- ICH GCP
- Registro degli studi clinici negli Stati Uniti
- Sperimentazione clinica NCT05732649
Migliorare la percezione visiva e l'apprendimento visuo-motorio con il neurofeedback dell'interazione della rete cerebrale. (NF-BrainNet)
Le neuroscienze si sono a lungo concentrate sulla comprensione dell'attività cerebrale durante l'esecuzione di un compito. Di conseguenza, gli attuali metodi di allenamento mirano a massimizzare l'attivazione cerebrale durante un compito addestrato. Tuttavia, nuove prove mostrano che questo potrebbe non essere un modo efficiente di procedere. I soggetti umani raggiungono le massime prestazioni solo quando la rete cerebrale si trova in uno stato di elevata interazione e comunicazione spontanea tra le regioni del cervello prima dell'allenamento o, in altre parole, in uno stato di elevata "comunicazione di rete". In questo caso, è richiesto uno sforzo minimo durante l'attività. Ciò richiede nuove strategie di apprendimento volte a indurre una maggiore comunicazione di rete prima dell'esecuzione dell'attività. I ricercatori hanno precedentemente dimostrato che le persone sane possono imparare ad aumentare la comunicazione in rete delle aree motorie (cioè le aree che controllano il movimento) quando ricevono un feedback in tempo reale sulla loro attività corrente, noto come neurofeedback. Nel neurofeedback, i soggetti ricevono un feedback continuo sullo stato della loro attività cerebrale in un momento presente. Attraverso questo feedback, possono imparare a modificare la propria attività cerebrale.
Lo scopo del presente studio è convalidare il neurofeedback come un nuovo approccio terapeutico per indurre un'elevata comunicazione di rete a riposo (cioè, quando i partecipanti non sono impegnati in un compito) e verificare se questa comunicazione di rete intensificata può migliorare la percezione visiva e l'apprendimento motorio .
Panoramica dello studio
Stato
Condizioni
Descrizione dettagliata
Come i ricercatori hanno visto in uno studio pilota, i partecipanti non sono in grado di migliorare la comunicazione di rete delle regioni del cervello visivo (cioè le regioni che elaborano gli stimoli luminosi) attraverso il neurofeedback quando il feedback viene percepito con gli occhi. Pertanto, l'obiettivo dell'esperimento 1 è trovare una forma alternativa di feedback attraverso la quale i partecipanti possano aumentare in modo efficiente la comunicazione di rete. Nello specifico, i partecipanti riceveranno un neurofeedback sotto forma di suono, vibrazione sulla pelle o entrambi. Per il neurofeedback come suono, i ricercatori useranno suoni rilassanti che sono stati precedentemente trovati per migliorare la comunicazione di rete. Per il neurofeedback come vibrazione, stimolatori elettrici o vibrotattili stimoleranno sia le mani che i piedi, poiché la ricerca precedente ha trovato un effetto positivo sulla comunicazione della rete cerebrale. L'intensità della stimolazione sensoriale sarà modulata in base all'attuale livello di comunicazione di rete tra l'area cerebrale bersaglio e il resto del cervello. Pertanto, una maggiore comunicazione porta a una minore intensità di feedback. L'idea è che i soggetti imparino a mantenere stati di alta comunicazione senza feedback sensoriale. I soggetti riceveranno l'istruzione di abbassare il livello di feedback senza indicazione di alcuna particolare strategia di immaginazione mentale, poiché i ricercatori hanno precedentemente osservato che nessun compito specifico di immaginazione mentale è in grado di migliorare la FC in banda alfa senza feedback. Infine, per esplorare gli effetti a livello comportamentale, gli investigatori valuteranno inoltre la percezione visiva all'inizio e alla fine di ogni sessione, analogamente a uno studio precedente.
Nell'esperimento 2, la modalità di neurofeedback dell'esperimento 1 viene adottata per verificare se l'aumento della comunicazione di rete attraverso il neurofeedback può portare a un migliore apprendimento visuo-motorio. L'apprendimento visuo-motorio sarà misurato con l'attività di disegno dello specchio perché i ricercatori hanno prove di fattibilità da uno studio precedente e perché rappresenta un buon modello per il riapprendimento secondo necessità nelle cliniche.
In entrambi gli esperimenti, i partecipanti saranno sottoposti a risonanza magnetica (MRI). Questa risonanza magnetica aumenterà la precisione del neurofeedback.
Tipo di studio
Iscrizione (Effettivo)
Fase
- Non applicabile
Contatti e Sedi
Luoghi di studio
-
-
-
Bern, Svizzera, 3010
- Division of Neurorehabilitation, Department of Neurology, Inselspital, Bern University Hospital, University of Bern, Switzerland.
