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Tecniche avanzate di risonanza magnetica funzionale e strutturale per l'imaging neurofarmacologico

7 marzo 2024 aggiornato da: National Institute on Drug Abuse (NIDA)

Sfondo:

- Le tecniche di risonanza magnetica funzionale e strutturale (MRI) hanno permesso ai ricercatori di mappare e studiare come funziona il cervello quando è a riposo e quando è impegnato in compiti specifici. Le scansioni MRI hanno fornito maggiori informazioni su come le droghe influenzano il cervello e su come la tossicodipendenza cambia il cervello e influenza il comportamento, l'umore e i processi di pensiero. Per comprendere meglio il meccanismo alla base della tossicodipendenza e sviluppare strategie per un trattamento più efficace, i ricercatori sono interessati a sviluppare nuove tecniche di risonanza magnetica per studiare gli effetti della dipendenza sul cervello.

Obiettivi:

- Sviluppare nuove tecniche di risonanza magnetica funzionale e strutturale e valutarne il potenziale utilizzo negli studi di imaging cerebrale relativi alla dipendenza.

Eleggibilità:

  • Soggetti di età compresa tra i 18 e gli 80 anni.
  • I partecipanti possono essere fumatori o non fumatori e possono usare droghe o non usare droghe.

Design:

  • Durante lo screening iniziale, i partecipanti completeranno questionari sulla storia familiare e personale, sull'uso di droghe e altre informazioni come richiesto dai ricercatori. Ai partecipanti a cui verrà chiesto di completare le attività durante la scansione MRI verrà mostrato come eseguire queste attività prima della sessione di scansione.
  • Prima di ogni sessione di studio, ai partecipanti può essere chiesto di completare alcune o tutte le seguenti: domande sul loro consumo di droga durante l'ultima settimana, un test dell'etilometro, una valutazione del consumo di droga nelle urine, un test di gravidanza nelle urine o una misurazione del monossido di carbonio . I partecipanti forniranno anche campioni di sangue prima dell'inizio della scansione.
  • Per ogni sessione di scansione, i partecipanti avranno una scansione MRI che durerà circa 2 ore.
  • Le scansioni MRI possono includere iniezioni con un agente di contrasto per studiare la funzione cerebrale, compiti specifici da eseguire durante la scansione o un esperimento che studia la risposta del cervello all'anidride carbonica....

Panoramica dello studio

Descrizione dettagliata

Obbiettivo:

Le tecniche di risonanza magnetica funzionale e strutturale si sono dimostrate essenziali per la mappatura non invasiva della fisiologia e della patologia del cervello. L'obiettivo principale di questo protocollo è sviluppare tecniche avanzate di imaging a risonanza magnetica e spettroscopia (MRI e MRS) per studi di neuroimaging relativi alla dipendenza. Queste tecniche di neuroimaging saranno utilizzate in altri studi per comprendere meglio il meccanismo alla base della tossicodipendenza e per sviluppare potenzialmente strategie per un trattamento più efficace.

Popolazione studiata:

Allo studio parteciperanno controlli sani e tossicodipendenti. Gli sviluppi tecnici di MRI/MRS saranno eseguiti su controlli sani, mentre la valutazione dell'applicabilità di queste tecniche a studi di neuroimaging correlati alla dipendenza sarà eseguita utilizzando tossicodipendenti e controlli sani.

Design:

Sulla base del principio fondamentale della trasduzione biofisica dei segnali fisiologici alla risonanza magnetica (MR) e ai segnali spettroscopici, saranno sviluppate tecniche avanzate per misurare l'attività, il metabolismo, la struttura e la biochimica del cervello. Lo sviluppo di queste tecniche include tipicamente le seguenti fasi: 1) simulazioni al computer proof-of-concept, 2) implementazione del concetto di imaging con uno scanner MRI e fantocci, 3) test di fattibilità su soggetti di controllo e 4) valutazione della sensibilità e specificità di queste tecniche nel rilevare i cambiamenti funzionali modulati dall'esecuzione del compito, l'iniezione di mezzo di contrasto, la somministrazione di CO2, la somministrazione di CO2 o la valutazione della stimolazione magnetica transcranica di queste tecniche nel rilevare alterazioni funzionali e/o strutturali del cervello correlate a una specifica malattia.

