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How Different Breathing Methods Affect Brain Activity in Young Adults With Chronic Ankle Instability (BRAIN-CAI)

11 novembre 2026 aggiornato da: hyeongju Yoon, Gwangju Health University

Comparative Analysis of Breathing Intervention Types on Neural Activation in Young Adults With Chronic Ankle Instability: An fNIRS-EEG Randomized Controlled Trial

Chronic ankle instability is a common condition that can affect balance, movement control, and daily activities in young adults. Breathing exercises may influence brain function and attention, but their immediate effects on brain activity in individuals with chronic ankle instability are not well understood.

This randomized controlled trial aims to investigate the immediate effects of different breathing interventions on brain activity in young adults with chronic ankle instability. Participants will be randomly assigned to different breathing intervention groups. Brain activity will be assessed before and after the intervention using functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) and electroencephalography (EEG). The findings may improve understanding of the relationship between breathing exercises and brain function and support the development of rehabilitation strategies for individuals with chronic ankle instability.

Panoramica dello studio

Stato

Stato

Indica lo stato di reclutamento attuale o lo stato di accesso ampliato.
Reclutamento

Condizioni

Condizioni

La malattia, il disturbo, la sindrome, la malattia o la lesione oggetto di studio. Su ClinicalTrials.gov, le condizioni possono includere anche altri problemi relativi alla salute, come la durata della vita, la qualità della vita e i rischi per la salute.

Intervento / Trattamento

Intervento / Trattamento

Un processo o un'azione che è al centro di uno studio clinico. Gli interventi includono farmaci, dispositivi medici, procedure, vaccini e altri prodotti sperimentali o già disponibili. Gli interventi possono anche includere approcci non invasivi, come l'educazione o la modifica della dieta e dell'esercizio fisico.

Descrizione dettagliata

Background and Rationale Chronic ankle instability (CAI) is a common sequela of lateral ankle sprain, characterized by recurrent giving way, perceived instability, and impaired dynamic balance. Growing evidence suggests that CAI involves not only peripheral deficits but also altered central nervous system processing, including changes in prefrontal cortical activity. Breathing-based interventions may influence postural control as well as cortical and autonomic regulation. However, it remains unclear how different types of breathing interventions compare in their immediate effects on brain activity in individuals with CAI. This study compared three breathing interventions: diaphragmatic breathing training, VR-based breathing meditation, and neurofeedback-based brain relaxation training.

Study Design This was a parallel-group, assessor-blinded randomized controlled trial. Thirty-three young adults with CAI were randomly allocated to one of three groups (n = 11 per group): the Diaphragmatic Breathing Group (DBG), the VR-based Breathing Meditation Group (VMG), or the Neurofeedback Brain Relaxation Training Group (NRG). Outcome assessors were blinded to group allocation. Each participant received a single intervention session according to group assignment, and outcomes were assessed before and immediately after the intervention. The study was designed and reported in accordance with the CONSORT guidelines.

Interventions The DBG performed diaphragmatic breathing training. The VMG performed breathing meditation delivered through a virtual reality environment. The NRG performed brain relaxation training based on EEG neurofeedback. The three groups differed in the type of breathing intervention while all received a single session. Detailed intervention procedures are described in the Arms and Interventions section.

Outcome Assessment The primary outcomes were cortical activity and EEG-based self-regulation indices. Cortical activity was measured by functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) as oxygenated hemoglobin (HbO2) concentration in prefrontal regions of interest, including the dorsolateral prefrontal cortex, frontopolar cortex, orbitofrontal cortex, and medial prefrontal cortex. Neural self-regulation was evaluated using indices derived from EEG neurofeedback. The secondary outcomes were diaphragm contractility, measured as diaphragm thickening fraction using ultrasound; dynamic balance, measured by the Star Excursion Balance Test (SEBT); and ankle instability. Detailed outcome definitions and time frames are described in the Outcome Measures section.

Statistical Analysis Between-group differences were analyzed using analysis of variance (ANOVA), and within-group changes from pre- to post-intervention were analyzed using paired t-tests. Associations among fNIRS, EEG, and balance variables were examined using Pearson correlation analysis. Effect sizes were reported as Cohen's d. Bonferroni correction was applied where multiple comparisons were made. The significance level was set at 0.05.

Significance The findings of this study are expected to clarify how different types of breathing interventions immediately modulate prefrontal cortical activity and neural self-regulation in individuals with CAI, and to provide a basis for neuroscience-informed rehabilitation strategies for CAI.

