Mejora de la inteligibilidad del habla mediante la estimulación de corriente alterna transcraneal (tACS) (StimSpeechCom)

Antecedentes y justificación En Europa, 71 millones de personas, el 16 % de la población, sufre dificultades auditivas. Una de las principales consecuencias de la discapacidad auditiva es la reducción de la capacidad de comprensión del habla, especialmente en condiciones acústicamente difíciles, como en entornos reverberantes o ruidosos.

El proyecto propuesto tiene como objetivo desarrollar nuestra comprensión de los mecanismos que se pueden explotar para apoyar la comprensión del habla en condiciones auditivas difíciles, y cómo se pueden mejorar en oyentes mayores y con discapacidad auditiva.

Para ello, se probarán los mecanismos neurales compensatorios de integración articulatorio-motora mediante la aplicación de estimulación de corriente alterna transcraneal (tACS) sobre el vMC.

Objetivo(s) El objetivo general del estudio es arrojar luz sobre los mecanismos compensatorios que respaldan la comprensión del habla en condiciones de percepción desafiantes.

Experimento 1 a 3 El objetivo principal es probar la utilidad de la integración auditivo-motora para la comprensión del habla degradada (DS).

Un objetivo secundario es evaluar la interacción entre el nivel de degradación de DS y la mejora del rendimiento inducida por tACS. Otro objetivo secundario es explorar las diferencias potenciales de las mejoras inducidas por tACS en oyentes con discapacidad auditiva más jóvenes y mayores.

Experimento 4 El objetivo principal es probar la utilidad de la coherencia cerebro-acústica para la comprensión del SIN. El objetivo secundario del Experimento 4 es probar si la coherencia cerebro-acústica refleja el procesamiento de nivel de sílaba.

Consideraciones estadísticas:

Para todos los experimentos, se realizarán ANOVA de medidas repetidas de efectos mixtos. Se aplicarán pruebas t pareadas corregidas para comparaciones múltiples para comparaciones post hoc.

Número de participantes con justificación

Los análisis de potencia se realizaron por separado para cada experimento asumiendo un tamaño de efecto intermedio. El resultado del análisis de potencia sugiere que el tamaño mínimo total de la muestra para los Experimentos 1 sea 30, para los Experimentos 2+3 sea 50 y 60 para el Experimento 4.

Experimento 1 El resultado del análisis de potencia sugiere un tamaño de muestra total mínimo de 30 participantes más jóvenes.

Experimento 2-3 El resultado del análisis de potencia sugiere un tamaño de muestra total mínimo de 50, incluidos 25 participantes más jóvenes y 25 mayores; Experimento 4 El resultado del análisis de potencia sugiere un tamaño de muestra total mínimo de 60, incluidos 30 participantes más jóvenes y 30 mayores en el experimento.

Manejo de datos faltantes y abandonos Los abandonos, así como los participantes que deben ser excluidos debido a umbrales de audición por debajo de lo normal según lo determinado por la evaluación previa a la prueba, serán reemplazados por participantes recién reclutados. En caso de faltar datos, los análisis se realizan con los datos disponibles. Los datos de abandono se analizarán y anonimizarán al finalizar el análisis de datos.

Intervención del estudio

La principal intervención del estudio es la estimulación tACS. Se utilizarán dos protocolos de estimulación.

El Protocolo de estimulación 1 (SP1) utilizado en los Experimentos 1-3 implica una estimulación continua de alta frecuencia (2 kHz). En el experimento 1, SP1 se aplicará en línea (durante una grabación de MEP). En los experimentos 2-3, SP1 se aplicará sin conexión (antes del inicio de la tarea) durante 20 minutos.

El Protocolo de estimulación 2 (SP2) utilizado en el Experimento 4 implica estimulación tACS (1-8 Hz) de envolvente de voz de baja frecuencia (env) en línea (durante la ejecución de la tarea).

En todos los experimentos, la intensidad de estimulación será de 2 mA (valor pico a pico, correspondiente a una onda sinusoidal de amplitud de ±1 mA).

