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運動課題遂行における脳機能

2017年6月30日更新者：National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS)

デュアル/シングルモータータスク中の脳の接続性と感覚運動の統合

この研究では、2 本の指の動きを同時に制御しているときに脳内の領域がどのように接続されているかを調べます。人々が見たものをどのように使って 2 つの異なる動きを導くかを見ていきます。日常生活で重要なこの能力は、神経系の問題を抱えている患者にとっては問題になる可能性があります。

18 歳以上の健康な右利きのボランティアは、この研究の対象となる場合があります。候補者は、病歴、身体検査、および脳の磁気共鳴画像法（MRI）でスクリーニングされます。 MRI は、強力な磁場と電波を使用して、体の器官や組織の画像を取得します。 MRI スキャナは、強力な磁場に囲まれた金属製の円筒です。被験者はスキャナーに出入りできるテーブルに横たわり、スキャン中に発生する大きな騒音を消すために耳栓を着用します。

参加者は機能的 MRI (fMRI) を受けます。これは、被験者が画面に表示される指示に応じて熟練した指のタスクを実行している間に行われる標準的な MRI です。研究者は、タスクの実行中に活動の変化を示す脳領域をローカライズします。テストセッションが始まる前に、被験者はアンケートに回答し、タスクを練習する機会があります。

被験者は、1 本または 2 本の指を使用して、画面上の 1 つまたは 2 つのカーソルの位置を制御します。画面に表示されているものに従って、追跡またはポインティングのタスクを実行します。シングルタスクの実験では、1 つのタスクのみが画面に表示されます。デュアルタスクの実験中に、2 つのタスクが画面に表示されます。被験者は、シングルタスクまたはデュアルタスク実験のいずれかを実行しますが、両方は実行しません。 fMRI は約 90 分間続き、被験者はスキャン中一度に最大 9 分間じっと横になるよう求められます。

fMRI を完了した後、被験者は研究用脳波図 (EEG) と脳磁図 (MEG) を予定されています。テストは、被験者がタスクを実行している間に行われるため、研究者は fMRI で行われた同じタスクの実行中に特定の脳領域の活動の変化のタイミングを知ることができます。

調査の概要

状態

完了

条件

脳の接続性

詳細な説明

目的

ブロックデザイン BOLD-fMRI を使用して、2 つの運動反応が同時に実行されるときの脳領域の接続性を調査したいと考えています。設計は、活性化された脳ネットワークの時間経過をよりよく理解するために、EEG と MEG を使用して複製されます。これにより、感覚運動の統合と注意の共有に関与する脳のプロセスをマッピングできるようになります。

調査対象母集団

160 人が次のように分類されます。

110人の成人健康ボランティア
パーキンソン病患者 25 名
フォーカルハンドジストニア患者25人

デザイン

2 つの実験は、MEG、EEG、および fMRI 技術を使用して実行されます。両方の実験では、視覚運動制御タスクを使用します。 2 つの運動反応 (利き手の 2 本の指によって与えられる) が同時に実行されます。実験 1 では、単一の運動課題を使用します。実験 2 では、デュアルモータータスクを使用します。両方の実験で、注意の要求はモーター出力の実行モード (競争的または協調的) によって異なります。競争力のあるタスクでは、視覚刺激を使用して 2 つの独立した運動出力を実行します。協調作業では、視覚刺激を使用して 2 つの結合された運動出力を実行します。実行モードが脳の接続性に及ぼす影響は、競合タスクと協調タスクを比較して分離されます。感覚情報は、特定の運動タスクを実行するための運動コマンドに関連付ける必要があります。このプロセスは、感覚運動統合と呼ばれます。両方の実験で、以下にリンクされているネットワーク接続を切り離すことができます。

