経頭蓋交流電流刺激 (tACS) を使用した音声明瞭度の向上 (StimSpeechCom)

背景と理論的根拠 ヨーロッパでは、人口の 16% にあたる 7,100 万人が難聴に苦しんでいます。 聴覚障害の主な結果の 1 つは、特に残響や騒がしい環境など、音響的に困難な状況での会話理解能力の低下です。

提案されたプロジェクトは、困難なリスニング条件下でのスピーチ理解をサポートするために活用できるメカニズムと、聴覚障害者や高齢のリスナーでどのように強化できるかについての理解を深めることを目的としています。

この目的のために、関節運動統合の代償神経メカニズムは、vMC を介して経頭蓋交流刺激 (tACS) を適用することによってテストされます。

目的 この研究の全体的な目的は、知覚的に困難な状況下での言語理解をサポートする代償メカニズムに光を当てることです。

実験 1 ～ 3 主な目的は、劣化した音声 (DS) 理解に対する聴覚運動統合の有用性をテストすることです。

1 つの二次的な目的は、DS の劣化レベルと tACS によるパフォーマンスの改善との相互作用を評価することです。 もう 1 つの二次的な目的は、tACS による改善の潜在的な違いを、若い聴力障害者と古い聴力者の聴取者で調査することです。

実験 4 主な目的は、SIN 理解のための脳音響コヒーレンスの有用性をテストすることです。 実験 4 の第 2 の目的は、脳音響コヒーレンスが音節レベルの処理を反映しているかどうかをテストすることです。

統計上の考慮事項:

すべての実験について、混合効果反復測定 ANOVA が実施されます。 多重比較用に修正された対応のある t 検定は、事後比較に適用されます。

根拠のある参加者数

検出力分析は、中間の効果サイズを想定して、すべての実験で個別に実施されました。 検出力分析の結果は、実験 1 の最小合計サンプル サイズが 30、実験 2+3 が 50、実験 4 が 60 であることを示しています。

実験 1 検出力分析の結果は、最小合計サンプル サイズが 30 人の若い参加者であることを示しています。

実験 2-3 検出力分析の結果は、25 人の若い参加者と 25 人の古い参加者を含む、最小の合計サンプル サイズ 50 を示唆しています。実験 4 検出力分析の結果は、30 人の若い参加者と 30 人の年配の実験参加者を含む、最小の合計サンプル サイズが 60 であることを示しています。

欠落データおよび脱落者の取り扱い 脱落者、および事前検査スクリーニングによって決定された通常以下の聴力閾値のために除外されなければならない参加者は、新たに募集された参加者に置き換えられます。 データが欠落している場合は、利用可能なデータを使用して分析が行われます。 ドロップアウトのデータは、データ分析の終了時に分析され、匿名化されます。

研究介入

主な研究介入は、tACS 刺激です。 2 つの刺激プロトコルが使用されます。

実験 1-3 で使用される刺激プロトコル 1 (SP1) には、連続的な高周波 (2 kHz) 刺激が含まれます。 実験 1 では、SP1 がオンラインで適用されます (aMEP 記録中)。 実験 2 ～ 3 では、SP1 はオフラインで (タスクの開始前に) 20 分間適用されます。

実験 4 で使用される刺激プロトコル 2 (SP2) には、オンライン (タスク実行中) の低周波音声エンベロープ (env) tACS 刺激 (1-8Hz) が含まれます。

すべての実験で、刺激強度は 2 mA になります (ピーク ツー ピーク値、±1 mA 振幅の正弦波に対応)。

刺激は、腹側運動皮質 (vMC) の上に配置された導電性ゴム電極を介して配信されます。 電極は、10-20 国際 EEG システムに従って配置され、ターゲットの位置を特定します。

さらに、TMS 刺激は、調音運動誘発電位 (aMEPs) を測定する実験 1 で適用されます。

刺激強度は、参加者の個々の運動閾値の 120% になります [3]。

aMEPs を誘発する vMC の唇運動皮質に単相性単一パルス TMS が適用されます。

研究手順

事前審査

• 包含/除外基準の評価
• 人口統計情報の収集

聴覚と言語知覚のスクリーニング

• 聴力閾値のスクリーニング
• 音声受信閾値
• テキスト受信閾値

主観的理解度 各実験の実験セッションの前に、75% (簡単)、50% (中)、および 25% (難しい) の認識パフォーマンスをもたらす劣化レベルを推定するために、主観的理解度が評価されます。 劣化は、音声明瞭度のパラメトリック操作を可能にするノイズ ボコーディングの形をとります。 これは、音声の時間的内容に影響を与えることなく、音声のスペクトル内容を減らす操作です。 結果は、かすれたロボットのささやきに似ています。

