発話における小脳の役割
2025年10月22日 更新者：University of California, San Francisco
この研究では、小脳性運動失調症の患者と健康な対照者における、小脳が時間の経過に伴う発話運動学習と短期的な矯正にどのように関与しているかを調査します。
これは、行動研究、磁気共鳴画像法 (MRI)、および経頭蓋磁気刺激 (TMS) の 3 つのアプローチによって達成されます。
行動研究の間、参加者は、自分の声がイヤホンで再生されている間にマイクに向かって話し、他の話すタスクを行うように求められます.
MRI は、音声と小脳に関連する脳機能と解剖学の詳細な分析を実行するために取得されます。
健康なコントロールでは、TMS は、参加者が話すタスクを実行する前、最中、または後に小脳を一時的に混乱させるためにも実行されます。
小脳性運動失調症の患者と健康なボランティアは、行動研究および/またはMRIを完了するよう求められます。健康なボランティアは、TMS に追加で参加するよう求められる場合があります。
調査の概要
詳細な説明
この研究では、発話における小脳の役割を調査し、到達および歩行における小脳機能を理解するための以前の研究に基づいています。 神経画像と病変の研究は、小脳が音声生成ネットワークの不可欠な部分であるという強力な証拠を提供していますが、発話の制御における小脳の正確な役割は不明のままです. さらに、小脳への損傷（変性または焦点のいずれか）は、失調性構音障害、部分的には関節障害および重度の時間的欠損を特徴とする運動言語障害につながる可能性があります。 このプロジェクトは、小脳機能の理論モデルと失調性構音障害に関連する言語症状との間のギャップを埋めることを目指しています。 発話運動制御の根底には、フィードバックとフィードフォワード制御の 2 つのメカニズムがあります。 フィードバック制御では、話者は感覚フィードバック (自分の声など) を使用して発話を制御します。 フィードフォワード制御では、話者はオンライン フィードバックではなく、過去の発話から得た知識を使用して発話を制御します。 この研究は、音声のフィードフォワードおよびフィードバック制御における小脳の役割を解明するための体系的な計画を伴います。 中心的な仮説は、小脳は音声のフィードフォワード制御において特に重要であるが、フィードバック制御にはほとんど関与していないというものです。 この仮説を調査するために、次の 3 つの革新的な方法論から収束する証拠を取得します。小脳の「仮想病変」を作成するためにシータバースト経頭蓋磁気刺激を受けるコントロール、および3)小脳病変の位置、構音障害の症状、およびフィードフォワードとフィードバック制御能力との関係を調べるためのCA患者の構造的および機能的研究。
音声は、小脳機能の現在の理論が新しいエフェクター (声道) および感覚 (聴覚) ドメインにどの程度一般化されているかを調べる重要な機会を提供します。 コミュニケーションのためのその目的は、他の運動ドメインでは見られない正確なスペクトル時間的制約を課します。 さらに、スピーチにおけるフィードバックとフィードフォワード制御の独特のバランスにより、小脳損傷後の両方の制御タイプの変化を調べることができます。 重要なことに、これは、CA患者における理論的に動機付けられた制御障害と、失調性構音障害に関連する発話症状、およびそれらの神経相関との関連を調べた最初の研究です。
研究の種類
介入
入学 (実際)
660
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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California
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Berkeley、California、アメリカ、94720
- University of California, Berkeley
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San Francisco、California、アメリカ、94143
- University of California, San Francisco
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Wisconsin
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Madison、Wisconsin、アメリカ、53705
- University of Wisconsin--Madison
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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
18年～75年 (大人、高齢者)
健康ボランティアの受け入れ
はい
説明
包含基準:
- -小脳の変性に起因する小脳性運動失調症（CA）の診断および正常な聴力または
- 身体的または神経学的異常の既知の病歴がなく、正常な発話、聴力、および読解能力を有する健康なボランティア
- 一部の研究では、アメリカ英語の第一言語が必要になる場合があります
健康なボランティアの除外基準:
- 神経障害または精神疾患
小脳性運動失調症 (CA) の参加者の除外基準:
- 小脳損傷に起因するものを除く、神経学的障害または精神疾患
-CAの参加者またはMRIに参加している健康なボランティアの除外基準（他の研究手順の対象となる場合があります）：
- -以下を含むMRI研究への参加に対する禁忌：埋め込み金属部品または埋め込み電子機器（ペースメーカー、除細動器、刺激装置、または埋め込み投薬ポンプ、または取り外し不可能なピアスを含む）。頭の中の動脈瘤クリップまたはその他の金属（口を除く）; MRIを排除する閉所恐怖症
TMS に参加している健康なボランティアの除外基準 (他の研究手順の対象となる可能性があります):
- -以下を含むTMS研究への参加に対する禁忌：てんかん、特定の薬物の使用、心臓病、および妊娠。頭皮の傷や感染;スクリーニング手順中に発見されたその他の禁忌
- 以下を含む MRI 検査への参加の禁忌: 埋め込み型の金属部品または埋め込み型の電子機器 (ペースメーカー、除細動器、埋め込み型投薬ポンプ、または取り外し不可能なピアスを含む)。 MRIを排除する閉所恐怖症
すべての潜在的な参加者の除外基準:
- 妊娠中または妊娠しようとしている（行動研究のみの対象となる可能性があります）
- アルコール乱用、違法薬物使用または薬物乱用、または重大な精神疾患の病歴
- 高血圧または低血圧状態
- 被験者が自発的なインフォームドコンセントを与えることを妨げるあらゆる状態
- -この研究中に介入試験に登録または登録する予定
- 投薬にもかかわらず十分に制御されない進行中の発作
- 聴力を改善するための補聴器またはその他の機器の使用