Tipo di studio

Tipo di studio

Descrive la natura di uno studio clinico. I tipi di studio includono studi interventistici (chiamati anche studi clinici), studi osservazionali (compresi i registri dei pazienti) e accesso allargato.
Interventistico

Iscrizione (Stimato)

Iscrizione

Il numero di partecipanti a uno studio clinico. L'iscrizione "anticipata" è il numero target di partecipanti di cui i ricercatori hanno bisogno per lo studio.
33

Fase

Fase

La fase di una sperimentazione clinica che studia un farmaco o un prodotto biologico, sulla base delle definizioni sviluppate dalla Food and Drug Administration (FDA) statunitense. La fase si basa sull'obiettivo dello studio, sul numero di partecipanti e su altre caratteristiche. Ci sono cinque fasi: Early Phase 1 (precedentemente indicata come Fase 0), Phase 1, Phase 2, Phase 3 e Phase 4. Not Applicable è usato per descrivere sperimentazioni senza fasi definite dalla FDA, incluse sperimentazioni di dispositivi o interventi comportamentali.
  • Non applicabile

Contatti e Sedi

Questa sezione fornisce i recapiti di coloro che conducono lo studio e informazioni su dove viene condotto lo studio.

Luoghi di studio

  • Corea del Sud
      • Gwangju, Corea del Sud, 62287
        • Reclutamento
        • Gwangju Health University
        • Contatto:
        • Contatto:
          • Seungwoo Shin Shin, Ph.D.
          • Numero di telefono: =82-10-9820-2382
          • Email: ptssw94@gmail.com

Criteri di partecipazione

I ricercatori cercano persone che corrispondano a una certa descrizione, chiamata criteri di ammissibilità. Alcuni esempi di questi criteri sono le condizioni generali di salute di una persona o trattamenti precedenti.

Criteri di ammissibilità

Criteri di ammissibilità

I requisiti chiave che devono soddisfare le persone che vogliono partecipare a uno studio clinico o le caratteristiche che devono avere. I criteri di ammissibilità sono costituiti sia da criteri di inclusione (necessari a una persona per partecipare allo studio) sia da criteri di esclusione (che impediscono a una persona di partecipare). I tipi di criteri di ammissibilità includono se uno studio accetta volontari sani, ha requisiti di età o gruppo di età o è limitato dal sesso.

Età idonea allo studio

Da 18 anni a 34 anni (Adulto)

Accetta volontari sani

No

Sessi ammissibili allo studio

Tutto

Descrizione

Inclusion Criteria:

  • Young adults
  • CAIT-K score of ≤24
  • A history of at least one ankle sprain occurring at least 12 months prior to study enrollment
  • At least two episodes of ankle "giving way" within the 6months precending study enrollment

Exclusion Criteria:

  • A sprain of the involved ankle within 3 months prior to study enrollment
  • A History of lower-extremity surgery or fracture
  • A history of neurological disorder
  • The presence of cardiopulmonary disorder
  • Self-reported symptoms of cybersickness
  • Left-handedness

Piano di studio

Questa sezione fornisce i dettagli del piano di studio, compreso il modo in cui lo studio è progettato e ciò che lo studio sta misurando.

Come è strutturato lo studio?

Dettagli di progettazione

  • Scopo principale: Scienza basilare
  • Assegnazione: Randomizzato
  • Modello interventistico: Assegnazione parallela
  • Mascheramento: Separare

Armi e interventi

Gruppo di partecipanti / Arm

Gruppo di partecipanti / Arm

Un gruppo o sottogruppo di partecipanti a uno studio clinico che riceve un intervento/trattamento specifico o nessun intervento, secondo il protocollo dello studio.
Intervento / Trattamento

Intervento / Trattamento

Un processo o un'azione che è al centro di uno studio clinico. Gli interventi includono farmaci, dispositivi medici, procedure, vaccini e altri prodotti sperimentali o già disponibili. Gli interventi possono anche includere approcci non invasivi, come l'educazione o la modifica della dieta e dell'esercizio fisico.
Comparatore attivo: Diaphragmatic brathing Training group

Participants in this group received diaphragmatic breathing training in a single session. Outcomes, including cortical activity, EEG indices, diaphragm contractility, dynamic balance, and ankle instability, were assessed before and immediately after the session.
Comportamentale: Diaphragmatic Breathing Training