La estimulación se administrará a través de electrodos de goma conductivos colocados sobre la corteza motora ventral (vMC). Los electrodos se colocarán de acuerdo con el Sistema Internacional de EEG 10-20 para identificar la ubicación del objetivo.

Además, la estimulación TMS se aplicará en el experimento 1 para medir los potenciales evocados del motor articulatorio (aMEP).

La intensidad de la estimulación será del 120% del umbral motor individual de los participantes [3].

Se aplicará TMS de pulso único monofásico sobre la corteza motora del labio en el vMC para inducir aMEP.

Procedimientos de estudio

Preselección

• evaluación de los criterios de inclusión/exclusión
• recopilación de información demográfica

Cribado de la audición y la percepción del habla

• Cribado del umbral auditivo
• Umbral de recepción de voz
• Umbral de recepción de texto

Nivel de inteligibilidad subjetiva Previo a la sesión experimental de cada experimento, se evaluará el nivel de inteligibilidad subjetiva, con el fin de estimar los niveles de degradación que arrojan un rendimiento de reconocimiento del 75% (fácil), 50% (medio) y 25% (difícil). La degradación tomará la forma de codificación de voz de ruido, que permite la manipulación paramétrica de la inteligibilidad del habla. Esta es una manipulación que reduce el contenido espectral del habla, sin afectar su contenido temporal. El resultado se asemeja a un susurro robótico ronco.

Experimento 1:

Cada participante se somete a dos sesiones de tACS: una sesión experimental con tACS en línea a 2 kHz y una sesión de control, en la que se administra estimulación simulada, cada una con una duración de 20 minutos (se equilibra el orden de la sesión). Durante el experimento, los aMEP inducidos por TMS se registrarán en los músculos de los labios de los participantes.

Experimento 2:

Cada participante se somete a dos sesiones de tACS: una sesión experimental en la que se administra tACS de 2 kHz y una sesión de control en la que se administra estimulación simulada, cada una con una duración de 10 minutos (el orden de la sesión se equilibra). En el período de 20 minutos que sigue a cada sesión de tACS, los participantes escucharán estímulos del habla degradados en varios niveles de inteligibilidad. Se les pedirá que transcriban las palabras que escuchen (usando el teclado de una computadora) lo más rápido posible y con un máximo de 10s por ítem. Se les presentarán 30 palabras en cada uno de los niveles de degradación bajo, medio y alto, así como 30 estímulos claros, en un orden aleatorio.

Experimento 3:

La comprensión del habla codificada con ruido de referencia de los participantes (para obtener una descripción del procedimiento, consulte la sección 3.2) se evaluará utilizando el mismo procedimiento de prueba que en el Experimento 1. En un grupo experimental, se usará tACS con la misma configuración que se describió anteriormente (SP1) para inducir una mayor excitabilidad articulatoria-motora; en un grupo de control, se administrará tACS simulado. En el siguiente período de 20 minutos, los participantes recibirán capacitación sobre el habla codificada con ruido. El entrenamiento consistirá en 250 palabras presentadas en pares, primero una instancia clara de una palabra, luego su contraparte degradada, 200 ms después del desplazamiento de la palabra clara. Los pares de palabras se presentarán con un intervalo entre pruebas (ITI) fluctuante de 1500±500ms. Se ha demostrado que este tipo de presentación puede ser muy eficaz para mejorar rápidamente la comprensión de palabras codificadas con ruido: con la presentación de 120 elementos (tomando alrededor de 10 minutos para presentar), la precisión de los participantes en la identificación de palabras mejoró de aproximadamente un 20% a más de 30. % [4]. La comprensión de palabras codificadas con ruido se evaluará nuevamente después del entrenamiento.