Misure di risultato:

Tecniche avanzate di neuroimaging sviluppate da questo protocollo dimostreranno la capacità di distinguere tra uso di droghe e popolazioni di controllo. Le tecniche di successo saranno quindi incorporate negli studi guidati da ipotesi nel reparto di ricerca sulle neuroimmagini del NIDA-IRP. Queste tecniche saranno utili anche, attraverso pubblicazioni e trasferimento tecnologico, all'intera società del neuroimaging.

Tipo di studio

Interventistico

Iscrizione (Stimato)

750

Fase

  • Non applicabile

Contatti e Sedi

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

Contatto studio

Backup dei contatti dello studio

Luoghi di studio

    • District of Columbia
      • Washington, District of Columbia, Stati Uniti, 20007-2197
    • Maryland
      • Baltimore, Maryland, Stati Uniti, 21224
        • Reclutamento
        • National Institute on Drug Abuse, Biomedical Research Center (BRC)
        • Contatto:

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

Età idonea allo studio

Da 18 anni a 80 anni (Adulto, Adulto più anziano)

Accetta volontari sani

Descrizione

  • I soggetti devono avere un'età compresa tra 18 e 80 anni, essere generalmente sani e maschi o femmine non gravide. A questo studio parteciperanno fumatori, non fumatori, tossicodipendenti e non tossicodipendenti.

CRITERIO DI INCLUSIONE:

Generale:

  • Adulti maschi e femmine non gravide di età compresa tra 18 e 80 anni.
  • Tutti i soggetti devono essere in grado di fornire il consenso informato.

CRITERI DI ESCLUSIONE:

Saranno esclusi i soggetti che:

  • Sono incinta. I test di gravidanza sulle urine saranno eseguiti su tutte le volontarie in età fertile prima di ogni sessione sperimentale.
  • Non sono in grado di sottoporsi a scansione MRI a causa di dispositivi metallici impiantati (pacemaker cardiaco o neurostimolatore, alcune articolazioni artificiali, perni metallici, clip chirurgiche o altre parti metalliche impiantate tra cui Copper 7 IUD) o claustrofobia.
  • Non sono in grado di sottoporsi in modo sicuro alla stimolazione TMS a causa dell'epilessia o dell'elevato rischio di convulsioni, della privazione del sonno, di una storia di svenimento inspiegabile, di forti mal di testa ricorrenti, di un trauma cranico significativo, di aver subito una procedura neurochirurgica, di avere metallo nella testa , con problemi di udito o ronzio nelle orecchie o dispositivi medici impiantati che potrebbero non funzionare correttamente sotto stimolazione TMS.
  • Avere gravi malattie mediche che includono, ma non solo, ipertensione, malattie cardiovascolari, asma, diabete, malattie vascolari periferiche, coagulopatie, sincope, anamnesi di trombosi venosa superficiale o profonda, HIV o altre malattie infettive clinicamente significative che possono alterare il segnale essere misurato.
  • Avere attuali disturbi psichiatrici importanti per includere, ma non limitati a, umore, ansia, disturbi psicotici.
  • Avere malattie neurologiche inclusi, ma non limitati a, disturbi convulsivi, emicrania, sclerosi multipla, disturbi del movimento o storia di trauma cranico, CVA, tumore del SNC.
  • Avere un deterioramento cognitivo valutato mediante screening del subtest del vocabolario WASI inferiore a 48, corrispondente a un QI completo di 85 (in tal caso allo screening, verrà eseguito un WASI completo per verificare un QI di 85 o superiore).
  • Incapacità di soddisfare le richieste del compito.
  • Infezione attiva sospetta o confermata da SARS-CoV-2. Strumento di valutazione: 2019 Novel Coronavirus (COVID-19) strumento di screening del paziente somministrato per telefono prima dell'arrivo del partecipante. La versione corrente dello strumento di screening da utilizzare è disponibile all'indirizzo http://intranet.cc.nih.gov/hospitalepidemiology/emerging_infectious_diseases.html). Possono anche essere completati i test virali alla ricerca di SARS-CoV-2 in un campione ritenuto appropriato dal NIH (come un tampone rinofaringeo o del turbinato medio). Ci riserviamo il diritto di modificare il tipo di campione poiché NIH approva nuove procedure di test. Questo test può essere eseguito internamente presso NIDA, NIH, presso un sito di test della comunità o tramite un fornitore commerciale. Chiunque abbia uno screening dei sintomi positivo senza una chiara spiegazione alternativa o un test virale positivo sarà escluso fino a quando non si riprenderà o (per i casi asintomatici) non sarà più infettivo. MAI manterrà anche la possibilità di escludere per una schermata di sintomi sospetti senza test virale positivo. Motivazione: COVID-19 è estremamente contagioso e può avere gravi conseguenze. Consentire ai partecipanti con infezione attiva altererebbe il rapporto rischio:beneficio per gli studi di non trattamento senza un focus primario sulla SARS-CoV-2 a un livello di rischio inaccettabile. Inoltre, COVID-19 può avere conseguenze cognitive che aggiungerebbe rumore inutile ai dati dello studio. I test continueranno fino a quando i funzionari della sanità pubblica e/o il personale medico del NIDA lo riterranno opportuno.

