耳鳴りと難聴における脱抑制脳メカニズムの調査 (IGNITE)
耳鳴りと難聴における脱抑制性脳メカニズムの調査: 聴覚皮質 GABA 損失と接続切断の不適応署名はありますか?
耳鳴り、外部の音響刺激がない場合の音の知覚。 耳鳴りは、耳ではなく頭の中で知覚されることが多く、一般的な状態であり、成人の有病率は 10 ~ 15% と推定されています。 この人口の 1 ~ 3% が生活の質に大きな影響を与えています。 有病率が高いにもかかわらず、耳鳴りの根底にあるメカニズムはまだ不明のままです。
耳鳴りの症例の大部分は、ある程度の難聴に関連しており、難聴が耳鳴りの最大の危険因子となっています。 最近では、聴力測定範囲 (0.125 ~ 8 kHz) 内で明らかな難聴がなくても、騒音下での会話の難しさなどの聴覚障害が存在する可能性があることが示唆されています。 これは「隠れた難聴」と呼ばれ、聴力測定を超える周波数 (> 8 kHz) での難聴に関連していることが示唆されています。
このプロジェクトは、耳鳴りの根底にあるメカニズムと、顕性または隠れた難聴との関係を研究することを目的としています。 具体的には、研究者は、耳鳴りが聴覚入力の剥奪の結果として生じる不適応可塑性によって引き起こされるという仮説を検証したいと考えています。 この考えは、聴力、ひいては聴覚入力が回復すると耳鳴りが消える可能性があるという発見によって裏付けられています。 聴覚経路のより低いレベルでの混乱は、聴覚系のより中央の領域 (例えば、聴覚皮質) でのシナプス伝達と神経伝達物質の放出の変化につながる可能性があります。 これにより、ニューロンの興奮と抑制の間の不均衡、および聴覚経路の再ルーティングが生じ、異常な神経興奮性と接続性が生じる可能性があります。
この研究では、研究者は、聴覚皮質の脱抑制が特に耳鳴りに関連しているのか、それとも難聴の結果なのかを疑問視しています. この質問に答えるために、研究者は、非侵襲的イメージング技術、すなわち磁気共鳴分光法 (MRS) と機能を使用して、GABA 濃度レベル、神経活動、および聴覚野の機能的結合強度を定量化することにより、抑制メカニズムを調査することを目的とした研究を実施することを提案しています。磁気共鳴画像法 (fMRI)。 研究者は、耳鳴りのバイオマーカーを提供する可能性があると期待しており、これは将来の治療を指示するのに役立つ可能性があります.
調査の概要
詳細な説明
参加者の選択と撤回
募集
臨床ルート 適切な候補者は、Ropewalk House Nottingham Audiology Services のサイトと、Nottingham University Hospitals National Health Service (NHS) trust の耳、鼻、のど (ENT) サービスによって、臨床データベースの検索を通じて、またはルーチン中に日和見的に特定される場合があります。臨床予約。 候補者は、サイトのスタッフのメンバー、またはローカル PI によって採用活動が委任された NIHR 臨床研究ネットワーク (CRN) スタッフによってのみアプローチされます。 すべての患者の連絡先情報は秘密にされ、研究チームには開示されません。 最初のアプローチは、(i) 招待状、(ii) 研究への参加に関するすべての側面を説明する参加者情報シート、および (iii) 返信票を含む情報パックを参加者に提供することです。 研究の詳細を知りたい潜在的な参加者は、招待状に添付された返信用紙に記入し、前払いの宛名付き封筒に入れて返送することにより、研究者から連絡を受けることを選択できます。 または、潜在的な参加者は、参加者情報シートに記載されている電子メールと電話番号を介して研究者に直接連絡することができます。
潜在的な参加者には、治験への参加は完全に任意であり、治療とケアはその決定によって影響を受けないことが説明されます。 また、いつでも撤回できることも説明されますが、このような事態を回避するための試みが行われます。 撤回の場合、これまでに収集されたデータは消去できないことが説明され、調査担当者は必要に応じて最終分析でデータを使用することに同意を求めます。
研究に関するポスターは、関連する臨床分野に展示されます。
非臨床経路:
非臨床ルートには、次の方法で研究を宣伝することが含まれます
- NIHR Nottingham Hearing 参加者データベースへの招待メール。 このデータベースには、以前に耳鳴りと難聴の研究に参加することに関心を示したすべての人 (健康な参加者と聴覚関連の患者を含む) が含まれています。
- 関連する患者団体および専門家団体によって発行されたニュースレターの記事および発表。
- ソーシャル メディア チャネル (Twitter (@hearingnhir、@TIN_ACT @UoNPIBeacon) および Facebook への投稿。
