人間の脳における領域間結合の生理学
2018年10月26日 更新者：Tommi Raij、Shirley Ryan AbilityLab
この研究の目的は、健康な参加者と白質病変を持つ患者の人間の脳の皮質領域間の接続の生理学を理解することです。
具体的には、研究者は、短いミリ秒レベルの時間間隔 (「非同期」) で区切られた短い (< 1 ms) 電流パルスを 2 つの皮質領域に送達することで構成される対連想刺激 (PAS) の効果を調べます。
使用されている技術はすべて非侵襲的であり、人間にとって安全であると考えられています: 経頭蓋磁気刺激 (TMS)、脳波 (EEG)、磁気共鳴画像法 (MRI)、および機能的 MRI (fMRI)。
動物および人間の研究における先行文献に基づいて、PAS は非同期値に応じて刺激された領域間の効果的な接続を増減する可能性があるという仮説が立てられています。
主な結果の尺度は、単一パルス TMS によって誘発されたソース分解された EEG 応答です。これは、以前の研究で使用された運動誘発電位 (MEP) またはセンサー レベルの EEG 反応よりも、対象となる皮質領域で発生するニューロンの変化をより直接的に測定するものです。
調査の概要
状態
わからない
詳細な説明
この研究は 2 つの実験で構成されています。
実験 A では、脳機能に影響を与える障害や投薬を受けていない健康な参加者 (N=24) が募集されます。 負および正の非同期の範囲 (マイナス 50 ～ + 50 ミリ秒) がテストされます。 結果の尺度として MEP を使用した以前の研究との比較を可能にするために、12 人の参加者で、左半球と右半球の一次運動皮質が対象となります。 別の 12 人の参加者では、同じ半球内の 2 つの皮質領域が刺激されます。
実験 B では、脳卒中、外傷性脳損傷 (TBI)、または多発性硬化症 (MS) の参加者 (そのような参加者全員の合計最大 N は 52 です) が募集されます。 これらの参加者は、1 つまたは複数の皮質下白質病変を持っている必要があり、皮質 - 皮質の切断につながると予想されます。 ここでは、研究者は、健康な参加者で観察された所見が白質病変を持つ参加者と同様であるかどうかをテストすることを目的として、正の非同期性を持つ PAS のみをテストします。 また、PAS が数日間にわたって繰り返し与えられた場合、PAS による接続の変化が刺激セッションを超えて持続するかどうかも調べられます。 PAS は、互いに切断された 2 つの皮質ターゲットに適用されます。 実験 B に複数の障害を含める理由は、すべてのケースで切断が白質病変によって引き起こされているため、結果が類似している可能性があるためです。 障害間の違いの可能性を検出するために、3 つのグループのデータも個別に分析されます。
研究の種類
介入
入学 (予想される)
76
段階
- 適用できない
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
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Illinois
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Chicago、Illinois、アメリカ、60611
- 募集
- Shirley Ryan Abilitylab
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コンタクト：
- Tommi Raij, MD, PhD
- 電話番号：312-238-4401
- メール：tommi.raij@northwestern.edu
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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
14年～81年 (大人、高齢者)
健康ボランティアの受け入れ
いいえ
受講資格のある性別
全て
説明
包含基準:
健康な参加者の包含基準:
- 18歳から85歳までの年齢
- 右利き
- 正常な聴力と（矯正された）視力
- インフォームドコンセントを理解し、与えることができる
- 英語を話す人
患者の包含基準:
- 18歳から85歳までの年齢
- 脳卒中（虚血性皮質下、中程度、慢性期 病変から3週間以上）
- TBI（頭蓋骨閉鎖型、中程度、慢性期、病変から3週間以上）
- MS（白質皮質下病変）
- 上記の診断を裏付ける臨床的および放射線学的証拠
- 白質病変に関連している可能性のある1つ以上の行動症状
- 安定した病状
- 英語を話す人
除外基準:
健康な参加者の除外基準:
- 心臓ペースメーカーまたはペースメーカーワイヤー;神経刺激装置;移植されたポンプ
- 体内の金属（ロッド、プレート、ネジ、榴散弾、義歯、IUD）または目に入った金属粒子
- 頭の手術用クリップまたは以前の脳神経外科手術
- 体内の磁性粒子
- 人工内耳
- 人工心臓弁
- てんかんまたはその他の種類の発作歴
- 脳機能に影響を与える神経学的診断または投薬
- -重大な頭部外傷の病歴（すなわち、長期にわたる意識喪失、神経学的後遺症）
- 既知の構造的脳病変
- その他の重大な疾患（心臓病、悪性腫瘍、精神障害）
- 重大な閉所恐怖症;メニエール病
- 妊娠（スクリーニング質問への回答が妊娠の可能性を示唆する場合、尿β-HCGにより除外）、授乳
- 非処方薬の使用
- 行動タスクまたは神経心理学的評価テストを実行できない
- 囚人
患者の除外基準:
- 上記と同じですが、構造的な脳病変がないという要件を除き、脳機能に影響を与える薬物は許可されます
- -TMS部位の近くに皮質病変またはCSFで満たされた嚢胞/空洞がある患者
- 急性増悪を伴うMS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
- 主な目的：基礎科学
- 割り当て：非ランダム化