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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実験的：小脳失調症（CA）の患者
さまざまなスピーキングタスクを含む行動検査 磁気共鳴画像法 (MRI)
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脳の解剖学/機能を行動テストと関連付けるために、脳のMRIを実施します(造影剤なし)。
他の名前：
参加者がオーディオ/ビデオの手がかりに応じて話すように求められている間に、言語/スピーキングタスクが実行されます。参加者の回答は記録されます。
小脳性運動失調症の患者の場合、追加の診断調査が完了する場合があります。
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アクティブコンパレータ：一致したコントロール
さまざまなスピーキングタスクを含む行動検査 磁気共鳴画像法 (MRI)
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脳の解剖学/機能を行動テストと関連付けるために、脳のMRIを実施します(造影剤なし)。
他の名前：
参加者がオーディオ/ビデオの手がかりに応じて話すように求められている間に、言語/スピーキングタスクが実行されます。参加者の回答は記録されます。
小脳性運動失調症の患者の場合、追加の診断調査が完了する場合があります。
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実験的：追加の健康なボランティア
さまざまな発話タスクを含む行動検査 磁気共鳴画像法 (MRI) 経頭蓋磁気刺激法 (TMS)
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脳の解剖学/機能を行動テストと関連付けるために、脳のMRIを実施します(造影剤なし)。
他の名前：
参加者がオーディオ/ビデオの手がかりに応じて話すように求められている間に、言語/スピーキングタスクが実行されます。参加者の回答は記録されます。
小脳性運動失調症の患者の場合、追加の診断調査が完了する場合があります。
小脳の発話経路を一時的に中断するために、反復 TMS が適用されます。
他の名前：
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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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発話運動応答パーセント補償
時間枠：ベースライン
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パーセント補償は、次の比率として計算されます: -100*(被験者によって生成された音響特性の変化)/(聴覚フィードバックの変化によって引き起こされた音響特性の変化)。
負の符号は、聴覚フィードバックの変更の変化に反対する被験者によって生成された変化が正の補償としてカウントされることを保証します。
パーセント補償を計算するために使用される音響特性は、実行された実験に依存し、被験者の出力音声のピッチまたはフォルマント周波数 (Hz 単位の周波数で測定)、音声開始時間 (ミリ秒単位で測定)、摩擦子音の持続時間 (ミリ秒単位で測定)、およびフォルマント遷移時間 (ミリ秒単位で測定)。
話している間に聞く被験者の聴覚フィードバックの変化に応じて、被験者によって生成される補償率の短期的 (試験内) および長期的 (試験全体) の変化を探します。
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ベースライン
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構音障害の症状
時間枠：ベースライン
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失調性構音障害（AD）の症状は、客観的で信頼性が高く、構音障害に敏感であることが示されている構音障害評価ツールであるボーゲンハウゼン構音障害スケール（BoDyS）を使用して、認可された音声言語病理学者によって小脳性失調症（CA）の患者で定量化されます。サブタイプ 31、60、および 61。
BoDyS テストには、音声モーター制御システムのフィードフォワードおよびフィードバック コンポーネントに関連する可能性のある症状を含む、33 の個別のコンポーネント評価が伴います。
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ベースライン
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ボクセルベースの形態計測 (VBM)
時間枠：ベースライン
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VBM は、音声運動制御の心理物理学的測定と構音障害の音声症状の臨床的測定に焦点を当てて、音声生成のための小脳の機能的組織を調査するために適用されます。
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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。
協力者
捜査官
- 主任研究者：John F. Houde, Ph.D.、University of California, San Francisco
- 主任研究者：Srikantan S. Nagarajan, Ph.D.、University of California, San Francisco
- 主任研究者：Richard Ivry, Ph.D.、University of California, Berkeley
- 主任研究者：Ben Parrell, Ph.D.、University of Wisconsin, Madison
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
- Rossi S, Hallett M, Rossini PM, Pascual-Leone A; Safety of TMS Consensus Group. Safety, ethical considerations, and application guidelines for the use of transcranial magnetic stimulation in clinical practice and research. Clin Neurophysiol. 2009 Dec;120(12):2008-2039. doi: 10.1016/j.clinph.2009.08.016. Epub 2009 Oct 14.