いずれの場合も、関心のある潜在的な参加者に標準スクリプトに従って研究の手順と要件を説明することにより、完全なインフォームド コンセントが求められます。 潜在的な参加者は、この研究に参加するかどうかを決定するために、理想的には最低 24 時間かかります。 参加者が研究への参加に同意した場合、同意書に署名します。COVID-19 の期間中、これは電子的に行われます。 いずれの場合も、インフォームド コンセントが得られ、評価または介入の前に同意書に署名する必要があります。
参加予定期間
この研究は、2021 年 8 月から 2022 年 4 月まで実施される予定です。 インフォームドコンセントの時点からの研究への参加の予想される合計期間は、1週間から8週間の範囲になる可能性があります。 この延長された時間の見積もりは、特に COVID-19 パンデミックの間、聴覚評価と MRI スキャンを手配する際の組織的な問題の可能性によるものです。 各参加者に対して 2 回の訪問があり、各訪問は約 1.5 時間続きます。
参加者の治療または評価からの除外/参加者の離脱
参加者は、理由を述べることなく、いつでも研究からの脱退を選択できます。 スキャンできない場合 (制御不能な動きが原因)、または何らかの理由で聴覚評価を完了することができない場合、研究から除外されます。 参加者は、妊娠の場合、GABA増強薬または抗うつ薬を服用している場合、蝸牛またはMRIスキャンと互換性のない金属インプラントを使用している場合、または最初に同意した期間中に金属インプラントを使用している場合にも削除されます。参加およびスキャンの予約日、または同意の撤回。
COVID-19 に関連する特殊なケースでは、参加者が研究の予約前にウイルスの症状を報告した場合、引き続き研究に参加したいかどうかが議論され、14 日間の検疫を待つ間、研究者はスケジュールを変更します。予定。 ただし、参加者が研究予約前にコロナウイルスに感染していることが確認された場合、参加者は研究から除外されます。
参加者は、これまでに収集されたデータを撤回する場合、データを消去することはできず、最終的な分析に引き続き使用される可能性があることを (情報シートと同意書を介して) 通知されます。 参加者が研究を中止した場合、研究者は中止の理由と日付を記録します。 それらは、研究の終わりに、登録された参加者の数ではなく、完了したスキャンの数が終わりを定義するように置き換えられます。 研究への登録の突然の終了は、参加者の安全に影響しません。 参加者は、これが将来のケアに影響を与えないことを認識します。
統計
メソッド
調査官は、データを分析するために 3 つのテストを使用します: 一次、二次、および探索的テスト。
+ 一次試験
単変量群比較 画像結果の群間差。これには次の比較が含まれます。
聴覚皮質 GABA、GABA/Glx、および Cho レベル、聴覚皮質大脳血流 (CBF)、局所機能的結合密度、半球間聴覚皮質機能的結合性、聴覚皮質と視覚皮質間のクロスモーダル機能的結合性、および聴覚皮質の血中酸素濃度-視覚的注意タスクに対する依存 (BOLD) 反応。
以下の間の相関の差に関するグループ間検定:
GABA と難聴、および聴覚野の機能的結合と難聴。
+ 二次試験: 視覚的阻害のマーカー (GABA、機能的結合性、CBF、注意に対する BOLD 反応など) のグループ内相関分析と、感覚求心性障害の指標となる聴力測定結果。 研究者は、耳鳴りの重症度を伴う画像指標の回帰分析も行います。
+ 探索的: 耳鳴りの重症度の多変量予測モデルと、感情的な耳鳴りの表現型による脳ネットワーク指標の回帰。
調査結果は調査チームによって評価されます。 複雑な統計問題と戦略のため、研究者は分析を通じて経験豊富な統計学者と上級研究者の両方からアドバイスを求めます。 分析は、R 統計ソフトウェア パッケージと Matlab を使用して、ノッティンガム大学 (UoN) のコンピューターで行われ、UoN サーバーにバックアップされます。
サンプルサイズと正当化
合計約60人の被験者(1グループ30人)。 詳しくは下記をご覧ください。 すべてのテストは、R 統計ソフトウェア パッケージと STATA SE16 を使用して行われました。
ギャバ
耳鳴りと難聴の患者における GABA の変化を調査した以前の研究は非常に限られており、それらの間に矛盾があります。 合計 36 人の被験者を対象とした Gao の研究では、被験者の半数が耳鳴り (tin+) を持ち、残りの半分には耳鳴りがありませんでした(スズ-)が、28人の被験者の合計サンプルを使用したセドリーの研究では、スズ+>スズ-の右聴覚皮質で有意なGABA濃度の減少(中央値1.12対1.28 mM / L)がそれぞれ報告されました.