- 介入モデル：並列代入
- マスキング：なし（オープンラベル）
武器と介入
参加者グループ / アーム |
介入・治療 |
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アクティブコンパレータ：健康な参加者
脳機能に影響を与える障害や薬のない健康な参加者は、MRI でスキャンされ、EEG と MEP が記録されている間、それぞれ異なる非同期で、複数の訪問中に単一パルス TMS と PAS を受けます。
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単一パルス TMS (spTMS) は、TMS 刺激装置 (MagPro X100 w/ MagOption、MagVenture、Farum、デンマーク) および 8 字型 TMS コイルと共に提供されます。
80 spTMS は 0.2 Hz で繰り返されます。
MRI ベースの TMS ナビゲーション システムを使用して、TMS コイルをナビゲートします (Localite、セント オーガスティン、ドイツ)。
ペア結合刺激 (PAS) は、2 つの TMS 刺激装置 (MagPro X100 w/MagOption、MagVenture、Farum、デンマーク) と 2 つの TMS コイルで適用されます。
各刺激装置/コイルからのパルスは 0.2 Hz で繰り返され、実行時間は 15 分です (各刺激装置/コイルに対して 180 パルス)。
さまざまなセッションで、さまざまな非同期値を使用して PAS を提供し、効果的な接続への影響を調べます。
コイルは、MRI ベースの TMS ナビゲーション システム (Localite、セント オーガスティン、ドイツ) を使用してナビゲートされます。
反復 TMS (rTMS) は、TMS 刺激装置 (MagPro X100 w/ MagOption、MagVenture、Farum、デンマーク) および 8 の字 TMS コイルを使用して 1 Hz および 20 Hz で適用されます。
300 rTMS パルスは、1 および 20 Hz の刺激中に配信されます。
MRI ベースの TMS ナビゲーション システムを使用して、TMS コイルをナビゲートします (Localite、セント オーガスティン、ドイツ)。
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実験的：忍耐
脳卒中、外傷性脳損傷 (TBI)、または多発性硬化症 (MS) の参加者は、MRI でスキャンされ、EEG が記録されている間、数回の訪問中に単一パルス TMS および対の連想刺激を受けます。
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単一パルス TMS (spTMS) は、TMS 刺激装置 (MagPro X100 w/ MagOption、MagVenture、Farum、デンマーク) および 8 字型 TMS コイルと共に提供されます。
80 spTMS は 0.2 Hz で繰り返されます。
MRI ベースの TMS ナビゲーション システムを使用して、TMS コイルをナビゲートします (Localite、セント オーガスティン、ドイツ)。
ペア結合刺激 (PAS) は、2 つの TMS 刺激装置 (MagPro X100 w/MagOption、MagVenture、Farum、デンマーク) と 2 つの TMS コイルで適用されます。
各刺激装置/コイルからのパルスは 0.2 Hz で繰り返され、実行時間は 15 分です (各刺激装置/コイルに対して 180 パルス)。
さまざまなセッションで、さまざまな非同期値を使用して PAS を提供し、効果的な接続への影響を調べます。
コイルは、MRI ベースの TMS ナビゲーション システム (Localite、セント オーガスティン、ドイツ) を使用してナビゲートされます。
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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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脳波有効接続の変化
時間枠：実験 A: セッション内 (1 分および 60 分の PAS の前後)。実験 B: セッション内 (1 分および 60 分の PAS の前後)。セッション間 (最後の PAS セッションから 1 か月後までの変更の持続性)。
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EEG は、64 チャンネルの全頭 TMS 対応デバイス (NeurOne、Bittium、Kuopio、フィンランド) で記録されます。
データは、PAS の前 (Pre-PAS)、1 分後 (Post-PAS T1)、および PAS の 60 分後 (Post-PAS T60) に収集されます。
spTMS 誘発 EEG 応答を記録するために、調査員は 80 個の単一 TMS パルスを PAS を受信する 2 つの領域に、別の実行で次々とターゲットに配信します。
有効な接続性は、前 (Pre-PAS) と 1 (Post-PAS T1) および PAS の 60 分後 (Post-PAS T60) のソース分解 EEG 誘発応答波形を比較することによって測定されます。
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実験 A: セッション内 (1 分および 60 分の PAS の前後)。実験 B: セッション内 (1 分および 60 分の PAS の前後)。セッション間 (最後の PAS セッションから 1 か月後までの変更の持続性)。
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安静時脳波コヒーレンスの変化
