Test e calibrazione della tecnologia di imaging ottico non invasivo per l'imaging cerebrale funzionale
Sfondo:
- Le tecniche di imaging funzionale non invasivo nel vicino infrarosso (fNIR) utilizzano la luce infrarossa per rilevare i cambiamenti nel volume del sangue e nei livelli di ossigeno durante l'attività cerebrale. fNIR è allo studio come un possibile modo per esaminare l'attività cerebrale di individui che non sono in grado di sottoporsi a tecniche standard di imaging della funzione cerebrale (come la risonanza magnetica funzionale o fMRI). Ad esempio, i veterani di guerra che hanno schegge di ferro nel corpo non sono in grado di sottoporsi a scansioni fMRI e bambini molto piccoli o bambini con autismo e disturbi correlati spesso non sono in grado o disposti a collaborare abbastanza a lungo nell'ambiente MRI per consentire studi di imaging completi prendere posto. I ricercatori sono interessati a confrontare i risultati di fNIR e fMRI eseguiti su volontari sani per determinare se fNIR produce risultati altrettanto accurati.
Obiettivi:
- Esaminare le capacità delle tecniche di imaging funzionale nel vicino infrarosso non invasivo su volontari sani e confrontare i risultati con i risultati esistenti della risonanza magnetica funzionale.
Eleggibilità:
- Volontari sani di almeno 18 anni di età.
Design:
- I partecipanti avranno una visita di studio. A seconda della complessità dell'attività, l'intero esame richiederà tra 5 minuti e 1 ora per essere eseguito.
- Ai partecipanti verrà chiesto di sedersi il più fermi possibile mentre indossano una fascia che include sorgenti luminose e rilevatori (il dispositivo fNIR).
- Ai partecipanti verrà chiesto di eseguire una serie di compiti (ad esempio, leggere frasi o contare i numeri nella propria testa). I dati saranno raccolti durante questi esperimenti.
Panoramica dello studio
Stato
Condizioni
Descrizione dettagliata
Obiettivo: convalidare in modo incrociato il nostro sistema di imaging della spettroscopia nel vicino infrarosso (NIRS) con i dati esistenti di imaging a risonanza magnetica funzionale (fMRI) ed elettroencefalogramma (EEG), e b) indagare su eventuali problemi tecnici significativi associati al posizionamento degli optode e agli artefatti da movimento, e a esplorare tecniche che potenzialmente miglioreranno la fattibilità e l'affidabilità del sistema in base alle esigenze della popolazione per la quale i sistemi di imaging esistenti non sono adatti.
Popolazione in studio: 250 volontari sani
Design: lo studio cercherà correlazioni tra i cambiamenti del segnale NIRS in soggetti sani durante l'esecuzione di compiti funzionali e i dati fMRI esistenti.
Misure di risultato: variazioni graduali del flusso sanguigno e dell'ossigeno, misurate con NIRS, in risposta a diversi compiti funzionali.
Tipo di studio
Iscrizione (Effettivo)
Fase
- Non applicabile
Contatti e Sedi
Luoghi di studio
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Maryland
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Bethesda, Maryland, Stati Uniti, 20892
- National Institutes of Health Clinical Center
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Criteri di partecipazione
Criteri di ammissibilità
Età idonea allo studio
Accetta volontari sani
Descrizione
- CRITERIO DI INCLUSIONE:
Età 18 anni o superiore.
CRITERI DI ESCLUSIONE:
- Volontari sani con qualsiasi malattia della pelle.
- Volontari sani con qualsiasi malattia vascolare passata o presente
- Reazione avversa nota al lattice.
- Qualsiasi condizione medica che, secondo l'opinione del ricercatore principale, precluderebbe l'inclusione di un paziente in questo studio di ricerca.
- Incapace o non disposto a dare il consenso informato.
Piano di studio
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 |
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Sperimentale: 1/Tutti i soggetti
Studi di imaging relativi all'attivazione cerebrale funzionale
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Compiti/questionari comportamentali
Dispositivo 1- fNIRSoft e Dispositivo 2 - NIRScout
Una serie di compiti.
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Cosa sta misurando lo studio?
