A beszéd érthetőségének javítása koponyán keresztüli váltakozó áramú stimuláció (tACS) segítségével (StimSpeechCom)

Háttér és indoklás Európában 71 millió ember – a lakosság 16%-a – szenved hallási nehézségekkel. A halláskárosodás egyik fő következménye a beszédértési képesség csökkenése, különösen akusztikailag nehéz körülmények között, például visszhangos vagy zajos környezetben.

A javasolt projekt célja, hogy jobban megértsük azokat a mechanizmusokat, amelyek kihasználhatók a beszédértés támogatására kihívást jelentő hallgatási körülmények között, és hogyan javíthatók ezek hallássérült és idősebb hallgatóknál.

Ennek érdekében az artikulációs-motoros integráció kompenzáló neurális mechanizmusait teszteljük a vMC feletti transzkraniális váltakozó áramú stimuláció (tACS) alkalmazásával.

Cél(ok) A tanulmány átfogó célja, hogy rávilágítson a beszédértést támogató kompenzációs mechanizmusokra perceptuális kihívást jelentő körülmények között.

1-3. kísérlet Az elsődleges cél az auditív-motoros integráció használhatóságának tesztelése a degradált beszédértés (DS) esetében.

Az egyik másodlagos cél a DS degradációs szintje és a tACS által kiváltott teljesítményjavulás közötti kölcsönhatás felmérése. Egy másik másodlagos cél a tACS által kiváltott javulás lehetséges különbségeinek feltárása a fiatalabb és idősebb hallássérült hallgatók körében.

4. kísérlet Az elsődleges cél az agyi-akusztikus koherencia használhatóságának tesztelése a SIN megértésében. A 4. kísérlet másodlagos célja annak tesztelése, hogy az agyi-akusztikus koherencia szótagszintű feldolgozást tükröz-e.

Statisztikai szempontok:

Minden kísérletnél vegyes hatású, ismételt mérési ANOVA-kat kell végezni. A többszörös összehasonlításra korrigált páros t-teszteket alkalmazzuk a posthoc összehasonlításokhoz.

Résztvevők száma indoklással

A teljesítményelemzést minden kísérletnél külön-külön végeztük, köztes hatásméretet feltételezve. A teljesítményelemzés eredménye azt sugallja, hogy a minimális teljes mintaméret az 1. kísérletben 30, a 2+3. kísérletben 50, a 4. kísérletben pedig 60.

1. Kísérlet A teljesítményelemzés eredménye egy 30 fiatalabb résztvevőből álló minimális teljes mintaméretre utal.

2-3. Kísérlet A teljesítményelemzés eredménye 50 fős minimális mintaszámra utal, amely 25 fiatalabb és 25 idősebb résztvevőt tartalmaz; 4. kísérlet A teljesítményelemzés eredménye 60 fős minimális teljes mintaméretre utal, beleértve a 30 fiatalabb és 30 idősebb résztvevőt is.

Hiányzó adatok és lemorzsolódások kezelése A lemorzsolódást, valamint a vizsgálat előtti szűréssel meghatározott hallásküszöb alatti hallásküszöb miatt kizárandó résztvevőket újonnan felvett résztvevőkkel helyettesítik. Hiányzó adatok esetén az elemzések a rendelkezésre álló adatok alapján készülnek. A lemorzsolódás adatait az adatelemzés befejezésekor elemzik és anonimizálják.

Tanulmányi beavatkozás

A fő vizsgálati beavatkozás a tACS stimuláció. Két stimulációs protokollt fognak használni.

Az 1-3. kísérletben használt 1. stimulációs protokoll (SP1) folyamatos nagyfrekvenciás (2 kHz) stimulációt foglal magában. Az 1. kísérletben az SP1 online alkalmazásra kerül (az aMEP rögzítése során). A 2-3. kísérletben az SP1 offline módban kerül alkalmazásra (a feladat megkezdése előtt) 20 percen keresztül.

A 4. kísérletben használt 2. stimulációs protokoll (SP2) online (feladatvégrehajtás során) alacsony frekvenciájú beszédburok- (env) tACS-stimulációt foglal magában (1-8 Hz).

Minden kísérletben a stimuláció intenzitása 2 mA (csúcstól csúcsig érték, ami ±1 mA amplitúdójú szinuszhullámnak felel meg).

A stimuláció a ventrális motoros kéreg (vMC) felett elhelyezett vezető gumielektródákon keresztül történik. Az elektródákat a 10-20 nemzetközi EEG-rendszer szerint helyezik el a célhely azonosítása érdekében.

