硬膜下電極を有する患者における振動とワーキングメモリの変調
目的: リズミカルな直接電気刺激 (DES) が内因性神経振動活動の同調を引き起こすかどうか、およびそのような活動が認知を改善するかどうかを調べること。
参加者: 頭蓋内電極を用いた連続皮質電図 (ECoG) によるてんかん手術皮質マッピングを受けている薬剤耐性てんかん患者。
手順 (方法): 定期的な術外皮質マッピング中に、頭蓋内電極を介してリズミカルな電気刺激が供給されます。 長期 ECoG、刺激前 ECoG、刺激周辺 ECoG、および刺激後 ECoG データを分析して、神経振動のエントレインメントを評価します。
調査の概要
詳細な説明
この研究の目的は、脳の直接電気刺激 (DES) を使用して内因性神経振動活動の同調を特徴付け、認知への影響を理解することです。
この研究では、調査員は、認知処理と神経精神疾患に関連する特定の周波数で皮質神経振動を同調させることを目的として、てんかん手術評価の一環として、皮質マッピングのルーチン DES を受けている患者にリズミカルな DES を適用します。 研究者は、自然に発生する振動周波数内のリズミカルな DES がその周波数でエントレインメントを引き起こすという仮説を立てています (例: 10Hz のリズミカルな DES は 10Hz のアルファ振動を同調させます)。 また、シータ (5Hz)、アルファ (10Hz)、およびガンマ (50Hz) 周波数でのリズミカルな DES は、ガンマ帯域の神経振動の増強を引き起こすと研究者は推測しています。
この研究は、参加者内クロスオーバー デザインに従います。 参加者は、以下に説明するタスクの 1 つを実行し、各タスクはさまざまな難易度の複数の試行で構成されます。 刺激は、発作焦点の臨床的決定のために埋め込まれた電極を介して同時に適用されます。 刺激と偽の試験の同数は、擬似ランダムにインターリーブされ、バランスのとれた設計 (試験の難易度と試験の種類全体でバランス) が得られます。
調査官は、パルス列の形で電気刺激を適用します。 適用される電気刺激の強度、持続時間、および頻度は、言語および発作の焦点の臨床評価に使用されるパラメーターに従い、臨床的に承認された制限を下回ります。
調査員は、上記の皮質電気刺激プロトコル中に単純なワーキング メモリ タスクで参加者のパフォーマンスを測定します。 または、参加者は顔認識タスクを実行できます。
研究の種類
入学 (推定)
段階
- 適用できない
参加基準
適格基準
就学可能な年齢
健康ボランティアの受け入れ
説明
包含基準:
- 難治性てんかんの既往
- -インフォームドコンセントを与えることができる
- 18歳~80歳 性別不問
除外基準:
- -虚血性脳卒中、脳内出血、脳腫瘍を含む他の神経疾患の過去または現在の病歴。
- 主な全身疾患
- 20未満のミニ精神状態検査として定義される重度の認知障害
- 重度の精神疾患
- アルコールまたは他の物質の過度の使用
研究計画
研究はどのように設計されていますか?
デザインの詳細
- 主な目的:基礎科学
- 割り当て:非ランダム化
- 介入モデル:クロスオーバー割り当て
- マスキング:独身
武器と介入
参加者グループ / アーム |
介入・治療 |
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偽コンパレータ:シャム
デバイス: Direct Cortical Stimulation Sham。
刺激を加えない試験。
これらの試行は、一般的なトリガー ジェネレーターを使用して開始されます。
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電気パルスが配信されない偽の試験
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アクティブコンパレータ:刺激
デバイス: 直接皮質刺激。
2 つのターゲット周波数 (たとえば、5 Hz と 10 Hz) で異なるターゲット電極で 5 秒間持続する刺激による 150 回の刺激 振幅 2 ミリアンペア (パルス形状 - 相あたりの持続時間が 200 マイクロ秒の二相方形パルス)。
刺激はタスクと同時に適用され、刺激試験は偽試験とランダムにインターリーブされます。
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周期的な一連の電気パルスが、脳に埋め込まれた 2 つの局所電極間で伝達されます。
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この研究は何を測定していますか?