Ulteriori esclusioni per alcuni esperimenti:

Sulla base dei requisiti scientifici e medici del particolare esperimento, i partecipanti possono anche essere esclusi per:

  • mancinismo (se si utilizza un compito cognitivo o affettivo),
  • daltonismo (se si utilizza un'attività che richiede la discriminazione del colore),
  • diagnosi del consumo di droga (se una tecnica viene convalidata in una popolazione che non fa uso di droghe),
  • insufficienza renale (se devono essere utilizzati agenti di contrasto), come determinato dalla velocità di filtrazione glomerulare stimata, che deve essere > 60 ml/min, poiché l'insufficienza renale aumenta notevolmente il rischio di fibrosi sistemica nefrogenica da esposizione al gadolinio. L'insufficienza renale può anche essere associata ad anomalie metaboliche che possono interferire con l'imaging RM.
  • Allattamento (se devono essere utilizzati agenti di contrasto). La sicurezza del gadolinio per i lattanti non è stata stabilita.
  • Uso di farmaci psicoattivi o vascolari attivi (se viene utilizzata una tecnica fMRI funzionale sensibile ai cambiamenti emodinamici).

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: N / A
  • Modello interventistico: Assegnazione di gruppo singolo
  • Mascheramento: Nessuno (etichetta aperta)

