Ruolo causale delle oscillazioni Delta e Theta nel controllo cognitivo gerarchico
Lo scopo di questo studio clinico è valutare l'effetto della stimolazione magnetica transcranica ritmica (TMS) erogata alla frequenza delta (2,2 Hz) o theta (6,5 Hz) sul controllo cognitivo.
Questo studio mira a esplorare come la stimolazione mirata alle frequenze delta e theta modula l’attività cerebrale per migliorare le prestazioni cognitive nelle popolazioni sane.
Panoramica dello studio
Stato
Condizioni
Intervento / Trattamento
Descrizione dettagliata
Si propone che le oscillazioni neurali siano un meccanismo di coordinamento dell'elaborazione delle informazioni attraverso regioni distribuite della corteccia. Diverse oscillazioni neurali possono corrispondere a diversi calcoli neurali sottostanti. La stimolazione cerebrale non invasiva consente agli sperimentatori di modulare specifiche oscillazioni neurali prendendo di mira particolari bande di frequenza. È stato precedentemente dimostrato che la stimolazione magnetica transcranica ritmica (TMS) trascina le oscillazioni neurali alla frequenza della stimolazione.
Prove precedenti suggeriscono che i paradigmi dei compiti di controllo cognitivo suscitano attività distinta sia nella banda Delta (2-3 Hz) che nella banda Theta (4-7 Hz). Questa attività è progettata per esaminare il controllo cognitivo gerarchico e comprende due sottoattività. Nel compito di risposta, i partecipanti vedono una croce di fissazione colorata e devono premere un pulsante con un dito specifico. La mappatura dello stimolo alla risposta viene memorizzata in anticipo. Il numero di regole dallo stimolo alla risposta viene manipolato come quattro (dimensione del set bassa) o otto (dimensione del set alta). Nel compito Dimensione, i partecipanti vedono due oggetti e devono giudicare se sono uguali o diversi a seconda di una delle due caratteristiche. Una caratteristica è la forma dell'oggetto, alta o larga. L'altra caratteristica è la complessità degli oggetti in quanto semplici e fluidi o complessi e sfaccettati. In questo compito, le oscillazioni delta (2-3 Hz) sono associate all'astrazione delle regole, coinvolgendo la corteccia prefrontale medio-dorsolaterale (mid-dlPFC), mentre le oscillazioni theta (4-7 Hz) sono collegate alle associazioni stimolo-azione e alla memoria di lavoro carico, con aumento dell'attività theta osservato nell'area premotoria dorsale (PMd) in condizioni di dimensioni elevate.
Per il presente studio, i ricercatori propongono di fornire treni ritmici di TMS in frequenza delta, frequenza theta o un controllo aritmico per modulare l'elaborazione neurale durante un compito di controllo cognitivo. Raccogliendo l'EEG simultaneo con la TMS, i ricercatori saranno in grado di misurare le oscillazioni trascinate dalla TMS ritmica. Applicando la frequenza delta, la frequenza theta e la TMS aritmica durante l'esecuzione dell'attività in ciascuna posizione, i ricercatori saranno in grado di esaminare la relazione causale delle oscillazioni delta a metà dlPFC nell'astrazione delle regole e delle oscillazioni theta a PMd nello stimolo-azione associazioni. La stimolazione è progettata per migliorare le prestazioni del compito amplificando i modelli di attività neurale osservati in queste condizioni.
Tipo di studio
Iscrizione (Effettivo)
Fase
- Non applicabile
Contatti e Sedi
Luoghi di studio
-
-
Florida
-
Tallahassee, Florida, Stati Uniti, 32304
- Florida State University Psychology Dept Bldg A411
-
-
Criteri di partecipazione
Criteri di ammissibilità
Età idonea allo studio
- Adulto
Accetta volontari sani
Descrizione
Criteri di inclusione:
- I partecipanti devono avere un'età compresa tra 18 e 35 anni.
- Deve essere in grado di fornire il consenso informato.
- Deve avere una visione normale o corretta alla normalità.
- I partecipanti devono essere destrimani.
- Disponibilità a rispettare tutte le procedure dello studio e disponibilità per la durata dello studio.
- Competenza nel parlare e comprendere l'inglese.
Criteri di esclusione:
- Non deve essere daltonico
- Trattamento attuale per ADHD/ADD.
- Storia di disturbi neurologici, incluse ma non limitate alle seguenti condizioni specificate
- Epilessia o convulsioni (escluse le convulsioni febbrili infantili).
- Demenza, morbo di Parkinson, sclerosi multipla, aneurisma cerebrale o tumori cerebrali.
- Storia di ictus o lesione cerebrale traumatica.
- Condizioni mediche o trattamenti che potrebbero interferire con la partecipazione allo studio (ad esempio, malattia cardiaca instabile, HIV/AIDS, tumore maligno o insufficienza renale).
- Precedente intervento chirurgico al cervello o presenza di dispositivi/impianti cerebrali (ad esempio, impianti cocleari o clip per aneurisma).
- Donne in gravidanza o in allattamento.
- Uso di farmaci specifici, inclusi ma non limitati a farmaci per l'ADHD o benzodiazepine, che possono interferire con le misurazioni EEG o l'esecuzione delle attività
- Qualsiasi condizione che, a giudizio dello sperimentatore, aumenta il rischio o ostacola la piena conformità allo studio.
Piano di studio
Come è strutturato lo studio?