Ezenkívül az 1. kísérletben TMS-stimulációt alkalmaznak az artikulációs motor által kiváltott potenciálok (aMEP) mérésére.

A stimuláció intenzitása a résztvevők egyéni motoros küszöbének 120%-a [3].

Egyfázisú egyimpulzusos TMS-t alkalmaznak a vMC ajakmotoros kéregére az aMEP-k indukálására.

Tanulmányi eljárások

Előszűrés

• a felvételi/kizárási kritériumok értékelése
• demográfiai információk gyűjtése

Meghallgatás és beszédészlelés szűrése

• A hallásküszöb szűrése
• Beszédvételi küszöb
• Szövegfogadási küszöb

Szubjektív érthetőségi szint Minden kísérlet kísérleti szakasza előtt felmérjük a szubjektív érthetőségi szintet, hogy megbecsüljük azokat a degradációs szinteket, amelyek 75%-os (könnyű), 50%-os (közepes) és 25%-os (nehéz) felismerési teljesítményt eredményeznek. A leromlás zajkódolás formájában történik, amely lehetővé teszi a beszéd érthetőségének parametrikus manipulálását. Ez egy olyan manipuláció, amely csökkenti a beszéd spektrális tartalmát anélkül, hogy befolyásolná annak időbeli tartalmát. Az eredmény egy rekedt robotsuttogáshoz hasonlít.

1. kísérlet:

Minden résztvevő két tACS munkameneten megy keresztül: egy kísérleti munkameneten 2 kHz-es online tACS-sel, és egy kontroll munkameneten, amelyben színlelt stimulációt végeznek, mindegyik 20 percig tart (a munkamenetek sorrendje ellensúlyozott). A kísérlet során a TMS által kiváltott aMEP-ket rögzítik a résztvevők ajkak izmaiból.

2. kísérlet:

Minden résztvevő két tACS munkameneten megy keresztül: egy kísérleti munkameneten, amelyben 2 kHz-es tACS-t adnak le, és egy kontroll munkamenetet, amelyben színlelt stimulációt végeznek, mindegyik 10 percig tart (a munkamenet sorrendje ellensúlyozott). Az egyes tACS-üléseket követő 20 perces időszakban a résztvevők az érthetőség különböző szintjén lecsökkent beszédingereket hallanak. Arra kérik őket, hogy a lehető leggyorsabban írják át a hallott szavakat (számítógép billentyűzetével), tételenként legfeljebb 10 másodperccel. 30 szót fognak bemutatni alacsony, közepes és magas lebomlási szinten, valamint 30 egyértelmű ingert, véletlenszerű sorrendben.

3. kísérlet:

A résztvevők alapszintű zaj-vocoded beszédértését (az eljárás leírását lásd a 3.2 szakaszban) az 1. kísérletben leírtakkal azonos tesztelési eljárással értékeljük. Egy kísérleti csoportban a tACS-t a fent leírtakkal megegyező beállításokkal (SP1) használják a fokozott artikulációs-motoros ingerlékenység kiváltására; egy kontrollcsoportban színlelt tACS-t szállítanak. A következő 20 perces periódusban a résztvevők a zaj-vocoded beszédről képzésben részesülnek. A képzés 250 szóból áll majd párokban, először egy szó egyértelmű példányából, majd annak leromlott megfelelőjéből, 200 ms-mal a tiszta szó eltolása után. A szópárok 1500±500 ms-os jittered inter-trial intervallummal (ITI) jelennek meg. Kimutatták, hogy ez a fajta prezentáció rendkívül hatékony lehet a zajos vokódolt szóértés gyors javításában: 120 tétel bemutatásával (körülbelül 10 percet vesz igénybe a prezentáció) a résztvevők szóazonosítási pontossága körülbelül 20%-ról 30 fölé javult. % [4]. Az edzés után újra felmérjük a zaj-vocoded szóértést.

4. kísérlet:

A résztvevők két tACS-ülésen esnek át, amelyek során tesztelik őket a DS-értésben, miközben env-tACS vagy időfordított env-tACS próbákat kapnak, amelyeket színlelt stimulációs kísérletek tesznek közbe. Az 1. kísérlethez hasonlóan a résztvevőknek 30, három különböző mértékben lecsökkent ingert és 30 egyértelmű ingert fognak bemutatni, és megkérik őket, hogy 10 másodpercen belül írják át a hallott szavakat.