主要な結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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作業記憶タスクのパフォーマンス - 精度
時間枠:1時間
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このタスクでは、一連の項目 (アルファベットまたは数字) が表示され、その後に遅延が続きます。
これに続いて、シーケンスにあったかどうかに関係なく、単一のアイテムが提示され、被験者はそのアイテムが以前に提示されたシーケンスにあったかどうかを示すように求められます。
刺激が適用されないランダムにインターリーブされた偽の試験で、合計 150 の試験が実行されます。
精度は、正しさのパーセンテージで定量化されます。
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1時間
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作業記憶タスクのパフォーマンス - 反応時間
時間枠:1時間
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このタスクでは、一連の項目 (アルファベットまたは数字) が表示され、その後に遅延が続きます。
これに続いて、シーケンスにあったかどうかに関係なく、単一のアイテムが提示され、被験者はそのアイテムが以前に提示されたシーケンスにあったかどうかを示すように求められます。
刺激が適用されないランダムにインターリーブされた偽の試験で、合計 150 の試験が実行されます。
反応時間はミリ秒単位で定量化されます。
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1時間
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二次結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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頭蓋内脳波
時間枠:頭蓋内脳波は、参加者がタスクを実行するときに同時に収集されます。 1時間
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マルチテーパーfft、ウェーブレット、位相ロック、グレンジャー因果関係などの方法を使用して、電気生理学データのスペクトル分析と機能的接続性分析が実行されます。
尺度は、刺激がニューロンの同調を強化するかどうかを識別するために、偽と刺激の試験の間で比較されます。
上記の測定値とタスクのパフォーマンスとの相関関係も推定されます。
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頭蓋内脳波は、参加者がタスクを実行するときに同時に収集されます。 1時間
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その他の成果指標
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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顔認識タスクのパフォーマンス - 精度
時間枠:1時間
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同意した参加者は、このタスクを管理されます。
特定の試験では、参加者には 2 つの顔が並んだ画像が表示されます。
顔は、感情のカテゴリに関して一致するか (例: 2 つの怒りの顔)、一致しないか (例: 怒りの顔と恐怖の顔) のいずれかになります。
一緒に提示される顔は、常に同じ性別ですが、ID は異なります。
参加者は、提示された 2 つの顔が同じ感情カテゴリを表しているかどうかを判断するよう求められます。
参加者は 5 秒間で決定を下し、キーボードのキーを押して指示します。
精度は、正しいパーセントで定量化されます。
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1時間
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顔認識タスクのパフォーマンス - 反応時間
時間枠:1時間
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同意した参加者は、このタスクを管理されます。
特定の試験では、参加者には 2 つの顔が並んだ画像が表示されます。
顔は、感情のカテゴリに関して一致するか (例: 2 つの怒りの顔)、一致しないか (例: 怒りの顔と恐怖の顔) のいずれかになります。
一緒に提示される顔は、常に同じ性別ですが、ID は異なります。
参加者は、提示された 2 つの顔が同じ感情カテゴリを表しているかどうかを判断するよう求められます。
参加者は 5 秒間で決定を下し、キーボードのキーを押して指示します。
反応時間はミリ秒単位で定量化されます。
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1時間
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協力者と研究者
協力者
捜査官
- 主任研究者:Hae Won Shin, MD、University of North Carolina, Chapel Hill
- 主任研究者:Flavio Frohlich, PhD、University of North Carolina, Chapel Hill
出版物と役立つリンク
研究記録日
主要日程の研究
研究開始 (実際)
一次修了 (推定)
研究の完了 (推定)
試験登録日
最初に提出
QC基準を満たした最初の提出物
最初の投稿 (実際)
学習記録の更新
投稿された最後の更新 (推定)
QC基準を満たした最後の更新が送信されました
最終確認日
詳しくは
本研究に関する用語
キーワード
その他の研究ID番号
- 13-2710
- 1R01MH124387 (米国 NIH グラント/契約)
- 1R21NS094988 (米国 NIH グラント/契約)
個々の参加者データ (IPD) の計画
個々の参加者データ (IPD) を共有する予定はありますか?
IPD プランの説明
試験データ・資料
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要約データセット
情報コメント:アラガパンらをサポートするデータセット。 2016 PLoS生物学
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