Tämä sivu käännettiin automaattisesti, eikä käännösten tarkkuutta voida taata. Katso englanninkielinen versio lähdetekstiä varten.

Overcoming the Barriers to Effective Transcranial Temporal Interference Stimulation in Humans

torstai 14. toukokuuta 2026 päivittänyt: Mathew Yarossi, Northeastern University
Transcranial temporal interference stimulation (TIS) is an emerging novel tool for non-invasive transcranial brain stimulation that holds the potential for focal and steerable neuromodulation, and the possibility to stimulate focally at depth. TIS involves combining two high frequency waveforms to create a waveform with a "beat" frequency that is physiological relevant for neuromodulation. Successful applications to deep brain targets as well as steerability of the stimulation focus have been demonstrated in mice. Numerous recent investigations in humans have shown great clinical potential for this technology, however several questions about the basic mechanism of TIS action remain. The investigators will apply TIS to the motor cortex of humans and use established transcranial magnetic stimulation techniques to assess cortical excitability in relation to the phase of the TIS waveform. Using TMS, the investigators will i) validate that effects of TIS are due to the "beat" frequency and not the high frequency carrier signal, ii) evaluate the effect of the TIS carrier frequency, and iii) evaluate that whether changes in corticospinal excitability outlast the period of stimulation. Knowledge gained from this experiment will provide a basis for the future use of TIS for clinical applications, including informing parameter optimization.

Tutkimuksen yleiskatsaus

Yksityiskohtainen kuvaus

Remedies for treatment resistance in psychiatric and neurological disorders is a great unmet need. Invasive neuromodulation, such as deep brain stimulation (DBS), applied to a targeted brain region is one option that has helped regulate or modify, abnormal electrical patterns in many patients with neurological deficits; However, invasive approaches carry significant risks while having limited targeting flexibility. Transcranial temporal interference stimulation (TIS) is a non-invasive neuromodulation method with much more favorable focus in deep brain targets than traditional forms of transcranial alternating current stimulation (tACS). tTIS achieves its focal effect by delivering two sinusoidal currents, that are both high in frequency, but that are slightly different from one another (e.g. 1000 kHz and 1020 kHz) through electrodes placed on the scalp. Frequencies that are in the kilohertz range alone do not elicit neuronal response, however the interaction of the two high-frequency currents creates an electric field with a high-frequency carrier (fc, e.g. 1010 kHZ) that is modulated by a low-frequency beat (fb, e.g. 20 Hz). If fc is high enough (>1 kHz) and fb low enough (<100 Hz), neurons respond much more strongly to fb than fc.

Safety and tolerability of TIS has recently been demonstrated in humans with findings indicating that TIS poses no greater risk than other common non-invasive techniques for transcranial current stimulation (TCS). The spatial distribution of the beat field (Eb) is distinct from other noninvasive stimulation methods in three ways: 1) it is focal, 2) it can peak deep in the brain, 3) it can be steered through the brain without moving the electrodes. These features have been demonstrated in mouse experiments, and in human simulation studies.

In humans, motor-evoked potentials (MEPs) elicited by transcranial magnetic stimulation (TMS) applied to the motor cortex provide an established assay of corticospinal excitability. TMS experiments have provided direct evidence that phase-dependent neuromodulation can be induced by transcranial alternating current stimulation (tACS), a form of transcranial current stimulation that is similar to temporal interference stimulation (TIS) but lacks focality and steerability, yet has been key to understanding its neurophysiological effects in humans. For example, recent experimental results showed that TMS pulses time locked to tACS over motor cortex induced MEP amplitude modulation that was dependent on the phase of the tACS oscillatory currents. Building on this finding, the investigators will provide TMS pulses to motor cortex during tTIS and investigate whether neuromodulation of corticospinal excitability depends on the phase of beat frequency (fb). Similar to the experiments that showed neural activation in mice, the investigators will also investigate whether the strength of the effect depends on the carrier frequency (fc). The investigators will use computationally optimized electrode placement, with high- and low-frequency controls, to test that effects are unambiguously due to fb. Finally, the investigators will assess corticospinal excitability PRE and POST stimulation to investigate neuroplasticity induced by TIS. The knowledge gained in this experiment will demonstrate the extent to which modulation effects of TIS in humans are due entrainment of neural activity at fb. This information will provide a basis for the future use of tTIS for clinical applications.