これらの値を使用して、研究者は以下を使用して効果サイズを推定できます。
Cohen の d = (M_1-M_2)/(SD プール) また、Cohen の d = 2r/√(1-r^2 )
Gao と Sedley のそれぞれの研究の効果量は、r=-0.57 です。 (難聴と GABA の相関) および d=-3.7 (患者とコントロールの間の GABA 効果サイズ)。 これを有望な効果と考える人もいるかもしれませんが、研究者は、母集団に比べてサンプルサイズが小さいことを考慮すると、これらの研究の検出力が低いことを認識しており、したがって、これらの効果サイズは誇張され、真の効果サイズを表していない可能性があります。
その後、研究者はより大きなサンプルサイズを採用することを提案します。時間の制約と COVID-19 パンデミックによる制限により、研究者が追跡している現実的な被験者数はグループあたり 30 人です (N 合計 = 60)。 このサンプルサイズと以前の研究からの知識に基づいて、研究者は d=0.7 (両側検定) と r=0.4 の効果サイズを 0.05 アルファ値と 80% 検出力を使用して推定しました。
研究者はまた、相対測定を使用して、GABA/Cr 比などの GABA を定量化し、絶対測定 (すなわち、mM/L) と比較して、おそらくより低い分散を持っているため、効果の大きさに影響を与えます。
以前のパイロット測定では、GABA測定は再現性と正しい傾向を示すという点で十分に優れていましたが、被験者内測定では有意性に達していませんでした。 したがって、他の戦略は、GABA 測定を他の機能的測定 (安静時、視覚課題、トノトピー スキャン) と関連付けて相互に関連付けることです。 分析は被験者間分析だけに限定されるものではありませんが、研究者は、より確実な結果が得られることが示されている被験者内分析も行います。
機能的接続
fMRI では、多数の従属変数の組み合わせ (つまり、 膨大な数のボクセル比較) と比較的少数の観察 (被験者) により、効果サイズが大幅に膨らんだ不十分な研究が行われたため、完全なサンプル/母集団における実際の効果を十分に表していません。 ただし、メタ分析を使用すると、選択されたプールされた研究 (サンプルが少ない) から報告された調査結果が本当に重要かどうかを調べることができます。
GABA アプローチと同様に、研究者は次に、スズ + とスズ - の間の機能的変化のメタ分析研究から効果サイズを推定し、それを推定効果サイズと比較しました。
r = z/√N コーエンの d = 2r/√(1-r^2)
研究者は、中程度の効果サイズ、d=0.6 (N 合計 = 30、全脳、0.05 アルファ値、および 80% パワー) を検出できると推定しています。
結果が真の効果の全体像を表していない可能性があることを研究者は十分に認識しているため、提案された研究は依然として耳鳴りフィールド研究に利益をもたらし、以前の発見を検証するためのより多くの力を追加します. また、メタアナリシス研究が全脳測定を使用していたことにも注意してください(つまり、 ReHo) では、多数のボクセル比較が原因で高い分散が予想されます。
代わりに、この研究では、関心領域 (ROI) 分析に焦点を当てて分散を下げ、効果サイズを大きくすることを提案しています。 ROI の定義は、独立成分分析 (ICA) 分析を使用する、および/または Brodmann 領域などの解剖学的マップを使用する、視覚タスクやトノトピー スキャンなどの独立した条件によって導かれます。 適用されるいくつかの機能的対策は、地域の接続密度、地域間の相関関係、および低周波変動の分数振幅 (fALFF) です。 被験者間および被験者内の両方でのGABA測定による相互検証は、耳鳴り患者における抑制と神経活性化の変化の間の現在の知識を豊かにすることが期待されています。
欠落、未使用、および偽のデータの手順
データが欠落している場合や偽のデータがある場合、データに問題がある参加者はその特定の分析から除外されます。
研究の種類
入学 (実際)
段階
- 適用できない
連絡先と場所
研究場所
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Nottingham、イギリス
- Greater Nottingham and Midlands areas
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Nottingham、イギリス
- NIHR Hearing Research
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Nottingham、イギリス
- Nottingham Audiology clinics
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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:
- 年齢は 18 ~ 80 歳です。
- -MRIを使用してスキャンし、聴力検査と心理測定を受ける資格があります。
- -インフォームドコンセントを与えることができます。
- 聴覚関連のアンケートに回答するには、十分な英語の理解力が必要です
除外基準:
- 妊娠中の女性は、MRI の安全勧告に基づいて除外されます。
- -聴神経腫およびメニエール病の過去の病歴。
- 脳卒中、多発性硬化症、てんかん、糖尿病、心血管、主要な神経変性疾患または精神疾患、全身化学療法または脳放射線療法を必要とする癌など、脳の GABA および機能指標に影響を与える可能性のある重大な過去の病歴。
- 過去 3 か月間および/または現在、鎮静薬または GABA 増強薬または向精神薬 (オピオイド、抗うつ薬) を服用している個人。