-
-
Criteri di partecipazione
Criteri di ammissibilità
Età idonea allo studio
Accetta volontari sani
Descrizione
Criterio di inclusione:
- Consenso informato firmato
- Età almeno 18 anni
- Visione normale o da corretta a normale
- Nessuna malattia neurologica o psichiatrica
- Nessun consumo regolare di benzodiazepine o neurolettici
Criteri di esclusione:
- Qualsiasi intervento chirurgico al cervello
- Abuso di droghe o alcol
- Presenza di metallo non sicuro per risonanza magnetica nel corpo
Piano di studio
Come è strutturato lo studio?
Dettagli di progettazione
- Scopo principale: Trattamento
- Assegnazione: Randomizzato
- Modello interventistico: Assegnazione fattoriale
- Mascheramento: Separare
Armi e interventi
Gruppo di partecipanti / Arm |
Intervento / Trattamento |
|---|---|
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Sperimentale: Esperimento 1
I partecipanti prenderanno parte a tre diverse sessioni.
In ogni sessione, la comunicazione in rete nelle aree visive sarà abbinata all'intensità di un suono, di una stimolazione tattile o di entrambi.
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L'interazione di rete misurata con l'EEG nelle aree visive sarà abbinata all'intensità di un suono.
L'interazione di rete misurata con l'EEG nelle aree visive sarà accoppiata con l'intensità della stimolazione tattile (cioè stimolatori elettrici o vibrotattili applicati su mani e piedi).
L'interazione di rete misurata con l'EEG nelle aree visive sarà accoppiata con l'intensità di una stimolazione sonora e tattile.
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Sperimentale: Esperimento 2 (Gruppo A)
I partecipanti vengono sottoposti a un training di neurofeedback della comunicazione di rete tra l'area cerebrale bersaglio (cioè l'area parietale superiore sinistra) e il resto del cervello per circa 20 minuti (la durata precisa sarà definita con l'esperienza dell'esperimento 1), utilizzando il feedback sensoriale modalità definita nell'esperimento 1.
Quindi, eseguono l'attività di disegno speculare.
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I partecipanti si allenano per diminuire l'intensità di una stimolazione sensoriale (definita nell'Esperimento 1) che è accoppiata con l'interazione di rete in una specifica regione del cervello.
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Comparatore attivo: Esperimento 2 (Gruppo B)
I partecipanti utilizzeranno il neurofeedback per allenare la comunicazione di rete di un'area del cervello di controllo nell'altro emisfero (destro) che non è direttamente collegata all'elaborazione o all'apprendimento visuo-motorio, utilizzando altrimenti la stessa durata e configurazione del feedback.
Questa condizione di controllo consente di ottenere un'esperienza di feedback simile e quindi un vero accecamento.
Inoltre, consente una valutazione della specificità spaziale della formazione di feedback.
Dopo il neurofeedback, eseguono il compito di disegnare allo specchio.
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I partecipanti si allenano per diminuire l'intensità di una stimolazione sensoriale (definita nell'Esperimento 1) che è accoppiata con l'interazione di rete in una specifica regione del cervello.
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Nessun intervento: Esperimento 2 (Gruppo C)
I partecipanti non riceveranno neurofeedback, ma addestreranno direttamente l'attività di disegno dello specchio.
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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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Cambiamenti nella comunicazione di rete
Lasso di tempo: La FC in banda alfa sarà misurata usando l'EEG per 10 minuti (min) prima del neurofeedback, per ca. 20 minuti durante il neurofeedback e per 10 minuti dopo il neurofeedback.
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La misura dell'esito primario per entrambi gli esperimenti sarà il cambiamento nella comunicazione di rete durante il neurofeedback misurato con l'elettroencefalografia (EEG).
La comunicazione di rete sarà calcolata come connettività funzionale (FC) in banda alfa come descritto nei documenti di convalida dei ricercatori.
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La FC in banda alfa sarà misurata usando l'EEG per 10 minuti (min) prima del neurofeedback, per ca. 20 minuti durante il neurofeedback e per 10 minuti dopo il neurofeedback.
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Misure di risultato secondarie
Misura del risultato |
Misura Descrizione |
Lasso di tempo |
|---|---|---|
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Percezione visiva
Lasso di tempo: Il compito di percezione visiva sarà dato all'inizio di ogni sessione. Poi, dopo 10 min EEG, ca. 20 min di neurofeedback e 10 min di EEG il compito verrà ripetuto.
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La misura del risultato secondario per l'esperimento 1 sarà la prestazione comportamentale nella percezione visiva.