Opintotyyppi

Interventio

Ilmoittautuminen (Arvioitu)

30

Vaihe

  • Ei sovellettavissa

Yhteystiedot ja paikat

Tässä osiossa on tutkimuksen suorittajien yhteystiedot ja tiedot siitä, missä tämä tutkimus suoritetaan.

Opiskeluyhteys

Opiskelupaikat

    • Massachusetts
      • Boston, Massachusetts, Yhdysvallat, 02115-5724
        • Rekrytointi
        • Northeastern University
        • Ottaa yhteyttä:
        • Päätutkija:
          • Mathew Yarossi, PhD

Osallistumiskriteerit

Tutkijat etsivät ihmisiä, jotka sopivat tiettyyn kuvaukseen, jota kutsutaan kelpoisuuskriteereiksi. Joitakin esimerkkejä näistä kriteereistä ovat henkilön yleinen terveydentila tai aiemmat hoidot.

Kelpoisuusvaatimukset

Opintokelpoiset iät

  • Aikuinen
  • Vanhempi Aikuinen

Hyväksyy terveitä vapaaehtoisia

Joo

Kuvaus

Inclusion Criteria:

  • Free of neurological or orthopedic conditions that may impact the ability to participate.
  • Right-hand dominant (self-reported)
  • Aged 18-65 years

Exclusion Criteria:

  • Ferromagnetic metal implants in the brain/skull or elsewhere (dental implants excluded).
  • Any implanted electronic device (e.g. cardiac pacemaker, cochlear implant, deep brain stimulator, medication infusion pump; vagal nerve stimulator)
  • Diseased or damaged skin on face or scalp
  • History of migraines, fainting, seizures/epilepsy, or psychiatric illness
  • Neurological disorder or intracranial lesion
  • Frequent or severe headaches
  • Prior adverse reaction to transcranial magnetic stimulation
  • Currently pregnant
  • Suspected or diagnosed heart problems (e.g. arrhythmia, cardiac disturbances).
  • Insulin-dependent diabetes
  • Suspected or diagnosed epilepsy or a familial history of epilepsy
  • Use of alcohol or recreational drugs in the prior 12 hours
  • Use of prescription and over the counter medications will be grounds for exclusion except for: contraceptive (birth control) drugs (e.g. those containing ethinyl estradiol and/or norethindrone), and seasonal allergy medications (e.g. cetirizine (Zyrtec), fexofenadine (Allegra), and loratadine (Claritin)).

Opintosuunnitelma

Tässä osiossa on tietoja tutkimussuunnitelmasta, mukaan lukien kuinka tutkimus on suunniteltu ja mitä tutkimuksella mitataan.

Miten tutkimus on suunniteltu?

Suunnittelun yksityiskohdat

  • Ensisijainen käyttötarkoitus: Perustiede
  • Jako: Satunnaistettu
  • Inventiomalli: Crossover-tehtävä
  • Naamiointi: Kaksinkertainen

Aseet ja interventiot

Osallistujaryhmä / Arm
Interventio / Hoito
Kokeellinen: 990-1010 Hz fb
We will apply temporal interference stimulation (tTIS) for 20 minutes over the motor cortex concurrent with single-pulse transcranial magnetic stimulation (TMS) (also over the motor cortex). Motor evoked potentials will be recorded using electromyography (EMG).
Kokeellinen: 1990-2010 Hz fb
We will apply temporal interference stimulation (tTIS) for 20 minutes over the motor cortex concurrent with single-pulse transcranial magnetic stimulation (TMS) (also over the motor cortex). Motor evoked potentials will be recorded using electromyography (EMG).
Kokeellinen: 1000-1000 Hz fb
We will apply temporal interference stimulation (tTIS) for 20 minutes over the motor cortex concurrent with single-pulse transcranial magnetic stimulation (TMS) (also over the motor cortex). Motor evoked potentials will be recorded using electromyography (EMG).
Kokeellinen: 2000-2000 Hz fb
We will apply temporal interference stimulation (tTIS) for 20 minutes over the motor cortex concurrent with single-pulse transcranial magnetic stimulation (TMS) (also over the motor cortex). Motor evoked potentials will be recorded using electromyography (EMG).
Kokeellinen: 20 Hz
We will apply temporal interference stimulation (tTIS) for 20 minutes over the motor cortex concurrent with single-pulse transcranial magnetic stimulation (TMS) (also over the motor cortex). Motor evoked potentials will be recorded using electromyography (EMG).
Huijausvertailija: sham
We will apply temporal interference stimulation (tTIS) for 20 minutes over the motor cortex concurrent with single-pulse transcranial magnetic stimulation (TMS) (also over the motor cortex). Motor evoked potentials will be recorded using electromyography (EMG).