Armi e interventi

Gruppo di partecipanti / Arm
Intervento / Trattamento
Sperimentale: Sviluppo e valutazione della metodologia RM
Lo sviluppo e la valutazione della metodologia consiste nello sviluppo della sequenza di impulsi, nel test e nell'ottimizzazione dei parametri. Per ogni metodo che sviluppiamo o valutiamo, possiamo reclutare fino a 40 partecipanti per un massimo di 4 visite ciascuno. Ogni partecipante verrà scansionato per un massimo di 2 sessioni per visita, per non superare le 4 ore di scansione totali per visita.
Tipo: MRI Nome: Magnetom Prisma Fit 3T Scanner (Siemens) Descrizione: Le tecniche di imaging a risonanza magnetica funzionale e strutturale sono utilizzate per la mappatura non invasiva della fisiologia e della patologia del cervello e per sviluppare tecniche avanzate di imaging a risonanza magnetica e spettroscopia (MRI e MRS) per studi di neuroimaging legati alla dipendenza.
Sperimentale: Esperimento TMS-fMRI 1
Valutare la relazione tra attivazione BOLD e MEP e stabilire un marker di attivazione BOLD dell'eccitabilità corticale. I partecipanti inizieranno con una serie di due brevi scansioni EPI basate su attività e scansione anatomica. L'RMT sarà quindi determinato. I partecipanti saranno sottoposti a una scansione TMS-fMRI a impulso singolo con intensità di stimolazione relative all'RMT sulla corteccia motoria e/o sul DLPFC. In totale, verranno testate sei (6) intensità, 80% 100%, 105%, 110%, 115% e 120% rispetto all'RMT. Il design fMRI sarà correlato all'evento. Ogni intensità (tipo di evento) sarà presentata 50 volte. L'ordine delle intensità sarà randomizzato e l'intervallo inter-stimolo (ISI) varierà da 12s a 20s (centrato su 16s più jittering casuale nel mezzo, circa 0,06Hz). La massima intensità di stimolazione sarà del 120% RMT. Le registrazioni EMG nel muscolo della mano corrispondente saranno acquisite simultaneamente durante la scansione. Il tempo totale approssimativo richiesto per questo esperimento è di circa 6-8 ore.
L'acquisizione simultanea di TMS-MRI ci consente di studiare gli effetti acuti dell'attività cerebrale indotta sul segnale BOLD e valutare l'interferenza dell'impulso TMS con la misurazione del segnale BOLD.
I partecipanti saranno sottoposti a stimolazione magnetica permanente a rotazione rapida transcranica (TRPMS), con l'obiettivo di valutare l'effetto prolungato del TRPMS sull'eccitabilità della corteccia motoria. In un altro esperimento, i partecipanti saranno sottoposti a TRPMS con l'obiettivo di valutare i cambiamenti di eccitabilità corticale con TRPMS. Questi esperimenti aiuteranno a interpretare i successivi esperimenti che studiano l'effetto del TRPMS sul segnale BOLD.
Sperimentale: Esperimento TRPMS 1
Valutare l'effetto prolungato del TPRMS sull'eccitabilità della corteccia motoria e aiutare a interpretare e progettare successivi esperimenti che studiano l'effetto del TRPMS sul segnale BOLD. Il progetto dell'esperimento è composto da quattro gruppi, ogni gruppo includerà 10 partecipanti (8 completatori/gruppo). Per le sessioni di stimolazione TRPMS, le nostre condizioni di test saranno una sessione di 10 stimoli (circa 2 minuti), una sessione di 50 stimoli (circa 7 minuti), una sessione di 100 stimoli (circa 14 minuti) e una sessione di 150 stimoli (20 minuti) per ciascuna delle rispettivamente quattro gruppi. Pertanto, l'esito sarà misurato con i potenziali di unità motorie spontanee (sMUP) nel muscolo abduttore breve controlaterale del pollice (APB). Dopo la sessione di stimolazione, misureremo gli sMUP continuamente per altri 20 minuti per osservare l'effetto prolungato della stimolazione TRPMS e confrontare queste quattro condizioni. Il tempo totale approssimativo richiesto per questo esperimento è di circa 2-2,5 ore.
I partecipanti saranno sottoposti a stimolazione magnetica permanente a rotazione rapida transcranica (TRPMS), con l'obiettivo di valutare l'effetto prolungato del TRPMS sull'eccitabilità della corteccia motoria. In un altro esperimento, i partecipanti saranno sottoposti a TRPMS con l'obiettivo di valutare i cambiamenti di eccitabilità corticale con TRPMS. Questi esperimenti aiuteranno a interpretare i successivi esperimenti che studiano l'effetto del TRPMS sul segnale BOLD.
Sperimentale: Esperimento TRPM 2
Per valutare i cambiamenti di eccitabilità corticale causati da TRPMS misurati con TMS-fMRI simultaneo. I partecipanti saranno sottoposti a una sessione TMS / fMRI di base per ottenere una misurazione dell'eccitabilità corticale di base sotto forma di attivazione BOLD indotta da TMS a impulso singolo e determinare l'hotspot motorio e l'RMT. Condurremo quindi una sessione TMS/fMRI a impulso singolo correlata all'evento con stimolo TMS al 120% RMT, 50 eventi con intervallo inter-stimolo (ISI) jittered in media di 16 secondi. La registrazione EMG simultanea sarà raccolta dal muscolo della mano corrispondente. Successivamente utilizzeremo il TRPMS per stimolare la corteccia motoria sinistra sopra l'hot-spot: 20 minuti di applicazione del TRPMS, durata 100 ms, 0,2 Hz (uno stimolo ogni 5 secondi), totale 240 stimoli. Quindi valuteremo l'effetto modulatorio della stimolazione TRPMS tramite una seconda sessione TMS/fMRI con una procedura simile alla sessione di base utilizzando l'RMT determinato al basale. Il tempo totale per questo esperimento è di circa 5-6 ore.
L'acquisizione simultanea di TMS-MRI ci consente di studiare gli effetti acuti dell'attività cerebrale indotta sul segnale BOLD e valutare l'interferenza dell'impulso TMS con la misurazione del segnale BOLD.
I partecipanti saranno sottoposti a stimolazione magnetica permanente a rotazione rapida transcranica (TRPMS), con l'obiettivo di valutare l'effetto prolungato del TRPMS sull'eccitabilità della corteccia motoria. In un altro esperimento, i partecipanti saranno sottoposti a TRPMS con l'obiettivo di valutare i cambiamenti di eccitabilità corticale con TRPMS. Questi esperimenti aiuteranno a interpretare i successivi esperimenti che studiano l'effetto del TRPMS sul segnale BOLD.

