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Modulazione del circuito di ricompensa tramite neurofeedback musicale basato su EEG basato su fMRI

2 maggio 2021 aggiornato da: Tel-Aviv Sourasky Medical Center

Modulazione del circuito di ricompensa tramite neurofeedback basato su EEG

L'obiettivo di questo studio è verificare se l'up-regulation volontaria dell'attivazione del sistema di ricompensa mesolimbico sia possibile e di esaminare gli effetti neurocomportamentali della neuromodulazione specifica di questo circuito sull'elaborazione della ricompensa. Questo obiettivo sarà raggiunto testando gli effetti di un nuovo quadro sperimentale non invasivo per la neuromodulazione che si basa sul neurofeedback (NF), che è guidato dall'attivazione neuronale nello striato ventrale (VS) e interfacciato con musica piacevole personalizzata come feedback. Ipotizziamo che sia possibile imparare a regolare volontariamente il VS utilizzando questo approccio musicale NF. Prevediamo inoltre che l'allenamento NF di successo per l'up-regulation del segnale VS-EFP comporterà marcati cambiamenti negli esiti neurali e comportamentali associati all'up-regulation della segnalazione dopaminergica.

Panoramica dello studio

Stato

Reclutamento

Condizioni

Intervento / Trattamento

Descrizione dettagliata

Il neurofeedback è un approccio formativo in cui le persone imparano a regolare la propria attività cerebrale utilizzando un segnale di feedback che riflette i segnali cerebrali in tempo reale. Un utilizzo efficace di questo approccio richiede che l'attività cerebrale rappresentata sia misurata con elevata specificità, ma in modo accessibile, consentendo sessioni ripetute. Le prove suggeriscono che gli individui sono in grado di regolare volontariamente la propria attivazione neurale regionale, anche nelle regioni cerebrali profonde come il VS tramite risonanza magnetica funzionale in tempo reale (rt-fMRI). Tuttavia, l'utilità di rt-fMRI-NF per l'allenamento ripetuto è limitata a causa dell'immobilità, dei costi elevati e dei requisiti fisici estesi. L'elettroencefalografia (EEG), invece, è economica e accessibile. Tuttavia, i benefici comportamentali e clinici dell'EEG-NF, specialmente nel contesto della depressione e di altri disturbi affettivi, sono ancora dibattuti. Il lavoro precedente del laboratorio di Hendler ha stabilito una nuova struttura per un sondaggio accessibile di specifiche reti cerebrali chiamate fingerprinting elettrico [1]. Il fingerprinting si basa sulla modellazione statistica di un pattern EEG ispirato alla fMRI basato su una registrazione simultanea di EEG/fMRI in combinazione con algoritmi di apprendimento. Questo approccio è stato applicato e convalidato con successo per l'amigdala, rivelando la modulazione di successo del segnale EFP-amigdala durante l'addestramento NF, nonché effetti neuronali e comportamentali persistenti tra i tirocinanti, relativi all'addestramento sham-NF. Nel presente studio, la procedura di formazione NF utilizza un modello EEG ispirato alla fMRI di nuova concezione dell'attività mesolimbica, centrato sul VS; Impronta digitale VS-elettrica (VS-EFP). Inoltre, per migliorare l'accessibilità al sistema mesolimbico, l'interfaccia di feedback si basa su musica piacevole, che è stato ripetutamente dimostrato di coinvolgere il circuito di ricompensa e portare al rilascio dopaminergico all'interno dello striato [ad esempio, 2; cfr. 3]. Il principio di base dietro l'interfaccia musicale è che durante l'allenamento, ai partecipanti viene presentata la loro musica autoselezionata, che viene più o meno distorta acusticamente in modo da alterare in modo affidabile il suo livello di piacevolezza in tempo reale. Uno studio di fattibilità con venti partecipanti (N=10 gruppi di test, N=10 gruppi di controllo), condotto presso McGill, ha dimostrato la fattibilità di questo approccio. Nel presente studio, desideriamo replicare ed estendere questi risultati in un campione più ampio (N=~40; N=20 gruppo di test e N=20 gruppo di controllo sham) e testare le ipotesi sorte in questo studio per quanto riguarda la sua possibili esiti neurocomportamentali.