Misure di risultato primarie
Misura del risultato |
Misura Descrizione |
Lasso di tempo |
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Relazione tra attivazione della corteccia prefrontale e aritmia del seno respiratorio
Lasso di tempo: Durante la valutazione
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L'attivazione della corteccia prefrontale (PFC) viene misurata in termini di variazione dell'ossiemoglobina (O2HB) usando un sistema funzionale di spettroscopia a infrarossi vicini (FNIRS) sulla fronte di una persona. L'aritmia del seno respiratorio (RSA) è la variazione del battito cardiaco in risposta alla respirazione. Viene calcolato come variazioni delle lunghezze dell'intervallo interbeat a seguito della respirazione usando la differenza quadrata media della radice (RMSSD). La relazione tra l'attivazione di PFC e RSA è quantificata come coefficiente di regressione lineare, che rappresenta la variazione media stimata della concentrazione di O2HB associata ad un aumento di 1 unità di RMSSD nella lunghezza dell'intervallo interbeato Heartrate. |
Durante la valutazione
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Cambiamento medio della concentrazione di ossiememoblobina nella regione della corteccia prefrontale dorsolaterale sinistra dopo il dilemma del giudizio morale impersonale
Lasso di tempo: Durante la valutazione
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Il giudizio morale (MJ) è il processo di valutazione di ciò che è giusto o sbagliato in base alle norme sociali. Il classico dilemma del carrello descrive uno scenario MJ impersonale in cui un carrello si sta scagliando verso cinque lavoratori in pista. Un'opzione presentata è quella di capovolgere un passaggio per deviare il corso del carrello, il che porterebbe al carrello che si scaglia verso una persona sul lato opposto della pista, uccidendo questa persona. L'altro è non fare nulla e permettere ai cinque lavoratori di morire. La corteccia prefrontale dorsolaterale (DL-PFC) è responsabile di sentenze utilitarie (logiche) che si ritiene impediscano più processi cognitivi e meno processi emotivi. L'ossiemoglobina (O2HB) viene misurata usando una spettroscopia a infrarossi vicini funzionale (FNIRS) nella corteccia prefrontale. |
Durante la valutazione
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Misure di risultato secondarie
Misura del risultato |
Misura Descrizione |
Lasso di tempo |
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Numero di partecipanti con problemi significativi associati ai NIRS
Lasso di tempo: Durante la valutazione
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Valutare eventuali problemi significativi associati al posizionamento degli optodi NIRS e valutare l'effetto del movimento del soggetto sulla raccolta dei dati, sulla qualità e sul rumore. I dati dei partecipanti con problemi significativi, che a causa del posizionamento degli optodi NIRS o del movimento del soggetto, della qualità dei dati e del rumore, vengono rimossi da ulteriori analisi. |
Durante la valutazione
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Numero di partecipanti con prestazioni elevate ma bassa attivazione della corteccia prefrontale
Lasso di tempo: Durante la valutazione
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Il gruppo ad alte prestazioni include persone con un punteggio di precisione superiore al 90% durante un'attività N-back.
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Durante la valutazione
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Collaboratori e investigatori
Collaboratori
Investigatori
- Investigatore principale: Amir Gandjbakhche, Ph.D., Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development (NICHD)
Pubblicazioni e link utili
Pubblicazioni generali
- Bozkurt A, Onaral B. Safety assessment of near infrared light emitting diodes for diffuse optical measurements. Biomed Eng Online. 2004 Mar 22;3(1):9. doi: 10.1186/1475-925X-3-9.
- Friedland RP, Iadecola C. Roy and Sherrington (1890): a centennial reexamination of "On the regulation of the blood-supply of the brain". Neurology. 1991 Jan;41(1):10-4. doi: 10.1212/wnl.41.1.10. No abstract available.
- Villringer A, Chance B. Non-invasive optical spectroscopy and imaging of human brain function. Trends Neurosci. 1997 Oct;20(10):435-42. doi: 10.1016/s0166-2236(97)01132-6.
Collegamenti utili
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Ultimo verificato
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Parole chiave
Altri numeri di identificazione dello studio
- 100198
- 10-CH-0198
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