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: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:耳鳴りのある人
耳鳴りのある人は、あらゆる介入(聴覚検査、MRIスキャン、耳鳴り関連のアンケート)を受けることになります。
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聴力評価では、参加者は、拡張された高周波範囲を備えた純音聴力検査、音声聴力検査、ティンパノメトリー、聴覚反射閾値など、さまざまな聴力検査を受けます。 これらのテストはすべて非侵襲的であり、参加者の聴力閾値、騒音下での会話の難しさ、伝音難聴の有無、遠心性聴覚機能のテストを目的としています。 面会時間は60~90分程度となります。 現場の経験豊富なオーディオロジストがこの手順を担当します。 MRIの予定では、参加者はMRIスキャンを受けます。 MRI スキャンの前に、経験豊富な放射線技師の研究者が、ノッティンガム大学の標準的な安全アンケートを使用して、参加者がスキャンしても安全であることを再確認します。 この再チェック手順は、参加者がまだスキャンの資格があることを確認するために必要です。 経験豊富な放射線技師が担当します。
他の名前:
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実験的:耳鳴りのない人
耳鳴りのある人は、耳鳴り関連の質問票に記入することを除いて、ほとんどの介入(聴覚検査、MRI スキャン)を受けます。
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聴力評価では、参加者は、拡張された高周波範囲を備えた純音聴力検査、音声聴力検査、ティンパノメトリー、聴覚反射閾値など、さまざまな聴力検査を受けます。 これらのテストはすべて非侵襲的であり、参加者の聴力閾値、騒音下での会話の難しさ、伝音難聴の有無、遠心性聴覚機能のテストを目的としています。 面会時間は60~90分程度となります。 現場の経験豊富なオーディオロジストがこの手順を担当します。 MRIの予定では、参加者はMRIスキャンを受けます。 MRI スキャンの前に、経験豊富な放射線技師の研究者が、ノッティンガム大学の標準的な安全アンケートを使用して、参加者がスキャンしても安全であることを再確認します。 この再チェック手順は、参加者がまだスキャンの資格があることを確認するために必要です。 経験豊富な放射線技師が担当します。
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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MRS を使用して測定した GABA 神経伝達物質レベルと、機能的 MRI スキャンを使用した聴覚静止状態ネットワークにおける神経活動および接続強度。
時間枠:データが収集されてから 3 ~ 6 か月間
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一次試験:
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データが収集されてから 3 ~ 6 か月間
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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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聴覚皮質の GABA レベルの測定値と、耳鳴りの重症度スコアおよび耳鳴りの負の影響スコアとの相関関係。
時間枠:データが収集されてから 3 ~ 6 か月間
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二次試験:
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データが収集されてから 3 ~ 6 か月間
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神経活動の尺度、および脳全体の接続性の変化、およびこれらの尺度と耳鳴りの重症度スコアおよび耳鳴りの負の影響スコアとの相関関係。
時間枠:データが収集されてから 3 ~ 6 か月間
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二次試験:
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データが収集されてから 3 ~ 6 か月間
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協力者と研究者
スポンサー
捜査官
- スタディディレクター:Dorothee Auer, Prof.、University of Nottingham
- 主任研究者:Anissa Ramadhani、University of Nottingham
出版物と役立つリンク
一般刊行物
- Roberts LE, Eggermont JJ, Caspary DM, Shore SE, Melcher JR, Kaltenbach JA. Ringing ears: the neuroscience of tinnitus. J Neurosci. 2010 Nov 10;30(45):14972-9. doi: 10.1523/JNEUROSCI.4028-10.2010.