Participants assigned to this intervention will perform diaphragmatic breathing training in a single session. Participants will be guided to breathe using the diaphragm, and the training will be delivered under the supervision of a trained researcher.
Sperimentale: VR-based breathing meditation group

Participants in this group received breathing meditation delivered through a virtual reality environment in a single session. Outcomes, including cortical activity, EEG indices, diaphragm contractility, dynamic balance, and ankle instability, were assessed before and immediately after the session.
Comportamentale: VR-based Breathing Meditation

Participants assigned to this intervention will perform breathing meditation delivered through a virtual reality environment in a single session. Participants will wear a VR headset and follow the breathing meditation content presented in the virtual environment.
Sperimentale: Neurofeedback relaxation training group

Participants in this group received brain relaxation training based on EEG neurofeedback in a single session. Outcomes, including cortical activity, EEG indices, diaphragm contractility, dynamic balance, and ankle instability, were assessed before and immediately after the session.
Comportamentale: Neurofeedback Brain Relaxation Training

Participants assigned to this intervention will perform brain relaxation training based on EEG neurofeedback in a single session. Participants will receive real-time feedback on their EEG activity and will be trained to achieve a relaxed brain state.

Cosa sta misurando lo studio?

Misure di risultato primarie

Misure di risultato primarie

Nel protocollo di uno studio clinico, la misura dell'esito pianificato più importante per valutare l'effetto di un intervento/trattamento. La maggior parte degli studi clinici ha una misura di esito primaria, ma alcuni ne hanno più di una.
Misura del risultato
Misura Descrizione
Lasso di tempo
Change in dorsolateral prefrontal cortex oxygenated hemoglobin (HbO2) concentration measured by fNIRS
Lasso di tempo: Baseline (before the intervention) and immediately after the single intervention session

Oxygenated hemoglobin (HbO2) concentration was measured by functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) in the dorsolateral prefrontal cortex. Change was calculated as the difference between pre- and post-intervention values.
Baseline (before the intervention) and immediately after the single intervention session
Change in frontopolar cortex oxygenated hemoglobin (HbO2) concentration measured by fNIRS
Lasso di tempo: Baseline (before the intervention) and immediately after the single intervention session

Oxygenated hemoglobin (HbO2) concentration was measured by functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) in the frontopolar cortex. Change was calculated as the difference between pre- and post-intervention values.
Baseline (before the intervention) and immediately after the single intervention session
Change in orbitofrontal cortex oxygenated hemoglobin (HbO2) concentration measured by fNIRS
Lasso di tempo: Baseline (before the intervention) and immediately after the single intervention session

Oxygenated hemoglobin (HbO2) concentration was measured by functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) in the orbitofrontal cortex. Change was calculated as the difference between pre- and post-intervention values.
Baseline (before the intervention) and immediately after the single intervention session
Change in medial prefrontal cortex oxygenated hemoglobin (HbO2) concentration measured by fNIRS
Lasso di tempo: Baseline (before the intervention) and immediately after the single intervention session

Oxygenated hemoglobin (HbO2) concentration was measured by functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) in the medial prefrontal cortex. Change was calculated as the difference between pre- and post-intervention values.
Baseline (before the intervention) and immediately after the single intervention session
Change in EEG delta band power
Lasso di tempo: Baseline (before the intervention) and immediately after the single intervention session

Delta band (0.5-4 Hz) power was measured by electroencephalography (EEG) at [electrode site(s)]. Change was calculated as the difference between pre- and post-intervention values. Unit: [µV²].
Baseline (before the intervention) and immediately after the single intervention session
Change in EEG theta band power
Lasso di tempo: Baseline (before the intervention) and immediately after the single intervention session

Theta band (4-8 Hz) power was measured by electroencephalography (EEG) at [electrode site(s)]. Change was calculated as the difference between pre- and post-intervention values. Unit: [µV²].
Baseline (before the intervention) and immediately after the single intervention session
Change in EEG alpha band power
Lasso di tempo: Baseline (before the intervention) and immediately after the single intervention session

Alpha band (8-12 Hz) power was measured by electroencephalography (EEG) at [electrode site(s)]. Change was calculated as the difference between pre- and post-intervention values. Unit: [µV²].
Baseline (before the intervention) and immediately after the single intervention session
Change in EEG sensorimotor rhythm (SMR) band power
Lasso di tempo: Baseline (before the intervention) and immediately after the single intervention session