Tipo di studio

Interventistico

Iscrizione (Anticipato)

40

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

  • Nome: Neomi Singer, PhD

Luoghi di studio

  • Israele
      • Tel Aviv, Israele
        • Reclutamento
        • Sagol Brain Institute, Tel Aviv Sourasky Medical Center
        • 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 65 anni (ADULTO, ANZIANO_ADULTO)

Accetta volontari sani

Sì

Sessi ammissibili allo studio

Tutto

Descrizione

Criterio di inclusione:

Sano senza malattie di base note Senza declino cognitivo noto Avere un udito normale Dominanza della mano destra Nessuna storia di malattie psichiatriche o neurologiche che richiedano il ricovero in ospedale. Verranno applicati i criteri accettati per l'inclusione per un esame MRI per scopi medici, in conformità con le procedure stabilite presso l'Istituto MRI presso il Sourasky Medical Center di Tel Aviv.

Criteri di esclusione:

Ha una diagnosi di malattie psichiatriche o neurologiche Utilizza farmaci psichiatrici o neurologici Perdita dell'udito Si applicheranno i criteri accettati per l'esclusione da un esame MRI per scopi medici, secondo le procedure stabilite presso l'Istituto MRI presso il Sourasky Medical Center di Tel Aviv

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: PARALLELO
  • Mascheramento: TRIPLICARE

Armi e interventi

Gruppo di partecipanti / Arm
Intervento / Trattamento
ACTIVE_COMPARATORE: Neurofeedback VS-EFP
Il neurofeedback si basa sul cambiamento appreso in un particolare segnale neurale o in una combinazione di segnali neurali quando il feedback e la ricompensa di questi segnali vengono ripetutamente presentati all'organismo. Pertanto, gli individui imparano a modulare la loro attività neurale attraverso un circuito NF chiuso; in questa condizione, i partecipanti riceveranno un feedback musicale guidato dal proprio VS-EFP
Altro: Interfaccia cervello-computer: attività di neurofeedback musicale basata su EEG
Formazione di neurofeedback con EEG, in cui ai partecipanti viene presentata musica autoselezionata e viene chiesto di far suonare meglio la musica presentata applicando strategie mentali. Sei sessioni di allenamento ripetute, ciascuna composta da cinque cicli di allenamento. Ogni ciclo è composto da 120 secondi di blocco "linea di base locale" e 90 secondi di blocco "regolazione" durante l'ascolto di musica autoselezionata. I partecipanti vengono istruiti ad ascoltare passivamente la loro musica autoselezionata durante il blocco della "linea di base locale" e a "far suonare meglio la musica" durante il blocco della "regolazione". I partecipanti sono istruiti a reclutare strategie mentali scelte, che trovano essere più efficienti per questo compito normativo. Durante la "regolazione", la qualità del suono varia in tempo reale (ogni 3 secondi) in proporzione alla differenza tra il valore corrente di VS-EFP e il suo valore medio durante la "linea di base locale".
SHAM_COMPARATORE: Neurofeedback fasullo aggiogato
Il neurofeedback si basa sul cambiamento appreso in un particolare segnale neurale o in una combinazione di segnali neurali quando il feedback e la ricompensa di questi segnali vengono ripetutamente presentati all'organismo. Pertanto, gli individui imparano a modulare la loro attività neurale attraverso un circuito NF chiuso; in questa condizione, il feedback musicale sarà fornito sulla base del segnale VS-EFP di un altro partecipante. Quindi, ogni partecipante del gruppo sham è accoppiato con un partecipante del gruppo di test, ricevendo così un feedback basato sul partecipante al test accoppiato. In questo modo, entrambi i gruppi sono esposti all'esatta proporzione di manipolazione del suono che indica il loro livello di successo. Per tenere conto di un possibile contributo dell'ordine temporale di presentazione del feedback, in metà dei partecipanti di controllo, il modello di feedback verrà "riprodotto" in avanti (mantenendo il modello temporale originale di VS-EFP che il partecipante accoppiato ha ricevuto), e in metà - indietro (capovolgendo il modello temporale originale da destra a sinistra).
Altro: Interfaccia cervello-computer: attività di neurofeedback musicale basata su EEG
Formazione di neurofeedback con EEG, in cui ai partecipanti viene presentata musica autoselezionata e viene chiesto di far suonare meglio la musica presentata applicando strategie mentali. Sei sessioni di allenamento ripetute, ciascuna composta da cinque cicli di allenamento. Ogni ciclo è composto da 120 secondi di blocco "linea di base locale" e 90 secondi di blocco "regolazione" durante l'ascolto di musica autoselezionata. I partecipanti vengono istruiti ad ascoltare passivamente la loro musica autoselezionata durante il blocco della "linea di base locale" e a "far suonare meglio la musica" durante il blocco della "regolazione". I partecipanti sono istruiti a reclutare strategie mentali scelte, che trovano essere più efficienti per questo compito normativo. Durante la "regolazione", la qualità del suono varia in tempo reale (ogni 3 secondi) in proporzione alla differenza tra il valore corrente di VS-EFP e il suo valore medio durante la "linea di base locale".