- Yang S, Weiner BD, Zhang LS, Cho SJ, Bao S. Homeostatic plasticity drives tinnitus perception in an animal model. Proc Natl Acad Sci U S A. 2011 Sep 6;108(36):14974-9. doi: 10.1073/pnas.1107998108. Epub 2011 Sep 6.
- Middleton JW, Kiritani T, Pedersen C, Turner JG, Shepherd GM, Tzounopoulos T. Mice with behavioral evidence of tinnitus exhibit dorsal cochlear nucleus hyperactivity because of decreased GABAergic inhibition. Proc Natl Acad Sci U S A. 2011 May 3;108(18):7601-6. doi: 10.1073/pnas.1100223108. Epub 2011 Apr 18.
- Lockwood AH, Salvi RJ, Burkard RF. Tinnitus. N Engl J Med. 2002 Sep 19;347(12):904-10. doi: 10.1056/NEJMra013395. No abstract available.
- Schreiber BE, Agrup C, Haskard DO, Luxon LM. Sudden sensorineural hearing loss. Lancet. 2010 Apr 3;375(9721):1203-11. doi: 10.1016/S0140-6736(09)62071-7.
- Alain C, Roye A, Salloum C. Effects of age-related hearing loss and background noise on neuromagnetic activity from auditory cortex. Front Syst Neurosci. 2014 Jan 31;8:8. doi: 10.3389/fnsys.2014.00008. eCollection 2014.
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- Baguley D, McFerran D, Hall D. Tinnitus. Lancet. 2013 Nov 9;382(9904):1600-7. doi: 10.1016/S0140-6736(13)60142-7. Epub 2013 Jul 2.
- Bauer CA. Tinnitus. N Engl J Med. 2018 Mar 29;378(13):1224-1231. doi: 10.1056/NEJMcp1506631. No abstract available.
- Bauer CA, Turner JG, Caspary DM, Myers KS, Brozoski TJ. Tinnitus and inferior colliculus activity in chinchillas related to three distinct patterns of cochlear trauma. J Neurosci Res. 2008 Aug 15;86(11):2564-78. doi: 10.1002/jnr.21699.
- Deco G, Ponce-Alvarez A, Hagmann P, Romani GL, Mantini D, Corbetta M. How local excitation-inhibition ratio impacts the whole brain dynamics. J Neurosci. 2014 Jun 4;34(23):7886-98. doi: 10.1523/JNEUROSCI.5068-13.2014.
- Demeester K, van Wieringen A, Hendrickx JJ, Topsakal V, Fransen E, Van Laer L, De Ridder D, Van Camp G, Van de Heyning P. Prevalence of tinnitus and audiometric shape. B-ENT. 2007;3 Suppl 7:37-49.
- Dempsey MF, Condon B, Hadley DM. MRI safety review. Semin Ultrasound CT MR. 2002 Oct;23(5):392-401. doi: 10.1016/s0887-2171(02)90010-7.
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- Eggermont JJ, Tass PA. Maladaptive neural synchrony in tinnitus: origin and restoration. Front Neurol. 2015 Feb 17;6:29. doi: 10.3389/fneur.2015.00029. eCollection 2015.
- Gao F, Wang G, Ma W, Ren F, Li M, Dong Y, Liu C, Liu B, Bai X, Zhao B, Edden RA. Decreased auditory GABA+ concentrations in presbycusis demonstrated by edited magnetic resonance spectroscopy. Neuroimage. 2015 Feb 1;106:311-6. doi: 10.1016/j.neuroimage.2014.11.023. Epub 2014 Nov 15.
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- Shore SE, Roberts LE, Langguth B. Maladaptive plasticity in tinnitus--triggers, mechanisms and treatment. Nat Rev Neurol. 2016 Mar;12(3):150-60. doi: 10.1038/nrneurol.2016.12. Epub 2016 Feb 12.
- Vielsmeier V, Lehner A, Strutz J, Steffens T, Kreuzer PM, Schecklmann M, Landgrebe M, Langguth B, Kleinjung T. The Relevance of the High Frequency Audiometry in Tinnitus Patients with Normal Hearing in Conventional Pure-Tone Audiometry. Biomed Res Int. 2015;2015:302515. doi: 10.1155/2015/302515. Epub 2015 Oct 25.
- Xiong B, Liu Z, Liu Q, Peng Y, Wu H, Lin Y, Zhao X, Sun W. Missed hearing loss in tinnitus patients with normal audiograms. Hear Res. 2019 Dec;384:107826. doi: 10.1016/j.heares.2019.107826. Epub 2019 Oct 17.
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