Migliori prestazioni visive si traducono in una percentuale più alta di stimoli rilevati nella metà sinistra o destra dello schermo, come nel documento di convalida degli investigatori.
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Il compito di percezione visiva sarà dato all'inizio di ogni sessione. Poi, dopo 10 min EEG, ca. 20 min di neurofeedback e 10 min di EEG il compito verrà ripetuto.
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Apprendimento visuo-motorio
Lasso di tempo: Dopo 10 minuti di EEG e 20 minuti di neurofeedback sarà ottenuto un pre-test di 5 minuti nel compito di disegno speculare. Quindi, dopo 20 minuti di allenamento nel compito, verrà effettuato un post-test di 5 minuti.
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La misura del risultato secondario per l'esperimento 2 sarà il guadagno di apprendimento in un compito di apprendimento visuo-motorio.
In particolare, il compito di apprendimento visuo-motorio che verrà utilizzato è il compito di disegnare allo specchio.
Come nei documenti di validazione, le due variabili di interesse sono il numero di errori e il tempo di completamento.
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Dopo 10 minuti di EEG e 20 minuti di neurofeedback sarà ottenuto un pre-test di 5 minuti nel compito di disegno speculare. Quindi, dopo 20 minuti di allenamento nel compito, verrà effettuato un post-test di 5 minuti.
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Collaboratori e investigatori
Collaboratori
Investigatori
- Investigatore principale: Adrian Guggisberg, Prof. Dr., Division of Neurorehabilitation, Department of Neurology, Inselspital, Bern University Hospital, University of Bern, Switzerland.
Pubblicazioni e link utili
Pubblicazioni generali
- Mottaz A, Solca M, Magnin C, Corbet T, Schnider A, Guggisberg AG. Neurofeedback training of alpha-band coherence enhances motor performance. Clin Neurophysiol. 2015 Sep;126(9):1754-60. doi: 10.1016/j.clinph.2014.11.023. Epub 2014 Dec 6.
- Guggisberg AG, Honma SM, Findlay AM, Dalal SS, Kirsch HE, Berger MS, Nagarajan SS. Mapping functional connectivity in patients with brain lesions. Ann Neurol. 2008 Feb;63(2):193-203. doi: 10.1002/ana.21224.
- Guggisberg AG, Dalal SS, Zumer JM, Wong DD, Dubovik S, Michel CM, Schnider A. Localization of cortico-peripheral coherence with electroencephalography. Neuroimage. 2011 Aug 15;57(4):1348-57. doi: 10.1016/j.neuroimage.2011.05.076. Epub 2011 Jun 7.
- Dubovik S, Pignat JM, Ptak R, Aboulafia T, Allet L, Gillabert N, Magnin C, Albert F, Momjian-Mayor I, Nahum L, Lascano AM, Michel CM, Schnider A, Guggisberg AG. The behavioral significance of coherent resting-state oscillations after stroke. Neuroimage. 2012 May 15;61(1):249-57. doi: 10.1016/j.neuroimage.2012.03.024. Epub 2012 Mar 13.
- Paszkiel S, Dobrakowski P, Lysiak A. The Impact of Different Sounds on Stress Level in the Context of EEG, Cardiac Measures and Subjective Stress Level: A Pilot Study. Brain Sci. 2020 Oct 13;10(10):728. doi: 10.3390/brainsci10100728.
- Freyer F, Reinacher M, Nolte G, Dinse HR, Ritter P. Repetitive tactile stimulation changes resting-state functional connectivity-implications for treatment of sensorimotor decline. Front Hum Neurosci. 2012 May 23;6:144. doi: 10.3389/fnhum.2012.00144. eCollection 2012.
- Allaman L, Mottaz A, Guggisberg AG. Disrupted resting-state EEG alpha-band interactions as a novel marker for the severity of visual field deficits after brain lesion. Clin Neurophysiol. 2021 Sep;132(9):2101-2109. doi: 10.1016/j.clinph.2021.05.029. Epub 2021 Jun 28.
- Allaman L, Mottaz A, Kleinschmidt A, Guggisberg AG. Spontaneous Network Coupling Enables Efficient Task Performance without Local Task-Induced Activations. J Neurosci. 2020 Dec 9;40(50):9663-9675. doi: 10.1523/JNEUROSCI.1166-20.2020. Epub 2020 Nov 6.
- Manuel AL, Guggisberg AG, Theze R, Turri F, Schnider A. Resting-state connectivity predicts visuo-motor skill learning. Neuroimage. 2018 Aug 1;176:446-453. doi: 10.1016/j.neuroimage.2018.05.003. Epub 2018 May 4.
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- 2022-00976
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