Experimento 4:

Los participantes se someten a dos sesiones de tACS, en las que se evaluará la comprensión de DS mientras reciben pruebas de env-tACS o env-tACS con inversión de tiempo, intercaladas con pruebas de estimulación simulada. Al igual que en el Experimento 1, a los participantes se les presentarán 30 estímulos degradados en cada uno de los tres grados diferentes y 30 estímulos claros y se les pedirá que transcriban las palabras que escuchan en 10 segundos.

Aspectos adicionales Consideraciones éticas generales El estudio tiene el potencial de tener un valor científico, asociado con la mejora de la comprensión de los mecanismos compensatorios que respaldan la comprensión del habla degradada, y un valor social, ya que sus resultados podrían informar el desarrollo de nuevas estrategias de intervención para superar la audición. deterioro o informar la mejora de los existentes. Los resultados del estudio son generalizables a muchas (si no a la mayoría) situaciones de escucha en condiciones de percepción desafiantes, como la discapacidad auditiva. Dado que las mayores cargas sociales de la discapacidad auditiva están asociadas con la disminución de la audición normal relacionada con la edad (es decir, presbiacusia), nuestro objetivo es extender la generalización de los resultados a la tercera edad al incluir una muestra de participantes de una población anciana.

Declaración de Buenas Prácticas Clínicas (GCP) Este estudio se llevará a cabo de conformidad con el protocolo, la versión actual de la Declaración de Helsinki, la Conferencia Internacional sobre Armonización-GCP, la Ley Suiza de Investigación Humana, así como otros requisitos legales y reglamentarios relevantes a nivel local.

Evaluación de riesgos y beneficios No hay riesgos asociados con las intervenciones del estudio en sí, siempre que se respeten los criterios de exclusión, con la excepción de los efectos leves y transitorios de la estimulación con tACS. Tampoco se esperan riesgos de acceso no autorizado a los datos por parte de terceros o identificación no deseada de los participantes.

Los estudios tampoco esperan beneficios inmediatos para el participante. Sin embargo, los participantes (y cualquier otra persona) pueden beneficiarse de los valores científicos y sociales potencialmente fuertes del estudio que resultan de una mejor comprensión de los mecanismos neuronales (compensatorios) involucrados en la percepción desafiante del habla y los dispositivos médicos (por ejemplo, audífonos) que pueden seguir. .

Medidas de calidad de control de calidad y protección de datos Para asegurar una buena calidad de los datos, todos los miembros del proyecto están capacitados en todos los aspectos importantes relacionados con el estudio. El personal recibirá conocimientos teóricos y prácticos sobre el dispositivo de estimulación cerebral eléctrica no invasiva específico, así como el protocolo experimental utilizado en el experimento particular en el que participe, mediante una cuidadosa consideración del protocolo experimental y la realización de sesiones de práctica. Para garantizar que los datos no se pierdan o dañen, se almacenarán de forma dual. El investigador realizará comprobaciones periódicas de la calidad de los datos.

Para garantizar la calidad, el patrocinador, el Comité de Ética o un monitor de ensayo independiente pueden visitar los sitios de investigación. En tales ocasiones, se otorga acceso directo a los datos de origen y a todos los archivos relacionados con el estudio. Todas las partes involucradas mantienen los datos de los participantes en estricta confidencialidad.

Registro de datos y datos de origen

Se mantendrá un formulario de informe de caso electrónico (e-CRF) para:

• participantes que fueron incluidos* y concluyeron con éxito el estudio
• participantes que fueron incluidos* en el estudio pero tuvieron que ser excluidos debido a una audición subnormal según lo determinado por la preselección (los participantes son conscientes de esta posibilidad, ya que se indicará tanto en la hoja de información del participante como en el consentimiento informado) *inclusión se determina al firmar el formulario de consentimiento. Es responsabilidad del investigador asegurarse de que todos los datos en el curso del estudio se ingresen completa y correctamente en la base de datos respectiva. Los documentos esenciales deben conservarse por lo menos 10 años después de la finalización regular o prematura del estudio respectivo (Art. 25 der KlinV). Los e-CRF no identificarán a los participantes por su nombre o fecha de nacimiento, pero proporcionarán identificaciones de identificación con códigos ficticios apropiados. Los e-CRF se almacenarán en una hoja de Excel protegida con contraseña y solo serán accesibles para el personal autorizado que requiera los datos para cumplir con sus funciones dentro del alcance del estudio. El investigador principal controlará el correcto ingreso de datos en la base de datos.