実験 1:

各参加者は 2 つの tACS セッションを受けます: 2 kHz でのオンライン tACS を使用した実験セッションと、偽の刺激が配信される制御セッションで、それぞれ 20 分間続きます (セッションの順序は相殺されます)。 実験中、参加者の唇の筋肉から TMS 誘発 aMEP が記録されます。

実験 2:

各参加者は 2 つの tACS セッションを受けます: 2kHz tACS が配信される実験セッションと、偽の刺激が配信される制御セッションで、それぞれ 10 分間続きます (セッションの順序は相殺されます)。 各 tACS セッションに続く 20 分間で、参加者はさまざまなレベルの明瞭度で劣化した音声刺激を聞きます。 聞いた単語を (コンピューターのキーボードを使用して) できるだけ早く、項目ごとに最大 10 秒で書き写すように求められます。 低、中、高レベルの劣化のそれぞれ 30 の単語と、30 の明確な刺激がランダムな順序で提示されます。

実験 3:

実験1. 実験グループでは、上記 (SP1) と同じ設定の tACS を使用して、関節運動興奮性の増加を誘導します。コントロール グループでは、シャム tACS が配信されます。 次の 20 分間で、参加者はノイズで音声化されたスピーチのトレーニングを受けます。 トレーニングは、ペアで提示される 250 の単語で構成されます。最初は単語の明確なインスタンスであり、次にその劣化した対応物であり、明確な単語のオフセットの 200 ミリ秒後です。 単語ペアは、1500±500 ミリ秒のジッタリング試行間間隔 (ITI) で表示されます。 このタイプのプレゼンテーションは、ノイズボコードによる単語理解を急速に改善するのに非常に効果的であることが示されています。120 項目のプレゼンテーション (プレゼンテーションに約 10 分かかります) で、参加者の単語識別の精度は約 20% から 30% 以上に改善されました。 %[4]。 ノイズボコーダーによる単語理解は、トレーニング後に再度評価されます。

実験 4:

参加者は 2 つの tACS セッションを受け、DS 理解度でテストされますが、偽の刺激試験によってインターリーブされた env-tACS または時間反転 env-tACS 試験のいずれかを受け取ります。 実験 1 と同様に、参加者は 30 の刺激をそれぞれ 3 つの異なる程度に劣化させ、30 の明確な刺激を与えられ、10 秒以内に聞いた言葉を書き写すように求められます。

さらなる側面 全体的な倫理的考察 この研究は、発話理解の低下をサポートする代償メカニズムの理解を改善することに関連する科学的価値と社会的価値の両方をもたらす可能性を秘めています。減損または既存のものの改善を通知します。 この研究の結果は、聴覚障害などの知覚的に困難な状況下でのリスニングの多くの状況 (すべてではないにしても) に一般化できます。 聴覚障害の最大の社会的負担は、通常の加齢に伴う聴力低下 (老人性難聴) に関連していることを考えると、高齢者集団からの参加者のサンプルを含めることにより、結果の一般化可能性を 3 歳まで拡張することを目指しています。

グッド クリニカル プラクティス (GCP) 声明 この研究は、プロトコル、ヘルシンキ宣言の最新版、国際調和 GCP 会議、スイス人研究法、およびその他の地域に関連する法的および規制要件に準拠して実施されます。

リスク-ベネフィット評価 tACS 刺激のまれな軽度および一時的な影響を除いて、除外基準が尊重されている限り、研究介入自体に関連するリスクはありません。 第三者による不正なデータ アクセスや、参加者の不要な識別のリスクも想定されていません。

研究は、参加者に即時の利益をもたらすことも期待していません。 しかし、参加者 (および他の誰でも) は、挑戦的な発話知覚とそれに続く可能性のある医療機器 (補聴器など) に関与する (代償性) 神経メカニズムをよりよく理解することから、研究の潜在的に強力な科学的および社会的価値から恩恵を受ける可能性があります。 .