時間枠：実験 A: セッション内 (1 分および 60 分の PAS の前後)。実験 B: セッション内 (1 分および 60 分の PAS の前後)。セッション間 (最後の PAS セッションから 1 か月後までの変更の持続性)。
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安静時の EEG は、64 チャンネルの全頭デバイス (NeurOne、Bittium、Kuopio、フィンランド) で記録されます。
データは、PAS の前 (Pre-PAS)、1 分後 (Post-PAS T1)、および PAS の 60 分後 (Post-PAS T60) に収集されます。
静止状態の EEG コヒーレンスは、1 ～ 100 Hz の PAS を受信する 2 つの領域のソース空間で計算されます。
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実験 A: セッション内 (1 分および 60 分の PAS の前後)。実験 B: セッション内 (1 分および 60 分の PAS の前後)。セッション間 (最後の PAS セッションから 1 か月後までの変更の持続性)。
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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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運動誘発電位 (MEP)
時間枠：実験 A: セッション内 (1 分および 60 分の PAS の前後)。実験 B: M1 が PAS で標的化された患者でのみ行われました。
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一次運動皮質 (M1) が標的とされた参加者における PAS の効果を評価するために、spTMS が安静時運動閾値 (rMT) の 110% で M1 に投与され、反対側の手 (NeurOne、Bittium、Kuopio) から MEP が記録されます。 、フィンランド）。
MEP は、PAS の前 (Pre-PAS)、1 分後 (Post-PAS T1)、および PAS の 60 分後 (Post-PAS T60) に記録されます。
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実験 A: セッション内 (1 分および 60 分の PAS の前後)。実験 B: M1 が PAS で標的化された患者でのみ行われました。
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MRIの機能的結合
時間枠：実験 A: ベースライン。実験 B: 最後の PAS セッションから 1 か月後のベースライン。
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機能的接続性は、安静時 MRI (rs-MRI) で評価されます。
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実験 A: ベースライン。実験 B: 最後の PAS セッションから 1 か月後のベースライン。
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MRI 構造的接続性
時間枠：実験 A: ベースライン。実験 B: 最後の PAS セッションから 1 か月後のベースライン。
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構造の接続性は、拡散テンソル イメージング (DTI) で評価されます。
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実験 A: ベースライン。実験 B: 最後の PAS セッションから 1 か月後のベースライン。
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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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捜査官
- 主任研究者：Tommi Raij, MD, PhD、Shirley Ryan AbilityLab 355 East Erie St, Chicago, IL Department of Physical Medicine and Rehabilitation, Feinberg School of Medicine, Northwestern University, Chicago, IL
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 (実際)
2017年5月31日
一次修了 (予想される)
2020年11月1日
研究の完了 (予想される)
2020年11月1日
試験登録日
最初に提出
2018年10月22日
QC基準を満たした最初の提出物
2018年10月26日
最初の投稿 (実際)
2018年10月29日
学習記録の更新
投稿された最後の更新 (実際)
2018年10月29日
QC基準を満たした最後の更新が送信されました
2018年10月26日
最終確認日
2018年10月1日
詳しくは
この情報は、Web サイト clinicaltrials.gov から変更なしで直接取得したものです。研究の詳細を変更、削除、または更新するリクエストがある場合は、register@clinicaltrials.gov。 までご連絡ください。 clinicaltrials.gov に変更が加えられるとすぐに、ウェブサイトでも自動的に更新されます。