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Fonctions de contrôle cognitif du thalamus humain

19 août 2026 mis à jour par: Kai Hwang

Mécanismes de réseau de contrôle cognitif

L'objectif de ce projet de recherche est d'étudier comment les lésions cérébrales affectent notre capacité à générer des comportements dirigés par des objectifs - une fonction cognitive communément appelée contrôle cognitif. Pour soutenir les comportements dirigés par des objectifs, le cerveau humain doit diriger de manière adaptative les pensées et les actions en fonction des objectifs et des contextes actuels. Notre principale hypothèse est que cette capacité cognitive dépend d'une architecture de réseau cérébral qui peut transmettre, sélectionner et inhiber de manière flexible les informations le long des voies neuronales. Par conséquent, les lésions et les dommages aux composants critiques du réseau cérébral affecteront négativement le comportement. Pour évaluer fidèlement la structure et la fonction des réseaux cérébraux humains et sa perturbation des lésions cérébrales, les enquêteurs recruteront des sujets humains adultes en bonne santé et des patients atteints de lésions cérébrales pour participer à une étude multi-session qui comprend des tests cognitifs comportementaux, un scinner en résonance magnétique structurelle (IRM) à l'aide d'une étude de 3 TESLA (3T) et d'électroenphalography (EEG). Au cours de toutes les séances de test, les sujets effectueront des tâches cognitives qui évalueront leur capacité à sélectionner, maintenir et inhiber les informations sensorielles et générer des réponses motrices. Leurs mouvements oculaires peuvent être enregistrés passivement lors des tests. L'IRM 3T permet une imagerie rapide et à haute résolution des structures cérébrales, ce qui nous permet d'identifier les loci de lésions. Les enquêteurs utiliseront l'EEG pour mesurer l'électrophysiologie des activités cérébrales. Toutes les données comportementales, EEG et IRM collectées seront envoyées à l'archive des données de la santé mentale (NDA) de l'Institut national (NIMH).

Aperçu de l'étude

Description détaillée

Il existe 3 types de procédures de test (tests cognitivo-comportementaux, EEG et IRM) que les enquêteurs décrivent en détail ci-dessous. Les types de procédures impliqués varient d'un participant à l'autre, selon le type de données dont les enquêteurs ont besoin et les sujets de procédure conviennent de participer. Le sujet peut participer à toutes les procédures de test (IRM, EEG et comportemental) deux ou trois. Le sujet est également libre de refuser l'une des procédures de test, équivalent à ne pas participer à l'étude de recherche. Pour chaque procédure, le temps de test ne dépassera jamais 3 heures, donc l'engagement de temps maximum pour le sujet sera de 9 heures. Pour chaque sujet, pas plus de deux procédures de test se produiront dans les 24 heures. Lorsque deux procédures de test se produisent dans la même période de 24 heures, le temps entre les deux procédures de test sera ce qui est le plus pratique pour le sujet. Le temps entre les procédures de test qui ne se produisent pas au cours de la même période de 24 heures seront ce qui est le plus pratique pour le sujet, (cela pourrait signifier des semaines ou des mois en fonction du sujet.) La ou les procédures spécifiques à laquelle le sujet accepte de participer sera vérifié sur le formulaire de consentement. L'ordonnance qu'un sujet participera à ces trois types de procédures variera également du sujet au sujet, ce qui dépend de l'horaire du sujet et de la disponibilité des installations de recherche.

Procédures cognitivo-comportementales: le type de tâche cognitive qui sera administré visant à mesurer la capacité du sujet à surveiller les objectifs et les intentions internes, à maintenir et à manipuler des informations dans la mémoire de travail, à sélectionner des informations pertinentes à la tâche, à inhiber les distractions et à organiser des plans d'action pour atteindre ces objectifs. Ces tâches impliquent la présentation de stimuli visuels ou auditifs via un système informatique, et les sujets doivent prêter attention aux stimuli présentés et faire des réponses sur les bouton. Leurs mouvements oculaires peuvent être surveillés par un dispositif de suivi des yeux non invasif placé de 1 à 2 pieds devant les participants. Le dispositif de suivi des yeux enregistre passivement la direction du regard des yeux du sujet et aucune partie de l'appareil ne touchera le sujet, par conséquent, il n'y aura pas d'impact négatif sur le confort du sujet. Le temps de test de cette procédure sera de 1 à 3 heures.