感覚運動の統合は、単一のタスクで注意を集中することを要求します。
感覚運動統合は、二重運動課題における分割された注意を必要とします。

被験者がタスクを実行するために適切に訓練された後、fMRI スキャン MEG および EEG 記録を受けます。被験者は、5 分間のセッションを 6 セット行い、疑似ランダムに提示されたタスクを実行します。 EMG表面電極を介して筋肉活動を記録します。

結果の測定

主な結果は、タスクのパフォーマンスに関連する脳ソースの領域とコヒーレンス (MEG と EEG の場合) 間のタスク依存の機能的接続 (fMRI の場合) です。同時に 2 本の指の力制御は、血中酸素レベル依存 (BOLD) 信号と手先の器用さに関与するネットワークの電気的脳活動の変動を誘発します。私たちは、競争的および協調的なデュアルタスク中の感覚運動統合プロセスを理解するために、2 つの半球の相同運動野間、および前頭前皮質と頭頂皮質間の接続性を研究することに関心があります。 2 つ目の対策として、MEG-EMG 信号と EEG-EMG 信号の間のコヒーレンスの分析に関心があります。

研究の種類

観察的

入学 (実際)

144

連絡先と場所

このセクションには、調査を実施する担当者の連絡先の詳細と、この調査が実施されている場所に関する情報が記載されています。

研究場所

アメリカ
- Maryland
  - Bethesda、Maryland、アメリカ、20892
    - National Institutes of Health Clinical Center, 9000 Rockville Pike

参加基準

研究者は、適格基準と呼ばれる特定の説明に適合する人を探します。これらの基準のいくつかの例は、人の一般的な健康状態または以前の治療です。

適格基準

就学可能な年齢

18年～60年 (アダルト)

健康ボランティアの受け入れ

はい

受講資格のある性別

全て

説明

包含基準:

健康なボランティアの参加基準

対象年齢は18歳以上。
被験者は、左利きの患者と一致する対照群の一部である場合を除き、右利き（エディンバラ利き指数が60を超える）でなければなりません。
-fMRIスキャンおよびMEGまたはEEG記録の48時間前にカフェインまたはアルコールを控えることをいとわない被験者

PD 患者の選択基準

DOPA 応答性 PD の 18 歳から 75 歳までの男女
オフの間、修正された Hoehn and Yahr グレード 2 ～ 4
レボドパを含む医療レジメンを使用している必要があります。
レボドパとドーパミンアゴニスト (ドーパミン等価物を使用) の総用量は、1 日あたり 300 ミリグラム以上でなければなりません
-fMRIスキャンおよびMEGまたはEEG記録の48時間前に、カフェインまたはアルコールを控えることをいとわない患者。

FHD 患者の選択基準

18歳から65歳まで
フォーカルハンドジストニアと診断されました
-fMRIスキャンおよびMEGまたはEEG記録の48時間前にカフェインまたはアルコールを控えることをいとわない患者

除外基準:

健康なボランティアの除外基準

神経学的検査で異常所見のある者、
-妊娠している被験者（陽性の尿妊娠検査によって決定される）は、MRIを受けることを妨げます
-MRI安全アンケートで、安全にMRIスキャンを受けることを妨げる所見がある被験者
-MRIアーティファクトを引き起こす可能性が高い金属製の歯の詰め物がある被験者
-脳腫瘍、脳卒中、頭部外傷、または血管奇形の病歴がある被験者病歴または画像検査から得られたもの
-心血管疾患などの重度の病状の病歴があり、最大120分間横になることができない被験者
-インフォームドコンセントを与える能力のない被験者
閉所恐怖症またはその他の制限により、限られたスペースで最大 90 分間スキャンを受けることができない被験者