Mitä tutkimuksessa mitataan?

Ensisijaiset tulostoimenpiteet

Tulosmittaus
Toimenpiteen kuvaus
Aikaikkuna
Online phase-dependent modulation of corticospinal excitability using the relevance value (R.V.)
Aikaikkuna: Periprocedural
Explained variance (R2) of best-fit sinusoids will be multiplied by the variance of measured values to obtain the established "relevance value" (R.V.), to be used as our primary outcome. Relevance values assume phase-dependent modulation with a large amplitude is more meaningful than one with small amplitude and the same R2. Critically, phase-dependent responses to TIS represent direct evidence of modulation at beat frequency (fb).
Periprocedural

Toissijaiset tulostoimenpiteet

Tulosmittaus
Toimenpiteen kuvaus
Aikaikkuna
Offline neuroplastic effects from pre to post
Aikaikkuna: Periprocedural
We define neuro- plastic effects as sustained modulation of excitability fol- lowing cessation of transcranial current sitmulation (tCS). Fifteen single-pulse MEPs will be acquired at the FDI hotspot prior to and at 0, 15 and 30 minutes after tCS (tpre, t0, t15, t30). Our primary outcome will be MEP amplitude change from tpre to t0.
Periprocedural
Offline neuroplastic post effects
Aikaikkuna: Periprocedural
Retention of neuromodulation at t15 and t30.
Periprocedural

Yhteistyökumppanit ja tutkijat

Täältä löydät tähän tutkimukseen osallistuvat ihmiset ja organisaatiot.

Tutkijat

  • Päätutkija: Mathew Yarossi, PhD, Northeastern University

Opintojen ennätyspäivät

Nämä päivämäärät seuraavat ClinicalTrials.gov-sivustolle lähetettyjen tutkimustietueiden ja yhteenvetojen edistymistä. National Library of Medicine (NLM) tarkistaa tutkimustiedot ja raportoidut tulokset varmistaakseen, että ne täyttävät tietyt laadunvalvontastandardit, ennen kuin ne julkaistaan ​​julkisella verkkosivustolla.

Opi tärkeimmät päivämäärät

Opiskelun aloitus (Todellinen)

Sunnuntai 1. helmikuuta 2026

Ensisijainen valmistuminen (Arvioitu)

Maanantai 1. lokakuuta 2029

Opintojen valmistuminen (Arvioitu)

Maanantai 1. lokakuuta 2029

Opintoihin ilmoittautumispäivät

Ensimmäinen lähetetty

Tiistai 5. toukokuuta 2026

Ensimmäinen toimitettu, joka täytti QC-kriteerit

Torstai 14. toukokuuta 2026

Ensimmäinen Lähetetty (Todellinen)

Maanantai 18. toukokuuta 2026

Tutkimustietojen päivitykset

Viimeisin päivitys julkaistu (Todellinen)

Maanantai 18. toukokuuta 2026

Viimeisin lähetetty päivitys, joka täytti QC-kriteerit

Torstai 14. toukokuuta 2026

Viimeksi vahvistettu

Perjantai 1. toukokuuta 2026

Lisää tietoa

Tähän tutkimukseen liittyvät termit

Muut tutkimustunnusnumerot

  • 25-02-54
  • 5R01NS133229 (Yhdysvaltain NIH-apuraha/sopimus)

Yksittäisten osallistujien tietojen suunnitelma (IPD)

Aiotko jakaa yksittäisten osallistujien tietoja (IPD)?

PÄÄTTÄMÄTÖN

Lääke- ja laitetiedot, tutkimusasiakirjat

Tutkii yhdysvaltalaista FDA sääntelemää lääkevalmistetta

Ei

Tutkii yhdysvaltalaista FDA sääntelemää laitetuotetta

Joo

Yhdysvalloissa valmistettu ja sieltä viety tuote

Joo

Nämä tiedot haettiin suoraan verkkosivustolta clinicaltrials.gov ilman muutoksia. Jos sinulla on pyyntöjä muuttaa, poistaa tai päivittää tutkimustietojasi, ota yhteyttä register@clinicaltrials.gov. Heti kun muutos on otettu käyttöön osoitteessa clinicaltrials.gov, se päivitetään automaattisesti myös verkkosivustollemme .

Tilaa