Procédures EEG: Dans cette procédure, les sujets auront enregistré l'EEG tout en surveillant simultanément le comportement. Les sujets sont invités à s'asseoir dans une salle d'essai et à avoir des électrodes EEG conventionnelles placées sur leur cuir chevelu avec de la pâte conduite. Les expériences impliquent la présentation d'images sur un moniteur d'ordinateur, les sons à travers des haut-parleurs ou des écouteurs. Les tâches peuvent être modifiées de manière flexible comme l'exigent nos tests comportementaux des tâches (c'est-à-dire que cette tâche est-elle trop facile pour les sujets? Trop dur? Ce sont des questions que les enquêteurs ne peuvent répondre qu'une fois que les enquêteurs commencent à piloter la tâche sur le plan comportemental), mais la tâche demandera toujours aux sujets de manipuler les stimuli simples ou complexes à l'esprit et de répondre aux participants dans une courte période. La tâche abordera nos questions sur le contrôle cognitif en engageant les régions cérébrales impliquées dans la mémorisation de stimuli, en assisant aux stimuli, en ignorant les stimuli et en préparant les réponses. Ce sont des composantes du contrôle cognitif qui intéressent ce projet. Le sujet est invité à répondre à certains stimuli en appuyant sur un bouton. Tous les stimuli sont présentés à un niveau confortable. Semblable à la procédure cognitivo-comportementale, un dispositif de suivi oculaire non invasif peut enregistrer les mouvements oculaires du sujet pendant l'enregistrement EEG. Ce dispositif de suivi des yeux n'est pas invasif et aucune partie de l'appareil ne provoquera un inconfort ou interférera avec l'enregistrement EEG. Une session d'enregistrement EEG prend généralement 1 à 3 heures. Le sujet reçoit des pauses toutes les 5 à 10 minutes, mais peut demander une pause ou arrêter l'expérience à tout moment. Après les tests, les enquêteurs retireront les électrodes et fourniront un shampooing et des serviettes aux sujets pour laver la pâte conductrice de l'EEG. Les enquêteurs fourniront un sèche-cheveux.

Procédures IRM (3T): Avant que les participants entrent dans la salle de l'aimant, les participants seront projetés pour des contradictions (c'est-à-dire l'implant métallique). Si le sujet porte également des lunettes qui contiennent du métal pour corriger leur acuité visuelle à 20/40 ou mieux, les enquêteurs auront le sujet utiliser des verres compatibles en plastique et compatibles par MR fournis par l'IRM. Si le sujet connaît sa prescription, il accélérera le processus de recherche d'objectifs adaptés aux participants. Sinon, quelques minutes seront allouées à l'essai de la meilleure paire d'ajustement pour approximer la vision requise pour visualiser l'écran dans l'IRM, qui est positionné près du visage des sujets. Des scanneurs IRM anatomiques cérébrales sont collectées. Des scanners IRM anatomiques cérébraux sont collectés pour déterminer l'emplacement des structures cérébrales. Dans les études IRM, les sujets qui ont des antécédents d'IRM cérébrale seront acclimatés à l'environnement IRM dans un simulation de scanner. Ceci est effectué lors d'une configuration dédiée à MRRF dans PBDB. Pour le confort, des coussinets en mousse sont placés autour de la tête du sujet pour limiter le mouvement de la tête pendant le scan. Une session de balayage IRM prend environ 40 à 60 minutes et le sujet reçoit des ruptures toutes les 5 à 10 minutes. Le sujet peut demander une pause ou arrêter l'expérience à tout moment.

Type d'étude

Interventionnel

Inscription (Réel)

184

Phase

  • N'est pas applicable

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

    • Iowa
      • Iowa City, Iowa, États-Unis, 52246
        • The University of Iowa

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

  • Adulte
  • Adulte plus âgé

Accepte les volontaires sains

Oui

La description

Critères d'inclusion:

  1. Des adultes en bonne santé âgés de 18 à 35 ans sans troubles neurologiques ou psychologiques. Pas d'implants métalliques. Pas de claustrophobie.
  2. Patients avec des lésions focales dans le thalamus. 18 ans ou plus. Aucun diagnostic de troubles psychiatriques. Pas d'implants métalliques. Pas de claustrophobie.
  3. Les patients présentant des lésions focales qui épargnent les cortex frontaux et pariétaux. 18 ans ou plus. Aucun diagnostic de troubles psychiatriques.

Pas d'implants métalliques. Pas de claustrophobie.