Sensorimotor rhythm (SMR) band (12-15 Hz) power was measured by electroencephalography (EEG) at [electrode site(s)]. Change was calculated as the difference between pre- and post-intervention values. Unit: [µV²].
Baseline (before the intervention) and immediately after the single intervention session
Change in EEG beta band power
Lasso di tempo: Baseline (before the intervention) and immediately after the single intervention session

Beta band (15-30 Hz) power was measured by electroencephalography (EEG) at [electrode site(s)]. Change was calculated as the difference between pre- and post-intervention values. Unit: [µV²].
Baseline (before the intervention) and immediately after the single intervention session

Misure di risultato secondarie

Misure di risultato secondarie

Nel protocollo di uno studio clinico, una misura dell'esito pianificato che non è importante quanto la misura dell'esito primario per valutare l'effetto di un intervento ma è comunque di interesse. La maggior parte degli studi clinici ha più di una misura di esito secondaria.
Misura del risultato
Misura Descrizione
Lasso di tempo
Change in diaphragm thickening fraction measured by ultrasound
Lasso di tempo: Baseline (before the intervention) and immediately after the single intervention session

Diaphragm thickness was measured by ultrasound at end-inspiration and end-expiration, and the diaphragm thickening fraction was calculated as (end-inspiration thickness - end-expiration thickness) / end-expiration thickness × 100 (%). Change was calculated as the difference between pre- and post-intervention values.
Baseline (before the intervention) and immediately after the single intervention session
Change in dynamic balance measured by the Star Excursion Balance Test (SEBT)
Lasso di tempo: Baseline (before the intervention) and immediately after the single intervention session

Dynamic balance was assessed by the Star Excursion Balance Test (SEBT), in which participants reached as far as possible with the free limb while standing on the affected limb. Reach distance was measured in each direction, and change was calculated as the difference between pre- and post-intervention values.
Baseline (before the intervention) and immediately after the single intervention session
Change in ankle instability measured by CAIT-K
Lasso di tempo: Baseline (before the intervention) and immediately after the single intervention session

Ankle instability was assessed using [instrument name]. Change was calculated as the difference between pre- and post-intervention scores.
Baseline (before the intervention) and immediately after the single intervention session

Collaboratori e investigatori

Qui è dove troverai le persone e le organizzazioni coinvolte in questo studio.

Sponsor

Sponsor

L'organizzazione o la persona che avvia lo studio e che ha autorità e controllo sullo studio.
Gwangju Health University

Studiare le date dei record

Queste date tengono traccia dell'avanzamento della registrazione dello studio e dell'invio dei risultati di sintesi a ClinicalTrials.gov. I record degli studi e i risultati riportati vengono esaminati dalla National Library of Medicine (NLM) per assicurarsi che soddisfino specifici standard di controllo della qualità prima di essere pubblicati sul sito Web pubblico.

Studia le date principali

Inizio studio (Stimato)

Inizio studio

La data effettiva in cui il primo partecipante è stato arruolato in uno studio clinico. La data di inizio dello studio "prevista" è la data che i ricercatori pensano sarà la data di inizio dello studio.
14 dicembre 2026

Completamento primario (Stimato)

Completamento primario

La data in cui l'ultimo partecipante a uno studio clinico è stato esaminato o ha ricevuto un intervento per raccogliere i dati finali per la misura dell'esito primario. Il fatto che lo studio clinico sia terminato secondo il protocollo o sia stato interrotto non influisce su questa data. Per gli studi clinici con più di una misura di esito primario con diverse date di completamento, questo termine si riferisce alla data in cui la raccolta dei dati è completata per tutte le misure di esito primario. La data di completamento principale "prevista" è la data che i ricercatori ritengono sarà la data di completamento principale per lo studio.
14 febbraio 2027

Completamento dello studio (Stimato)

Completamento dello studio

La data in cui l'ultimo partecipante a uno studio clinico è stato esaminato o ha ricevuto un intervento/trattamento per raccogliere i dati finali per le misure di esito primarie, le misure di esito secondarie e gli eventi avversi (ovvero l'ultima visita dell'ultimo partecipante). La data di completamento dello studio "prevista" è la data che i ricercatori ritengono sarà la data di completamento dello studio.
30 marzo 2027

Date di iscrizione allo studio

Primo inviato

Primo inviato

La data in cui lo sponsor o il ricercatore dello studio ha inviato per la prima volta un record di studio a ClinicalTrials.gov. In genere c'è un ritardo di alcuni giorni tra la prima data di invio e la disponibilità del record su ClinicalTrials.gov (la prima data di invio).
4 novembre 2026