Cosa sta misurando lo studio?

Misure di risultato primarie

Misura del risultato
Misura Descrizione
Lasso di tempo
Sviluppare una perfusione simultanea e una tecnica di imaging BOLD con contrasti funzionali migliorati e artefatti di suscettibilità ridotti per la determinazione di CMRO2 durante l'attivazione cerebrale
Lasso di tempo: ad ogni visita
dati di imaging di perfusione/BOLD
ad ogni visita
Sviluppare metodi efficienti per ridurre gli artefatti dell'immagine causati dalla disomogeneità del campo e dal movimento della testa indotti dalla suscettibilità, e quindi migliorare l'affidabilità e la sensibilità dell'imaging funzionale
Lasso di tempo: ad ogni visita
Dati della scansione MRI
ad ogni visita
Sviluppare una tecnica di imaging per identificare l'attraversamento delle fibre nel cervello sulla base di misurazioni ad alta risoluzione angolare del coefficiente di diffusione apparente (ADC) e successivamente sviluppare tecniche di tracciamento delle fibre migliorate per delineare p...
Lasso di tempo: ad ogni visita
Dati della scansione MRI
ad ogni visita
Sviluppare tecniche MRS in grado di misurare in modo affidabile le concentrazioni di metaboliti e neurotrasmettitori nel cervello a 3 Tesla e valutarne la fattibilità e l'efficacia negli studi sulla tossicodipendenza
Lasso di tempo: ad ogni visita
Dati MRS da scansioni MRI
ad ogni visita
Integrare l'analisi genetica con la misurazione morfologica e funzionale dell'amigdala, dell'ippocampo e di altre regioni, che può aiutare a spiegare parte del rumore in queste misurazioni
Lasso di tempo: ad ogni visita
Dati di scansione MRI e campioni di sangue raccolti in 380 o 457 (protocollo di genetica NRB).
ad ogni visita
Valutare gli effetti delle tecniche di neuromodulazione, come TMS e TRPMS, sull'attività cerebrale e sui relativi segnali MRI
Lasso di tempo: ad ogni visita
Dati di scansione MRI; potenziali di unità motorie spontanee (sMUP) nel muscolo abduttore breve del pollice controlaterale (APB)
ad ogni visita

Collaboratori e investigatori

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

Investigatori

  • Investigatore principale: Yihong Yang, Ph.D., National Institute on Drug Abuse (NIDA)

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 (Effettivo)

24 ottobre 2003

Completamento primario (Stimato)

31 dicembre 2029

Completamento dello studio (Stimato)

31 dicembre 2029

Date di iscrizione allo studio

Primo inviato

18 dicembre 2009

Primo inviato che soddisfa i criteri di controllo qualità

18 dicembre 2009

Primo Inserito (Stimato)

21 dicembre 2009

Aggiornamenti dei record di studio

Ultimo aggiornamento pubblicato (Effettivo)

8 marzo 2024

Ultimo aggiornamento inviato che soddisfa i criteri QC

7 marzo 2024

Ultimo verificato

22 gennaio 2024

Maggiori informazioni

Termini relativi a questo studio

Piano per i dati dei singoli partecipanti (IPD)

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

INDECISO

Descrizione del piano IPD

.Prevediamo di condividere IPD per questo protocollo con database adeguatamente amministrati e/o con collaboratori con i quali sono in essere accordi di condivisione dei dati adeguati (vedere il riepilogo degli accordi di condivisione dei dati nel protocollo); Non tutti i dettagli del piano sono stati finalizzati. Non abbiamo ancora finalizzato le decisioni sui tipi di informazioni di supporto che saranno condivise, sui tempi di condivisione IPD o sui criteri di accesso alla condivisione IPD per tutti gli accordi o database.

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 .

Prove cliniche su Scanner Magnetom Prisma Fit 3T

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