Dettagli di progettazione
- Scopo principale: Scienza basilare
- Assegnazione: Randomizzato
- Modello interventistico: Assegnazione incrociata
- Mascheramento: Nessuno (etichetta aperta)
Armi e interventi
Gruppo di partecipanti / Arm |
Intervento / Trattamento |
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Sperimentale: Da TMS a Mid-dlPFC seguito da TMS a PMd
I partecipanti avrebbero ricevuto la TMS durante l'esecuzione di un compito di controllo cognitivo.
Nella prima sessione di stimolazione, la bobina TMS verrà posizionata sulla regione centrale del dlPFC sul cuoio capelluto.
Nella seconda sessione, la bobina TMS verrà posizionata sulla regione PMd del cuoio capelluto.
Durante ogni sessione, i partecipanti ricevono Delta TMS (2,2 Hz), Theta TMS (6,5 Hz) e Arrhythmic TMS.
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La TMS verrà somministrata alla frequenza dell'oscillazione delta (2,2 Hz)
Altri nomi:
La TMS verrà somministrata alla frequenza dell'oscillazione theta (6,5 Hz)
Altri nomi:
La TMS verrà somministrata in modo aritmico.
In questo intervento, gli intervalli tra gli impulsi sono randomizzati tra durate delta e theta per ciascuna prova, garantendo lo stesso numero totale di impulsi ma senza coerenza ritmica
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Sperimentale: Da TMS a PMd seguito da TMS a Mid-dlPFC
I partecipanti avrebbero ricevuto la TMS durante l'esecuzione di un compito di controllo cognitivo.
Nella prima sessione di stimolazione, la bobina TMS verrà posizionata sulla regione PMd del cuoio capelluto.
Nella seconda sessione, la bobina TMS verrà posizionata sulla regione medio-dlPFC del cuoio capelluto.
Durante ogni sessione, i partecipanti ricevono Delta TMS (2,2 Hz), Theta TMS (6,5 Hz) e Arrhythmic TMS.
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La TMS verrà somministrata alla frequenza dell'oscillazione delta (2,2 Hz)
Altri nomi:
La TMS verrà somministrata alla frequenza dell'oscillazione theta (6,5 Hz)
Altri nomi:
La TMS verrà somministrata in modo aritmico.
In questo intervento, gli intervalli tra gli impulsi sono randomizzati tra durate delta e theta per ciascuna prova, garantendo lo stesso numero totale di impulsi ma senza coerenza ritmica
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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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Cambiamento di precisione
Lasso di tempo: Riferimento (settimana 1); Sessione 1 (settimana 2); Sessione 2 (settimana 3)
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L'accuratezza, che riflette la capacità dei partecipanti di seguire correttamente le regole del compito e di esprimere giudizi accurati sulla base dello stimolo fornito, viene calcolata come percentuale di risposte corrette tra le prove.
L'intervallo di valori va da 0% (nessuna risposta corretta) a 100% (tutte le risposte corrette), con un numero più grande che indica risposte più corrette.
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Riferimento (settimana 1); Sessione 1 (settimana 2); Sessione 2 (settimana 3)
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Misure di risultato secondarie
Misura del risultato |
Misura Descrizione |
Lasso di tempo |
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Modifica del tempo di risposta
Lasso di tempo: Riferimento (settimana 1); Sessione 1 (settimana 2); Sessione 2 (settimana 3)
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Il tempo di risposta (RT), riflette il tempo impiegato dai partecipanti per rispondere agli stimoli durante l'attività.
L'intervallo di valori va da 0 secondi a 2 secondi, con un numero più piccolo che indica risposte più veloci.
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Riferimento (settimana 1); Sessione 1 (settimana 2); Sessione 2 (settimana 3)
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Variazione dell'ampiezza delle oscillazioni neurali nella metà del dlPFC
Lasso di tempo: Riferimento (settimana 1); Sessione 1 (settimana 2); Sessione 2 (settimana 3)
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L'attività elettrica del cervello viene registrata durante l'esecuzione del compito e la stimolazione cerebrale.
I ricercatori eseguiranno la convoluzione wavelet di Morlet sul segnale elettrico registrato per calcolare l'ampiezza delle oscillazioni neurali nelle bande di frequenza: Delta (2-3 Hz) e Theta (4-7 Hz).
L'ampiezza delle oscillazioni neurali viene segnalata nella regione che viene stimolata.
La variazione di ampiezza viene normalizzata per ciascun partecipante come variazione percentuale rispetto all'ampiezza durante la linea di base rispetto alla sessione di stimolazione (Sessione 1 o Sessione 2).
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Riferimento (settimana 1); Sessione 1 (settimana 2); Sessione 2 (settimana 3)
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Variazione dell'ampiezza delle oscillazioni neurali nella PMd
Lasso di tempo: Riferimento (settimana 1); Sessione 1 (settimana 2); Sessione 2 (settimana 3)
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L'attività elettrica del cervello viene registrata durante l'esecuzione del compito e la stimolazione cerebrale.
I ricercatori eseguiranno la convoluzione wavelet di Morlet sul segnale elettrico registrato per calcolare l'ampiezza delle oscillazioni neurali nelle bande di frequenza: Delta (2-3 Hz) e Theta (4-7 Hz).
L'ampiezza delle oscillazioni neurali viene segnalata nella regione che viene stimolata.
La variazione di ampiezza viene normalizzata per ciascun partecipante come variazione percentuale rispetto all'ampiezza durante la linea di base rispetto alla sessione di stimolazione (Sessione 1 o Sessione 2).
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Riferimento (settimana 1); Sessione 1 (settimana 2); Sessione 2 (settimana 3)
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