További szempontok Általános etikai megfontolások A tanulmánynak megvan a lehetősége, hogy mind tudományos értéket hordozzon, amely a leromlott beszédértést támogató kompenzációs mechanizmusok megértésének javításához kapcsolódik, mind pedig társadalmi értéket, mivel eredményei a hallás leküzdésére szolgáló új intervenciós stratégiák kidolgozásához vezethetnek. rontja vagy értesítse a meglévők javítását. A vizsgálat eredményei általánosíthatók számos (ha nem a legtöbbre) hallási helyzetre, amikor észlelési szempontból kihívást jelentenek, mint például a halláskárosodás. Tekintettel arra, hogy a halláskárosodás legnagyobb társadalmi terhei a normál életkorral összefüggő halláscsökkenéssel (azaz a presbycusisszal) kapcsolatosak, célunk az eredmények általánosíthatóságának kiterjesztése a harmadik életkorra az idős populációból származó résztvevők mintájának bevonásával.

Jó klinikai gyakorlat (GCP) nyilatkozata Ezt a vizsgálatot a protokollnak, a Helsinki Nyilatkozat jelenlegi változatának, a Nemzetközi Harmonizációs Konferenciának (GCP), a Svájci Humánkutatási Törvénynek, valamint más helyileg releváns jogi és szabályozási követelményeknek megfelelően végezzük.

Kockázat-haszon értékelés Magukkal a vizsgálati beavatkozásokkal nem járnak kockázatok, amíg a kizárási kritériumokat betartják, kivéve a tACS-stimuláció ritka enyhe és átmeneti hatásait. Nem várható a harmadik feleken keresztüli jogosulatlan adathozzáférés vagy a résztvevők nem kívánt azonosítása sem.

A tanulmányok sem várnak azonnali hasznot a résztvevő számára. Mindazonáltal a résztvevők (és bárki más) profitálhatnak a tanulmány potenciálisan erős tudományos és társadalmi értékeiből, amelyek a beszédészlelés kihívást jelentő (kompenzációs) idegi mechanizmusok és az ezt követő orvosi eszközök (pl. hallókészülékek) jobb megértésének eredménye. .

Minőségellenőrzés és adatvédelem Minőségi intézkedések A jó adatminőség biztosítása érdekében minden projekttag képzésben részesül a tanulmányokkal kapcsolatos összes fontos szempontról. Az alkalmazottak elméleti és gyakorlati ismereteket kapnak a konkrét non-invazív elektromos agystimulációs eszközről, valamint az abban a kísérletben használt kísérleti protokollról, amelyben részt vesznek, a kísérleti protokoll és a gyakorlatok lebonyolítása során. Annak érdekében, hogy az adatok ne vesszenek el vagy sérüljenek meg, kettős tárolásra kerül sor. A vizsgáló rendszeres adatminőség-ellenőrzést végez.

Minőségbiztosítás céljából a szponzor, az Etikai Bizottság vagy egy független vizsgálati ellenőr felkeresheti a kutatóhelyeket. Ilyen alkalmakkor közvetlen hozzáférés biztosított a forrásadatokhoz és az összes tanulmányokkal kapcsolatos fájlhoz. Minden érintett fél szigorúan bizalmasan kezeli a résztvevők adatait.

Adatrögzítés és forrásadatok

Elektronikus esetbeszámoló űrlapot (e-CRF) tartanak nyilván:

• részt vettek* és sikeresen befejezték a vizsgálatot
• olyan résztvevők, akiket bevontak* a vizsgálatba, de az előszűrés alapján a normálistól eltérő hallás miatt ki kellett őket zárni (a résztvevők tisztában vannak ezzel a lehetőséggel, mivel ez a résztvevői adatlapon és a beleegyezésen is szerepel) *bevonás a hozzájárulási űrlap aláírása határozza meg. A vizsgáló felelőssége annak biztosítása, hogy a vizsgálat során minden adatot maradéktalanul és helyesen rögzítsenek a megfelelő adatbázisba. A lényeges dokumentumokat az adott tanulmány rendes befejezését vagy idő előtti befejezését követően legalább 10 évig meg kell őrizni. 25 der KlinV). Az e-CRF-ek nem azonosítják a résztvevőket nevük vagy születési dátumuk alapján, hanem megfelelő álkódolt azonosítókat biztosítanak. Az e-CRF-eket jelszóval védett Excel lapon tároljuk, és csak az arra feljogosított személyek férhetnek hozzá, akiknek szükségük van az adatokra a tanulmány keretein belüli feladataik teljesítéséhez. A vizsgálatvezető ellenőrzi a helyes adatbevitelt az adatbázisban.