Critères d'exclusion:

  • conditions psychiatriques claustrophobes telles que la dépression et le TDAH. Dispositif implanté tel que cardia stimules cardiaques et autodefbrillaotors, anévrisme, implants cochléaires.
  • Pas couramment l'anglais.

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: Science basique
  • Répartition: N / A
  • Modèle interventionnel: Affectation à un seul groupe
  • Masquage: Aucun (étiquette ouverte)

Armes et Interventions

Groupe de participants / Bras
Intervention / Traitement
Expérimental: Determine how the thalamus contributes to cognitive control
We conducted cognitive behavioral testing on cognitive flexibility using EEG, fMRI and behavioral experiments. The intervention for all three methods (EEG, fMRI, behavioral) were the same, subjects performed a cognitive flexibility task with three conditions: extradimensional shift, intradimensional shift, and no switching condition. With all three experiments we can measure the behavioral accuracy. With fMRI we can measure evoked fMRI response amplitude in the thalamus, with EEG we can measure scalp voltage signal in patients.
A behavioral task that requires subjects to switch between stimulus- response contingencies based on a colored contextual cue. In addition, this task requires subjects to memorize a set of visual stimuli. Subjects will then be presented with a test set and will be asked to indicate whether any stimulus therein is not part of original memorized set. Three conditions will be measured, including EDS (extradimensional shift), IDS (intradimensionaly shift), and Stay (no switching).

Que mesure l'étude ?

Principaux critères de jugement

Mesure des résultats
Description de la mesure
Délai
Cognitive Flexibility Performance as Measured by Accuracy, in the Unit of Percentage of Correct Responses
Délai: 2 weeks
The accuracy measure of the behavioral task will determine whether the hypothesized cognitive function of cognitive flexibility is implemented by a hierarchical cognitive control model instantiated in the human thalamus. A lower accuracy scale for the extradimensional shift condition (EDS) relative to other conditions would suggest increased difficulty in engaging in cognitive flexibility. The scale is from 0 to 100.
2 weeks
Measure of Thalamus Response to Cognitive Flexibility, in the Unit of fMRI BOLD Signal Increase Relative to no Stimulus Presentation.
Délai: 2 hours
When subjects perform the cognitive flexibility task, we can then measure how strongly the medial thalamus responds to different task conditions. The signal scale will be in beta coefficients measured by fMRI BOLD response. This is a measurement of relative signal increase in response to the presented task. A higher beta value for the thalamus for the extradimensional shift condition would indicate thalamus involvement in cognitive flexibility. The scale is from -100 to 100
2 hours

Mesures de résultats secondaires

Mesure des résultats
Description de la mesure
Délai
EEG Oscillations in the Theta Frequency Band, in the Unit of Signal Increase Relative to Recordings From no Stimulus Presentation.
Délai: 2hrs
In stroke patients, we can measure their EEG response in the theta frequency band in response to the three cognitive flexibility conditions (EDS, IDS, Stay). The measure is percent signal change (%) from -100 to 100. We expect that there should be no difference in this measure, indicating that the brain structure is limiting patients' ability to engage in cognitive flexibility-related brain processes.
2hrs

Collaborateurs et enquêteurs

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

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 (Réel)

10 mars 2020

Achèvement primaire (Réel)

31 décembre 2025

Achèvement de l'étude (Réel)

31 décembre 2025

Dates d'inscription aux études

Première soumission

26 mars 2025

Première soumission répondant aux critères de contrôle qualité

2 avril 2025

Première publication (Réel)

10 avril 2025

Mises à jour des dossiers d'étude

Dernière mise à jour publiée (Réel)

15 septembre 2026

Dernière mise à jour soumise répondant aux critères de contrôle qualité

19 août 2026

Dernière vérification

1 août 2026

Plus d'information

Termes liés à cette étude

Autres numéros d'identification d'étude

  • 201808855
  • R01MH122613 (Subvention/contrat des NIH des États-Unis)

Plan pour les données individuelles des participants (IPD)

Prévoyez-vous de partager les données individuelles des participants (DPI) ?

NON

Description du régime IPD

Il s'agit d'une étude BESH (https://grants.nih.gov/policy-and--conque/policy-topics/clinical-trials/besh) et les enquêteurs ne publieront pas dans des revues ICMJE.

Informations sur les médicaments et les dispositifs, documents d'étude

Étudie un produit pharmaceutique réglementé par la FDA américaine

Non

Étudie un produit d'appareil réglementé par la FDA américaine

Non

produit fabriqué et exporté des États-Unis.

Non

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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