品質管理とデータ保護 品質対策 優れたデータ品質を保証するために、すべてのプロジェクト メンバーは、すべての重要な研究関連の側面についてトレーニングを受けています。 担当者は、実験プロトコルと練習セッションのパフォーマンスを慎重に検討することにより、特定の非侵襲的脳電気刺激装置に関する理論的および実践的な知識と、彼/彼女が関与する特定の実験で使用される実験プロトコルを提供されます。 データが失われたり破損したりしないようにするために、それらは二重に保存されます。 調査官は、定期的なデータ品質チェックを実行します。

品質保証のために、治験依頼者、倫理委員会、または独立した治験モニターが研究施設を訪問する場合があります。 このような場合、ソース データおよび研究関連のすべてのファイルへの直接アクセスが許可されます。 すべての関係者は、参加者のデータを厳重に機密に保ちます。

データ記録とソースデータ

電子症例報告フォーム (e-CRF) は、次の目的で保持されます。

• 含まれて*、首尾よく研究を終えた参加者
• 研究に含まれていた*が、事前スクリーニングによって決定された正常以下の聴覚のために除外されなければならなかった参加者（参加者情報シートとインフォームドコンセントの両方に記載されるため、参加者はこの可能性を認識しています）同意書に署名することによって決定されます。 調査中のすべてのデータがそれぞれのデータベースに完全かつ正確に入力されることを保証することは、調査者の責任です。 必須文書は、それぞれの研究の通常の終了後または早期終了後、少なくとも 10 年間保持する必要があります (Art. 25 der KlinV)。 e-CRF は、参加者を名前や生年月日で識別することはありませんが、適切なダミーコード化された識別 ID を提供します。 e-CRF は、パスワードで保護された Excel シートに保存され、研究の範囲内で職務を遂行するためにデータを必要とする許可された担当者のみがアクセスできます。 主任研究者は、データベースへの正しいデータ入力を管理します。

この研究のソース ドキュメントは、人口統計データ、インフォームド コンセント フォーム、ランダム化番号、(S)AE、および関連する検査の結果です。 e-CRF に記録されるデータは、匿名化された参加者 ID、年齢、参加日、包含および除外基準、聴力閾値、割り当てられた条件、および主観的な治療評価です。

機密保持とコーディング 治験と参加者のデータは、最大限の裁量で取り扱われ、治験の範囲内で職務を遂行するためにデータを必要とする許可された担当者のみがアクセスできます。 CRF およびその他の研究固有の文書では、参加者は、参加者識別リストに保存されている一意の参加者番号によってのみ識別されます。

無許可または偶発的な開示、変更、削除、コピー、および盗難から保護すると同時に、トレーサビリティを確保するため (監査証跡; ClinO, Art. 18)、治験責任医師は参加者識別リストを 2 つの形式で保存します。 電子版は、研究者のみがアクセスできる責任研究センター (チューリッヒ大学 (UZH) または Inselspital Bern) の安全なネットワーク フォルダーに保存されます。 さらに、紙版は UZH の Psychologisches Institut の建物に保管され、研究者のみがアクセスできます。

研究データの保持と破棄 すべての研究データは、研究の終了後または途中での研究の終了後 10 年間保管されます。 すべての研究データ (物理的な文書のデジタル コピーを含む) は 2 つのアーカイブに保存されます。これは、アーカイブのいずれかのファイルが破損したり、誤って変更されたり、失われたりした場合に備えて、バックアップ コピーの可用性を保証するためです。 したがって、データは、プロジェクトメンバーのみがアクセスでき、チューリッヒ大学ネットワーク内でのみアクセス可能なUZHの安全なネットワークフォルダー、およびパスワードで保護された大容量ハードディスクドライブ（HDD）のフォルダーに保存されます。 UZH の中央バックアップ ストレージ ユニットが試験の終了前に利用可能になる場合、ハード ディスク ドライブからのデータはそこに移動されます。 紙のデータ（インフォームド コンセントやアンケートなど）は、UZH の建物内で施錠されます。

モニタリングと登録 この研究に関連するリスクが低いため、内部研究モニタリングが適用されます。主任研究者は、プロジェクト メンバーが取得したプロトコル、データ、およびインフォームド コンセントを定期的にチェックし、正確性を確認し、データの欠落がないことを確認します。プロトコルに準拠したデータストレージ。 モニターはソース データ/ドキュメントにアクセスでき、質問はモニター中に回答されます。

この試験は、BASEC を介してスイス国家臨床試験ポータル (SNCTP) に自国語 (ドイツ語) で登録されます。

資金提供/出版物/関心の宣言 この研究は、スイス国立科学財団 (SNSF) によって完全に資金提供されています。 各実験の統計分析の後、プロジェクト マネージャーは、オープン アクセス ポータル (BioRxiive® など) を介して未公開の査読前のプレプリントにアクセスできるようにし、科学的な査読済みの形式でデータを公開するためにあらゆる努力をします。ジャーナル。 非臨床データのみが匿名化された形式で提供されます。 参加者が研究結果の通知を希望することを示した場合、試験結果は参加者に通知されます。

すべてのプロジェクト メンバーは、利益相反を宣言していません。