Los documentos fuente en este estudio son datos demográficos, formularios de consentimiento informado, números de aleatorización, (S)AE y resultados de exámenes relevantes. Los datos registrados en los e-CRF son la identificación anonimizada del participante, la edad, la fecha de participación, los criterios de inclusión y exclusión, los umbrales de audición, las condiciones asignadas y la evaluación subjetiva del tratamiento.

Confidencialidad y codificación Los datos del ensayo y de los participantes se manejarán con la máxima discreción y solo serán accesibles para el personal autorizado que requiera los datos para cumplir con sus funciones dentro del alcance del estudio. En los CRF y otros documentos específicos del estudio, los participantes solo se identifican mediante un número de participante único, almacenado en la lista de identificación de participantes.

Para protegerlo de la divulgación, alteración, eliminación, copia y robo no autorizados o accidentales, pero al mismo tiempo para garantizar la trazabilidad (pista de auditoría; ClinO, art. 18), el investigador almacenará la lista de identificación de los participantes en dos formatos. Se almacenará una versión electrónica en una carpeta de red segura del centro de investigación responsable (la Universidad de Zurich (UZH) o Inselspital Bern) a la que solo podrán acceder los investigadores. Además, una versión en papel se guardará bajo llave en el edificio del Psychologisches Institut de la UZH y solo será accesible para el investigador.

Retención y destrucción de los datos del estudio Todos los datos del estudio se archivan durante 10 años después de la terminación del estudio o la terminación prematura del estudio. Todos los datos del estudio (incluidas las copias digitales de los documentos físicos) se almacenarán en dos archivos, a fin de garantizar la disponibilidad de una copia de seguridad en caso de que los archivos de uno de los archivos se dañen, se modifiquen incorrectamente o se pierdan. Por lo tanto, los datos se almacenarán en una carpeta de red segura de la UZH accesible solo para los miembros del proyecto y solo dentro de la red de la Universidad de Zúrich, así como en una carpeta de un disco duro de almacenamiento masivo (HDD) protegido por contraseña. Si una unidad central de almacenamiento de respaldo UZH estará disponible antes de la finalización del estudio, los datos del disco duro se moverán allí. Los datos en papel (es decir, el consentimiento informado y los cuestionarios) se guardarán bajo llave en el edificio de la UZH.

Seguimiento y registro Debido a los bajos riesgos asociados con este estudio, se aplicará un seguimiento interno del estudio: el investigador principal comprobará periódicamente la precisión del protocolo, los datos y los consentimientos informados obtenidos por los miembros del proyecto y se asegurará de que no falte ningún dato. y almacenamiento de datos de conformidad con el protocolo. Los datos/documentos de origen estarán accesibles para los monitores y las preguntas se responderán durante el monitoreo.

El estudio también se registrará en un idioma nacional (alemán) en el Portal Nacional Suizo de Ensayos Clínicos (SNCTP) a través de BASEC.

Financiamiento/Publicación/Declaración de Interés El estudio está completamente financiado por la Fundación Nacional de Ciencias de Suiza (SNSF). Después de los análisis estadísticos de cada experimento, el gerente del proyecto hará que las preimpresiones no publicadas y no revisadas por pares sean accesibles a través de un portal de acceso abierto (por ejemplo, BioRχive®) y hará todo lo posible para publicar los datos en un formato científico revisado por pares. diario. Solo los datos no clínicos estarán disponibles en forma anónima. Los resultados del ensayo se comunicarán a los participantes si indican que desean ser informados de los resultados del estudio.

Todos los miembros del proyecto declaran no tener conflicto de intereses.