PD患者の除外基準

-パーキンソン病と一致する神経学的所見を除いて、神経学的検査で異常な所見がある患者。
アクティブな精神疾患
三環系抗うつ薬、神経弛緩薬、またはSSRIを除いて発作閾値を下げる可能性のある抗パーキンソン病薬以外の他の合法または違法薬物の同時使用
淡蒼球切除術の歴史
脳深部刺激用の埋め込み電極と発電機の存在
過度の疲労、一般的な弱さ、または過度の不安などの理由で、研究が過度のリスクまたはストレスを引き起こす可能性があります。
-FolsteinのMini Mental Test Examination（MMSE <24/30）によって評価される認知症または自分の同意を提供する能力のない精神障害のある患者（診断を確立しUPDRSを適用する医師は、従来の臨床面接を使用して患者の精神能力を評価します）
妊娠している患者（尿妊娠検査が陽性であると判断された場合）は、MRIを受けることができません
-MRI安全アンケートで、安全にMRIスキャンを受けることを妨げる所見がある患者
MRIアーチファクトを引き起こす可能性のある金属製の歯の詰め物がある患者
手術または外傷により、ペースメーカー、埋め込み型医療用ポンプ、埋め込み型補聴器、頭蓋骨内の金属プレート、頭蓋骨または眼内の金属製インプラント (歯科器具または詰め物を除く) などの異物が埋め込まれている患者。 MRI。
-病歴または画像検査から得られた、脳腫瘍、脳卒中、発作、頭部外傷、または血管奇形の病歴がある患者。
発作および/またはてんかんの病歴のある患者
心血管疾患など、PD 以外の深刻な病状の既往歴がある患者で、最大 120 分間横になることができない患者
-インフォームドコンセントを与える能力のない患者
閉所恐怖症またはその他の制限により、限られたスペースで最大 90 分間スキャンを受けることができない患者

FHD 患者の除外基準

-神経学的検査で異常な所見がある患者, ただし、フォーカルハンドジストニアと一致する神経学的所見を除く
-安静時に重度のフォーカルハンドジストニアを患っている被験者。
ミラージストニアの患者
-最近（3か月以内）ボツリヌス毒素（ボトックス）注射を受けた被験者
抗パーキンソン病薬を服用している患者
妊娠している患者（尿妊娠検査が陽性であると判断された場合）は、MRIを受けることができません
-MRI安全アンケートで、安全にMRIスキャンを受けることを妨げる所見がある患者
MRIアーチファクトを引き起こす可能性のある金属製の歯の詰め物がある患者
MRI中に物理的危険をもたらす可能性のあるペースメーカー、埋め込み型医療用ポンプ、埋め込み型補聴器、頭蓋骨内の金属プレート、頭蓋骨または眼内の金属製インプラント（歯科用器具または詰め物を除く）など、外科的または外傷的に移植された異物を有する患者.
-歴史または画像検査から得られた、脳腫瘍、脳卒中、発作、頭部外傷、または血管奇形を有する患者
発作および/またはてんかんの病歴のある患者
心血管疾患など、PD 以外の深刻な病状の既往歴がある患者は、最大 120 分間横たわることができません。
-インフォームドコンセントを与える能力のない患者
閉所恐怖症またはその他の制限により、限られたスペースで最大 90 分間スキャンを受けることができない患者

研究計画

このセクションでは、研究がどのように設計され、研究が何を測定しているかなど、研究計画の詳細を提供します。

研究はどのように設計されていますか？

デザインの詳細

協力者と研究者

ここでは、この調査に関係する人々や組織を見つけることができます。

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National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS)

出版物と役立つリンク

研究に関する情報を入力する責任者は、自発的にこれらの出版物を提供します。これらは、研究に関連するあらゆるものに関するものである可能性があります。

一般刊行物

研究記録日

これらの日付は、ClinicalTrials.gov への研究記録と要約結果の提出の進捗状況を追跡します。研究記録と報告された結果は、国立医学図書館 (NLM) によって審査され、公開 Web サイトに掲載される前に、特定の品質管理基準を満たしていることが確認されます。

主要日程の研究

研究開始

2007年7月3日

研究の完了

2011年11月18日

試験登録日

最初に提出

2007年7月7日

QC基準を満たした最初の提出物