Cosa sta misurando lo studio?

Misure di risultato primarie

Misura del risultato
Misura Descrizione
Lasso di tempo
Successo del regolamento VS-EFP
Lasso di tempo: Da 0 a 4 settimane
Misurato dalla variazione della potenza VS-EFP; basato sulla differenza tra EFP durante le condizioni di "regolazione" e "basale locale" durante i cicli di neurofeedback. I ricercatori prevedono una maggiore modulazione della potenza VS-EFP tra il gruppo di neurofeedback rispetto ai controlli fittizi (test > fittizia).
Da 0 a 4 settimane
Trasferimento del regolamento VS-EFP: successo del regolamento volitivo VS-EFP in un contesto diverso
Lasso di tempo: Da 1 a 5 settimane
Misurato dalla variazione della potenza VS-EFP; in base alla differenza tra le condizioni di riferimento locali e regolamentari durante la condizione di trasferimento; regolamento volontario quando non viene fornita musica o feedback. La condizione di trasferimento viene introdotta all'inizio di ogni sessione di allenamento. I ricercatori prevedono un cambiamento positivo nella regolazione VS-EFP a seguito di una formazione di successo nel gruppo di neurofeedback, rispetto ai controlli fittizi.
Da 1 a 5 settimane
Autoregolazione mesolimbica in un contesto diverso
Lasso di tempo: Da 1 a 5 settimane

Misurato tramite fMRI; un'attività di trasferimento (regolazione volontaria quando non viene applicato alcun feedback) durante una scansione fMRI, che avrà luogo prima e dopo l'intero periodo di formazione. L'analisi della regione di interesse (ROI) dello striato ventrale (VS) sarà definita in base alla regione bersaglio utilizzata per lo sviluppo del VS-EFP. Ulteriori regioni della rete mesolimbica saranno definite sulla base di una meta-analisi della ricompensa.

L'esito sarà misurato per ogni gruppo, come il cambiamento (post > pre) nel contrasto tra la condizione 'regolata' e quella 'basale locale'.

I ricercatori prevedono un cambiamento positivo nella sovraregolazione del VS a seguito di un addestramento di successo nel gruppo del neurofeedback, rispetto ai controlli fittizi.

Analisi esplorativa: gli investigatori intendono esplorare ulteriormente se l'allenamento NF abbia comportato un cambiamento positivo nella sovraregolazione di nodi mesolimbici aggiuntivi.
Da 1 a 5 settimane

Misure di risultato secondarie

Misura del risultato
Misura Descrizione
Lasso di tempo
Comportamento di apprendimento della ricompensa
Lasso di tempo: Da 1 a 5 settimane

Valutato tramite la prestazione nel compito di selezione probabilistica (PST), che sarà somministrato prima e dopo l'intero periodo di formazione. Questo è un compito di apprendimento premiante probabilistico, in cui la capacità dei partecipanti di imparare a scegliere un simbolo premiato frequentemente (ad esempio, il simbolo A che viene premiato l'80% delle volte) o di evitare un simbolo premiato raramente (B, 20% del volte) viene esaminato [4].

Il risultato sarà misurato per ciascun gruppo, come il cambiamento (post > pre) nell'accuratezza dell'apprendimento dalla ricompensa (selezionare A) o dalle punizioni (evitare B).