- Huang YZ, Edwards MJ, Rounis E, Bhatia KP, Rothwell JC. Theta burst stimulation of the human motor cortex. Neuron. 2005 Jan 20;45(2):201-6. doi: 10.1016/j.neuron.2004.12.033.
- Oberman L, Edwards D, Eldaief M, Pascual-Leone A. Safety of theta burst transcranial magnetic stimulation: a systematic review of the literature. J Clin Neurophysiol. 2011 Feb;28(1):67-74. doi: 10.1097/WNP.0b013e318205135f.
- Chang EF, Niziolek CA, Knight RT, Nagarajan SS, Houde JF. Human cortical sensorimotor network underlying feedback control of vocal pitch. Proc Natl Acad Sci U S A. 2013 Feb 12;110(7):2653-8. doi: 10.1073/pnas.1216827110. Epub 2013 Jan 23.
- Hinkley LB, Marco EJ, Brown EG, Bukshpun P, Gold J, Hill S, Findlay AM, Jeremy RJ, Wakahiro ML, Barkovich AJ, Mukherjee P, Sherr EH, Nagarajan SS. The Contribution of the Corpus Callosum to Language Lateralization. J Neurosci. 2016 Apr 20;36(16):4522-33. doi: 10.1523/JNEUROSCI.3850-14.2016.
- Kort NS, Cuesta P, Houde JF, Nagarajan SS. Bihemispheric network dynamics coordinating vocal feedback control. Hum Brain Mapp. 2016 Apr;37(4):1474-85. doi: 10.1002/hbm.23114. Epub 2016 Feb 25.
- Ranasinghe KG, Gill JS, Kothare H, Beagle AJ, Mizuiri D, Honma SM, Gorno-Tempini ML, Miller BL, Vossel KA, Nagarajan SS, Houde JF. Abnormal vocal behavior predicts executive and memory deficits in Alzheimer's disease. Neurobiol Aging. 2017 Apr;52:71-80. doi: 10.1016/j.neurobiolaging.2016.12.020. Epub 2017 Jan 3.
- Moberget T, Gullesen EH, Andersson S, Ivry RB, Endestad T. Generalized role for the cerebellum in encoding internal models: evidence from semantic processing. J Neurosci. 2014 Feb 19;34(8):2871-8. doi: 10.1523/JNEUROSCI.2264-13.2014.
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- Koch G, Oliveri M, Torriero S, Salerno S, Lo Gerfo E, Caltagirone C. Repetitive TMS of cerebellum interferes with millisecond time processing. Exp Brain Res. 2007 May;179(2):291-9. doi: 10.1007/s00221-006-0791-1. Epub 2006 Dec 5.
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- Parrell B, Agnew Z, Nagarajan S, Houde J, Ivry RB. Impaired Feedforward Control and Enhanced Feedback Control of Speech in Patients with Cerebellar Degeneration. J Neurosci. 2017 Sep 20;37(38):9249-9258. doi: 10.1523/JNEUROSCI.3363-16.2017. Epub 2017 Aug 23.
- Parrell, B., Agnew, Z., Houde, J., Nagarajan, S., & Ivry, R. (2016) Individuals with cerebellar degeneration correct for within-category variation of vowels even in the absence of auditory feedback. Talk presented at Society for Neuroscience 2016, San Diego, CA, November 2016.
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- Tarapore PE, Tate MC, Findlay AM, Honma SM, Mizuiri D, Berger MS, Nagarajan SS. Preoperative multimodal motor mapping: a comparison of magnetoencephalography imaging, navigated transcranial magnetic stimulation, and direct cortical stimulation. J Neurosurg. 2012 Aug;117(2):354-62. doi: 10.3171/2012.5.JNS112124. Epub 2012 Jun 15.
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)
2019年9月15日
一次修了 (推定)
2030年5月31日
研究の完了 (推定)
2030年5月31日
試験登録日
最初に提出
2019年5月24日
QC基準を満たした最初の提出物
2019年5月30日
最初の投稿 (実際)
2019年6月3日
学習記録の更新
投稿された最後の更新 (推定)
2025年10月24日
QC基準を満たした最後の更新が送信されました
2025年10月22日
最終確認日
2025年10月1日
詳しくは
本研究に関する用語
追加の関連 MeSH 用語
その他の研究ID番号
- 19-27146
- 1R01DC017091-01A1 (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?
いいえ
医薬品およびデバイス情報、研究文書
米国FDA規制医薬品の研究
いいえ
米国FDA規制機器製品の研究
はい
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