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A Two-step Training Paradigm for Voluntary Control of the Peri-auricular Muscles

4 avril 2017 mis à jour par: Carolee Winstein, University of Southern California
The current study intends to test the effectiveness of a two-step training paradigm for a set of skeletal muscles, which are above and behind the external portion of the ear (Peri-auricular muscles).

Aperçu de l'étude

Description détaillée

Survivors of spinal cord injury (SCI) usually have severe mobility limitation due to their paralysis.In order to improve the independence of living for those patients, scientists and engineers invented many different types of assistive devices, such as breath controlled "sip and puff" devices, speech controlled devices, eye movement controlled devices, and head movement controlled devices. However, one limitation of the previous designs is that they all require usurping the intact function of a functional organ like mouth or eyes. A recent design by Reach Bionic's company takes advantage of a set of ear muscles-the peri-auricular muscles-that are present in more than 95% of the population, but do not serve any physiologic function in humans. These muscles are innervated by branches of cranial nerves that are controlled through the brain stem, above the spinal cord. Therefore, it is unlikely they will be affected even by a very high SCI. The design intention is to translate the ear contraction signal from the muscles into the meaningful control signal to direct a wheelchair or operate a computer cursor in a fashion to a joystick or mouse. However, since most people do not have the ability to voluntarily contract their ear muscles, the question remains how to best learn to contract our ear muscles and design an effective training paradigm.

Since norm volunteers will have the same voluntary control of their peri-auricular muscles as the patients suffering from spinal cord injury, thus, the investigators are going to test the effectiveness of our two-step training paradigm among the healthy participants at this explorative stage.

In specific, at the first step of training, participants will be asked to voluntarily contract their ear muscles with the facilitation of electrical stimulation. At the second step of training, they will take part in a computer game and will be asked to move a cursor to a specific target that will randomly appear on the computer screen. The cursor will be controlled by the electrical activities produced by the ear muscles contractions that will be captured by surface electromyography (EMG) signals.

The computer game performance of each participant before and after the second step of training with surface EMG signals feedback and the mean surface EMG signal amplitude of the auricular muscles at the maximum voluntary contraction at baseline, after the first step of training, and after the second step of training will be compared.

Type d'étude

Interventionnel

Inscription (Anticipé)

10

Phase

  • Première phase 1

Contacts et emplacements

Cette section fournit les coordonnées de ceux qui mènent l'étude et des informations sur le lieu où cette étude est menée.

Lieux d'étude

    • California
      • Los Angeles, California, États-Unis, 90089
        • University of Southern California-Health Sciences Campus

Critères de participation

Les chercheurs recherchent des personnes qui correspondent à une certaine description, appelée critères d'éligibilité. Certains exemples de ces critères sont l'état de santé général d'une personne ou des traitements antérieurs.

Critère d'éligibilité

Âges éligibles pour étudier

18 ans à 64 ans (Adulte)

Accepte les volontaires sains

Oui

Sexes éligibles pour l'étude

Tout

La description

Inclusion Criteria:

  • healthy participants
  • can't control their peri-auricular muscles at the beginning of the study (no visible movement of the ears on command).

Exclusion Criteria:

  • Suffering any comorbid neuromuscular disease.
  • Having a history of severe traumatic brain injury.
  • Demonstrating cognitive impairment that would prevent them from providing inform consent or following the directions of the study protocol.
  • Having a history of migraine headaches that could be exacerbated with the use of the electrical stimulation or the prolonged training sessions.
  • Temporomandibular Joint (TMJ) dysfunction that could lead to unusual discomfort following training session.
  • Having a history of prior seizure.
  • Being implanted with pacemaker or defibrillators.

Plan d'étude

Cette section fournit des détails sur le plan d'étude, y compris la façon dont l'étude est conçue et ce que l'étude mesure.

Comment l'étude est-elle conçue ?

Détails de conception

  • Objectif principal: Autre
  • Répartition: N / A
  • Modèle interventionnel: Affectation à un seul groupe
  • Masquage: Aucun (étiquette ouverte)

Armes et Interventions

Groupe de participants / Bras
Intervention / Traitement
Expérimental: Peri-auricular muscles voluntary contraction training paradigm
The whole training paradigm consists of two steps. At the first step of training, the electrical stimulation (FastStart neuromuscular electrical stimulator) will be applied to facilitate the voluntary contractions of the ear muscles, and the motion of the outer ear in two directions (up/down, forward/backward) will be videotaped and played back to the participants so that they can get real-time visual feedback about their ear movement. At the second step of training, surface EMG electrodes will be placed on the skin around participants' ears. During the training, they are required to move a cursor to a specific target that will randomly appear on the computer screen. The cursor will be controlled by the electrical signal from the contraction of their bilateral peri-auricular muscles. In the computer game, contraction of the left ear muscles will move the cursor to the left side and contraction of your right ear muscles will move the cursor to the right side.
Autres noms:
  • Biosemi Active two EMG measurement system

Que mesure l'étude ?

Principaux critères de jugement

Mesure des résultats
Délai
The surface EMG signal amplitude of the auricular muscles at the maximum voluntary contraction
Délai: Up to 5 weeks
Up to 5 weeks

Mesures de résultats secondaires

Mesure des résultats
Délai
The computer game performance score
Délai: Up to 2 weeks
Up to 2 weeks

Collaborateurs et enquêteurs

C'est ici que vous trouverez les personnes et les organisations impliquées dans cette étude.

Les enquêteurs

  • Chercheur principal: Carolee J. Winstein, Ph.D, University of Southern California
  • Chercheur principal: Baker Lucinda, Ph.D, University of Southern California

Publications et liens utiles

La personne responsable de la saisie des informations sur l'étude fournit volontairement ces publications. Il peut s'agir de tout ce qui concerne l'étude.

Dates d'enregistrement des études

Ces dates suivent la progression des dossiers d'étude et des soumissions de résultats sommaires à ClinicalTrials.gov. Les dossiers d'étude et les résultats rapportés sont examinés par la Bibliothèque nationale de médecine (NLM) pour s'assurer qu'ils répondent à des normes de contrôle de qualité spécifiques avant d'être publiés sur le site Web public.

Dates principales de l'étude

Début de l'étude

1 février 2015

Achèvement primaire (Réel)

1 août 2016

Achèvement de l'étude (Réel)

31 août 2016

Dates d'inscription aux études

Première soumission

29 janvier 2015

Première soumission répondant aux critères de contrôle qualité

3 février 2015

Première publication (Estimation)

9 février 2015

Mises à jour des dossiers d'étude

Dernière mise à jour publiée (Réel)

5 avril 2017

Dernière mise à jour soumise répondant aux critères de contrôle qualité

4 avril 2017

Dernière vérification

1 avril 2017

Plus d'information

Termes liés à cette étude

Autres numéros d'identification d'étude

  • HS-14-00672

Plan pour les données individuelles des participants (IPD)

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INDÉCIS

Ces informations ont été extraites directement du site Web clinicaltrials.gov sans aucune modification. Si vous avez des demandes de modification, de suppression ou de mise à jour des détails de votre étude, veuillez contacter register@clinicaltrials.gov. Dès qu'un changement est mis en œuvre sur clinicaltrials.gov, il sera également mis à jour automatiquement sur notre site Web .

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