pulse werden über den primären motorischen Kortex (M1) angewendet, um die kortikospinale Erregbarkeit sowie intrakortikale hemmende und erleichternde Mechanismen zu bewerten. Motorisch evozierte Potentiale werden vom Musculus abductor pollicis brevis (APB) der dominanten Hand aufgezeichnet.
Andere Namen:
  • TMS
Gerät: Mäßige Hypoxie
Die Höhenbedingungen (normobare Hypoxie) werden mit dem OnePlus VA-Gerät (GO2Altitude, Biomedtech, Melbourne, Australien) reproduziert. Dieses Gerät moduliert den Anteil des eingeatmeten Sauerstoffs (FiO₂) über ein patentiertes semipermeables Membransystem des Unternehmens. Dadurch erzeugt es ein Gasgemisch, das der Teilnehmer über eine Maske einatmet. Das Gerät verfügte über einen Sauerstoffreduktionsalgorithmus, der die FiO₂ in Echtzeit an eine Zielperipherie-Sauerstoffsättigung (SpO₂ = 85-90 %) anpasst.

Was misst die Studie?

Primäre Ergebnismessungen

Ergebnis Maßnahme
Maßnahmenbeschreibung
Zeitfenster
Elektrische Gehirnaktivität
Zeitfenster: Während der gesamten Intervention, am Tag 2, 3 und 4 des Protokolls bewertet.
Elektroenzephalographie (EEG)-Daten werden mit einem SAGA-System (TMSi, Einsteinweg, Niederlande) aufgezeichnet. Dieses System umfasst 64 Ag/AgCl-Stift-Elektroden. Eine zusätzliche Elektrode wird entweder am linken oder rechten Mastoid platziert. Das primäre Ergebnis ist die Variation der spektralen Leistung innerhalb des Alpha-Frequenzbands.
Während der gesamten Intervention, am Tag 2, 3 und 4 des Protokolls bewertet.
Hämodynamische Aktivität
Zeitfenster: Während der gesamten Intervention sowie an Tag 2, 3 und 4 des Protokolls bewertet.
Ein Brite-System (Artinis, Einsteinweg, Niederlande) wird zur Erfassung von funktionellen Nahinfrarotspektroskopie (fNIRS)-Daten verwendet. Die Ausrüstung umfasst vier LED-Emitter und vier Fotodioden-Empfänger. Eine Neun-Kanal-Montage wird entwickelt, um die interessierenden Regionen abzudecken, nämlich den dorsolateralen präfrontalen Kortex, den ventromedialen präfrontalen Kortex und den anterioren präfrontalen Kortex. Das primäre Ergebnis wird die Variation von Desoxyhämoglobin (HbR) sein.
Während der gesamten Intervention sowie an Tag 2, 3 und 4 des Protokolls bewertet.

Sekundäre Ergebnismessungen

Ergebnis Maßnahme
Maßnahmenbeschreibung
Zeitfenster
Kortikospinale Erregbarkeit
Zeitfenster: Zu den drei Zeitpunkten der Baseline-Erhebung und unmittelbar nach der Intervention in jeder der drei experimentellen Sitzungen (d. h. intermittierende moderate Hypoxie, kontinuierliche moderate Hypoxie, Normoxie) bewertet.
Die kortikospinale Erregbarkeit wird mittels transkranieller Magnetstimulation (TMS) bewertet, die auf den primären motorischen Kortex angewendet wird. Motorisch evozierte Potentiale (MEPs) werden mittels Oberflächenelektromyographie vom Musculus abductor pollicis brevis (APB) der dominanten Hand aufgezeichnet. Das primäre Ergebnis wird die Steigung der I/O-Kurve sein.
Zu den drei Zeitpunkten der Baseline-Erhebung und unmittelbar nach der Intervention in jeder der drei experimentellen Sitzungen (d. h. intermittierende moderate Hypoxie, kontinuierliche moderate Hypoxie, Normoxie) bewertet.
EEG-Gehirnkonnektivität
Zeitfenster: Während der gesamten Intervention, an Tag 2, 3 und 4 des Protokolls bewertet.
Die Ruhezustands-Konnektivität des Kortex wird anhand der EEG-Daten untersucht, auf die Kohärenzanalysen angewendet werden. Das Ergebnisparameter wird der Grad der funktionellen Konnektivität zwischen kortikalen Regionen sein, quantifiziert durch Kohärenzwerte über spezifische Frequenzbänder (z.B. Alpha, Beta), was die Synchronisation der neuronalen Aktivität zwischen diesen Regionen widerspiegelt.
Während der gesamten Intervention, an Tag 2, 3 und 4 des Protokolls bewertet.
fNIRS-Hirnkonnektivität
Zeitfenster: Während der gesamten Intervention sowie an Tag 2, 3 und 4 des Protokolls bewertet.
Die Ruhezustands-Konnektivität des Kortex wird unter Verwendung der fNIRS-Signale durch Korrelationen von Desoxyhämoglobin (HbR) zwischen den kortikalen Regionen von Interesse untersucht. Das Ergebnis-Maß wird die Stärke der funktionellen Konnektivität zwischen diesen Regionen sein, quantifiziert durch die Korrelationskoeffizienten hämodynamischer Fluktuationen, die die Synchronizität der kortikalen Aktivität im Ruhezustand widerspiegeln.
Während der gesamten Intervention sowie an Tag 2, 3 und 4 des Protokolls bewertet.

Mitarbeiter und Ermittler

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

Sponsor

Universite du Littoral Cote d'Opale

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 (Geschätzt)

15. März 2026

Primärer Abschluss (Geschätzt)

20. Dezember 2026

Studienabschluss (Geschätzt)

20. Dezember 2026

Studienanmeldedaten

Zuerst eingereicht

5. März 2026

Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat

2. April 2026

Zuerst gepostet (Tatsächlich)

7. April 2026

Studienaufzeichnungsaktualisierungen

Letztes Update gepostet (Tatsächlich)

7. April 2026

Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt

2. April 2026

Zuletzt verifiziert

1. April 2026

Mehr Informationen

Begriffe im Zusammenhang mit dieser Studie

Schlüsselwörter

Zusätzliche relevante MeSH-Bedingungen

Andere Studien-ID-Nummern

  • 2025-A02509-40

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

Nein

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