I ricercatori prevedono un cambiamento positivo nell'apprendimento dalle ricompense a seguito di una formazione di successo nel gruppo del neurofeedback, rispetto ai controlli fittizi.
Da 1 a 5 settimane
Comportamento motivazionale incentivante
Lasso di tempo: Da 1 a 5 settimane

Misurato tramite le prestazioni nell'attività di spesa per le ricompense (attività Eefrt), che verrà amministrata prima e dopo l'intero periodo di formazione. Questo è un compito decisionale basato sullo sforzo, in cui i partecipanti scelgono di eseguire un compito "difficile" o "facile" per ottenere importi variabili di ricompense monetarie con probabilità bassa/media/alta di ricevere la ricompensa [5].

Il risultato sarà misurato per ogni gruppo, come il cambiamento (post>pre) nella proporzione di scegliere di dedicare più impegno per un guadagno monetario alto/basso con probabilità alta/media/bassa.

I ricercatori prevedono un cambiamento positivo nella proporzione di scegliere il compito difficile per un guadagno monetario elevato con minori probabilità di ottenere ricompense a seguito di una formazione di successo nel gruppo del neurofeedback, rispetto ai controlli fittizi.
Da 1 a 5 settimane
Tratto edonico: collegamento tra tratti edonistici e successo del neurofeedback
Lasso di tempo: Da 1 a 5 settimane

Misurato tramite la Snaith Hemilton Pleasure Scale (SHAPS), un questionario a 14 voci che valuta la capacità edonica; un indice di c-anedonia sarà derivato come somma delle risposte [6].

I ricercatori prevedono che ci sarà una correlazione negativa tra i punteggi di anedonia dopo l'allenamento e le prestazioni nell'NF-VS-EFP nel gruppo del neurofeedback.
Da 1 a 5 settimane

Altre misure di risultato

Misura del risultato
Misura Descrizione
Lasso di tempo
Elaborazione della ricompensa (neurale): reattività mesolimbica alle ricompense (cioè, piacere monetario, musicale)
Lasso di tempo: Da 1 a 5 settimane

Misurato tramite fMRI; applicazione dell'ascolto piacevole della musica e attività di ritardo dell'incentivo monetario durante la scansione fMRI prima e dopo l'intero periodo di formazione.

L'analisi del ROI del VS sarà definita in base alla regione target utilizzata per lo sviluppo del VS-EFP. Ulteriori nodi mesolimbici saranno definiti sulla base di una meta-analisi della ricompensa.

Il risultato sarà misurato per ciascun gruppo, come il cambiamento (post > pre) nel contrasto tra condizione di ricompensa vs controllo durante il compito relativo alla ricompensa.

I ricercatori prevedono un cambiamento positivo nella risposta VS alla ricompensa a seguito di un allenamento di successo nel gruppo del neurofeedback, rispetto ai controlli.

Analisi esplorativa: gli investigatori esploreranno il profilo del cambiamento nell'attivazione VS rispetto alle diverse fasi dell'elaborazione della ricompensa (ad esempio, anticipazione della ricompensa, consumo).

Gli investigatori esploreranno ulteriormente se l'allenamento NF ha portato a un cambiamento positivo nell'attivazione correlata alla ricompensa in ulteriori nodi mesolimbici
Da 1 a 5 settimane

Collaboratori e investigatori

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

Sponsor

Tel-Aviv Sourasky Medical Center

Collaboratori

McGill University
Tel Aviv University

Pubblicazioni e link utili

La persona responsabile dell'inserimento delle informazioni sullo studio fornisce volontariamente queste pubblicazioni. Questi possono riguardare qualsiasi cosa relativa allo studio.

Pubblicazioni generali

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)

10 luglio 2020

Completamento primario (ANTICIPATO)

10 settembre 2021

Completamento dello studio (ANTICIPATO)

10 settembre 2021

Date di iscrizione allo studio

Primo inviato

2 maggio 2021

Primo inviato che soddisfa i criteri di controllo qualità

2 maggio 2021

Primo Inserito (EFFETTIVO)

6 maggio 2021

Aggiornamenti dei record di studio

Ultimo aggiornamento pubblicato (EFFETTIVO)

6 maggio 2021

Ultimo aggiornamento inviato che soddisfa i criteri QC

2 maggio 2021

Ultimo verificato

1 maggio 2021

Maggiori informazioni

Termini relativi a questo studio

Altri numeri di identificazione dello studio

  • 0401-17-TLV
  • 00040030000 (OTHER_GRANT: MOST-FRQNT-FRQS collaboration)

Piano per i dati dei singoli partecipanti (IPD)

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

INDECISO

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

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