Primo inviato che soddisfa i criteri di controllo qualità

Primo inviato che soddisfa i criteri di controllo qualità

La data in cui lo sponsor dello studio o il ricercatore invia per la prima volta un record di studio che è coerente con i criteri di revisione del controllo di qualità (QC) della National Library of Medicine (NLM). Lo sponsor o lo sperimentatore potrebbe dover rivedere e inviare un record di studio una o più volte prima che i criteri di revisione QC di NLM siano soddisfatti. È responsabilità dello sponsor o dello sperimentatore garantire che il record dello studio sia coerente con i criteri di revisione QC NLM.
11 novembre 2026

Primo Inserito (Effettivo)

Primo Inserito

La data in cui il record dello studio è stato disponibile per la prima volta su ClinicalTrials.gov dopo la conclusione della revisione del controllo di qualità (QC) della National Library of Medicine (NLM). In genere c'è un ritardo di alcuni giorni tra la data in cui lo sponsor dello studio o lo sperimentatore ha presentato il record dello studio e la prima data pubblicata.
13 novembre 2026

Aggiornamenti dei record di studio

Ultimo aggiornamento pubblicato (Effettivo)

Ultimo aggiornamento pubblicato

La data più recente in cui le modifiche al record di uno studio sono state rese disponibili su ClinicalTrials.gov. Potrebbe esserci un ritardo tra il momento in cui le modifiche sono state inviate a ClinicalTrials.gov dallo sponsor o dallo sperimentatore dello studio (data di invio dell'ultimo aggiornamento) e la data di pubblicazione dell'ultimo aggiornamento.
13 novembre 2026

Ultimo aggiornamento inviato che soddisfa i criteri QC

Ultimo aggiornamento inviato che soddisfa i criteri QC

La data più recente in cui lo sponsor dello studio o il ricercatore ha presentato modifiche a un record di studio che sono coerenti con i criteri di revisione del controllo di qualità (QC) della National Library of Medicine (NLM). È responsabilità dello sponsor o dello sperimentatore garantire che il record dello studio sia coerente con i criteri di revisione QC NLM.
11 novembre 2026

Ultimo verificato

Ultimo verificato

La data più recente in cui lo sponsor dello studio o il ricercatore ha confermato che le informazioni su uno studio clinico su ClinicalTrials.gov sono accurate e aggiornate. Se uno studio con stato di reclutamento di reclutamento; non ancora reclutamento; o attivo, non reclutamento non è stato confermato negli ultimi 2 anni, lo stato di reclutamento dello studio viene mostrato come sconosciuto.
1 novembre 2026

Maggiori informazioni

Termini relativi a questo studio

Parole chiave

Altri numeri di identificazione dello studio

Altri numeri di identificazione dello studio

Identificatori o numeri ID diversi dal numero NCT assegnati a uno studio clinico dallo sponsor, dai finanziatori o da altri dello studio. Questi numeri possono includere identificatori univoci di altri registri di sperimentazione e numeri di sovvenzioni del National Institutes of Health.
  • P01-202610-01-075

Piano per i dati dei singoli partecipanti (IPD)

Hai intenzione di condividere i dati dei singoli partecipanti (IPD)?

SÌ

Descrizione del piano IPD

De-identified individual participant data underlying the results reported in the publication will be shared with qualified researchers upon reasonable request to the corresponding author. Data will be available after publication of the main results.

Periodo di condivisione IPD

Data will be available beginning 6 months after publication of the main results

Criteri di accesso alla condivisione IPD

Qualified researchers may request access to de-identified individual participant data by contacting the corresponding author. Requests will be reviewed by the research team, and data will be shared for academic research purposes.

Tipo di informazioni di supporto alla condivisione IPD

  • STUDIO_PROTOCOLLO
  • ICF

Informazioni su farmaci e dispositivi, documenti di studio

Studia un prodotto farmaceutico regolamentato dalla FDA degli Stati Uniti

No

Studia un dispositivo regolamentato dalla FDA degli Stati Uniti

No

Queste informazioni sono state recuperate direttamente dal sito web clinicaltrials.gov senza alcuna modifica. In caso di richieste di modifica, rimozione o aggiornamento dei dettagli dello studio, contattare register@clinicaltrials.gov. Non appena verrà implementata una modifica su clinicaltrials.gov, questa verrà aggiornata automaticamente anche sul nostro sito web .

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