A tanulmány forrásdokumentumai demográfiai adatok, tájékozott beleegyezési űrlapok, randomizációs számok, (S)AE és releváns vizsgálatok eredményei. Az e-CRF-ekben rögzített adatok a résztvevők anonimizált azonosítója, életkora, a részvétel időpontja, a felvételi és kizárási kritériumok, a hallásküszöb, a hozzárendelt feltételek és a szubjektív kezelés értékelése.

Titoktartás és kódolás A próbaverzió és a résztvevők adatait a lehető legnagyobb diszkrécióval kezeljük, és csak az arra feljogosított személyzet férhet hozzá, akinek az adatokra szüksége van a tanulmány keretein belüli feladataik teljesítéséhez. A CRF-eken és más tanulmányspecifikus dokumentumokon a résztvevőket csak a résztvevőazonosító listában tárolt egyedi résztvevőszám azonosítja.

A jogosulatlan vagy véletlen nyilvánosságra hozatal, megváltoztatás, törlés, másolás és lopás elleni védelem, ugyanakkor a nyomon követhetőség biztosítása érdekében (audit trail; ClinO, Art. 18), a vizsgáló két formátumban tárolja a résztvevőazonosító listát. Az elektronikus változatot a felelős kutatóközpont (a Zürichi Egyetem (UZH) vagy az Inselspital Bern) biztonságos hálózati mappájában tárolják, amelyhez csak a kutatók férhetnek hozzá. Ezenkívül a papíralapú változat az UZH Psychologisches Institut épületében lesz zárva, és csak a nyomozó számára hozzáférhető.

A vizsgálati adatok megőrzése és megsemmisítése Minden vizsgálati adatot a vizsgálat befejezését vagy a vizsgálat idő előtti befejezését követő 10 évig archiválunk. Az összes vizsgálati adatot (beleértve a fizikai dokumentumok digitális másolatait is) két archívumban tároljuk, hogy biztosítsuk a biztonsági másolat rendelkezésre állását arra az esetre, ha az egyik archívumban lévő fájlok megsérülnének, hibásan módosulnak vagy elvesznek. Így az adatok az UZH biztonságos hálózati mappájában, csak a projekttagok által elérhető és csak a Zürichi Egyetem hálózatán belül, valamint egy jelszóval védett merevlemez-meghajtó (HDD) mappájában lesznek tárolva. Ha a vizsgálat befejezése előtt elérhető lesz egy UZH központi mentési tárolóegység, akkor a merevlemez-meghajtó adatai oda kerülnek át. A papíralapú adatok (azaz a beleegyezés és a kérdőívek) az UZH épületében lesznek zárva.

Monitoring és regisztráció A tanulmányhoz kapcsolódó alacsony kockázatok miatt belső vizsgálati monitorozást alkalmaznak: a vezető vizsgáló rendszeresen ellenőrzi a protokoll, az adatok és a projekttagok által megszerzett tájékoztatáson alapuló hozzájárulások pontosságát, és gondoskodik arról, hogy semmilyen adat ne hiányozzon. és a protokollnak megfelelő adattárolás. A forrásadatok/dokumentumok a monitorok számára hozzáférhetők lesznek, és a monitoring során megválaszolják a kérdéseket.

A tanulmányt egy nemzeti nyelven (németen) is regisztrálják a Svájci Nemzeti Klinikai Vizsgálati Portálon (SNCTP) a BASEC-en keresztül.

Finanszírozás/Kiadás/Érdeklődési nyilatkozat A tanulmányt teljes mértékben a Swiss National Science Foundation (SNSF) finanszírozza. Az egyes kísérletek statisztikai elemzése után a projektmenedzser egy nyílt hozzáférésű portálon (pl. BioRχive®) keresztül elérhetővé teszi a még nem publikált, nem szakértői lektorált előzetes nyomtatványokat, és mindent megtesz annak érdekében, hogy az adatokat tudományos, lektorált formában tegyék közzé. folyóirat. Csak a nem klinikai adatok állnak rendelkezésre anonim formában. A kísérleti eredményeket közlik a résztvevőkkel, ha jelezték, hogy tájékoztatást szeretnének kapni a vizsgálati eredményekről.

A projekt összes tagja nem nyilatkozik összeférhetetlenségről.