脳刺激と視覚誘導ナビゲーション
反復経頭蓋磁気刺激 (rTMS) を用いた人間の視覚誘導ナビゲーションの脳刺激研究
調査の概要
詳細な説明
すぐに目に見える環境をナビゲートする人間の能力は、生存に不可欠です。 しかし、この驚くべき能力の根底にある表現と計算は十分に理解されておらず、現在のコンピューター ビジョン アルゴリズム (ロボット) は依然として人間のパフォーマンスに大きく遅れをとっています。 「視覚誘導ナビゲーション」を理解しようとするための有望な戦略の 1 つは、それを達成する神経系を特徴付けることです。 成人の機能的磁気共鳴 (fMRI) からの結果は、視覚誘導ナビゲーションに関与する皮質領域を解明し始めており、少なくとも 1 つの視覚皮質領域が存在するという中心的な発見があります。現在目に見える場所をナビゲートする能力において中心的な役割を果たします(たとえば、寝室を完璧かつ楽に歩き回り、寝室の壁や家具にぶつからないようにするなど)。 ただし、fMRI は相関法であり、この機能的に特定された脳領域が視覚誘導ナビゲーションに因果関係があるかどうかを判断する必要があります。 この領域の因果関係を理解することは、人間が自分たちの世界をどのようにナビゲートするかについての重要な手がかりを提供し、おそらくいつの日か、眼病、脳手術、脳卒中、神経変性疾患の結果として壊滅的にナビゲートする能力を失った個人を助けるために利用されるでしょう. 、または発達障害。
特定の人間の能力における特定の脳領域の因果関係を調査するためのrTMSの使用は、顔認識、シーン認識、およびオブジェクト認識の調査に使用されてきたため、目新しいものではありません。 この研究の一般的な問題は、rTMS を使用して、視覚誘導ナビゲーションにおける OPA の因果関係を判断することです。
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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Georgia
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Atlanta、Georgia、アメリカ、30322
- Emory University
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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:
- 正常または正常に矯正された視力
除外基準:
- 体内金属
- -てんかん発作の個人または第一度の家族歴
- 既知の脳損傷
- 閉所恐怖症
- 発作のリスクを高める可能性のある特定の薬(例:ブプロピオン、バレニクリン、クロルプロマジン、テオフィリン)の服用、またはベンゾジアゼピンなどの rTMS の影響を軽減する可能性がある
- ご同意いただけない成人、妊婦、受刑者
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:順次割り当て
- 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:コンピューターベースのタスク中の反復経頭蓋磁気刺激(RTMS)
コンピューターベースのテストを実行している間にRTMを受け取っている参加者は、視覚的に誘導されたナビゲーションにおけるOPAの因果関係を調べます。
調査訪問は約90分続きます。
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TMSは、電磁誘導の特性に依存する脳機能に影響を与える安全で非侵襲的な方法です。
活動電位は、その後の非活性化の期間とともに、ニューロンでトリガーされます。
通常の進行中の脳活動は破壊され、調査員が脳の破壊の一時的で可逆的な期間を生み出す方法を提供します。
参加者は椅子に快適に座って、部屋を歩いていると想像して、左、中央、または右の壁のドアを通り抜けることができるかどうかを示すボタンを押すことを想像するシンプルなコンピューターベースのタスクを完了するように求められます。
これらの各タスクの間または直前に、参加者はRTMを受け取ります。
RTMSでは、小さなプラスチックコイルが参加者の頭の隣に配置されています。
コイルは、参加者のfMRIスキャン中に特定された関連する脳領域の上に配置されます。
コイルは磁気パルスを生成し、刺激が発生します。
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実験的:行動ベースのタスク中の反復経頭蓋磁気刺激(RTMS)
行動ベースのテストを実行している間にRTMを受け取っている参加者は、視覚的に誘導されたナビゲーションにおけるOPAの因果関係を調べます。
調査訪問は約90分続きます。
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TMSは、電磁誘導の特性に依存する脳機能に影響を与える安全で非侵襲的な方法です。
活動電位は、その後の非活性化の期間とともに、ニューロンでトリガーされます。
通常の進行中の脳活動は破壊され、調査員が脳の破壊の一時的で可逆的な期間を生み出す方法を提供します。
参加者は、小さな部屋を歩き回って隠されたオブジェクトを検索する必要がある単純な行動タスクを完了するように求められます。
これらの各タスクの間または直前に、参加者はRTMを受け取ります。
RTMSでは、小さなプラスチックコイルが参加者の頭の隣に配置されています。
コイルは、参加者のfMRIスキャン中に特定された関連する脳領域の上に配置されます。
コイルは磁気パルスを生成し、刺激が発生します。
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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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視覚的に誘導されたナビゲーションコンピューターベースのタスク中の精度
時間枠:コントロールサイトのRTMSおよびOPAのRTMS中、1日目
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視覚的に誘導されたナビゲーションコンピューターベースのタスク中のパフォーマンスを評価するために、RTMSは視覚的に誘導されたナビゲーションと後頭部の場所エリア(OPA)サイトに関係していないコントロール頂点サイトに適用されます。
参加者には、場所(ベッドルーム、キッチン、リビングルームなど)の単純な視覚刺激が示されていますが、シンプルなコンピューターベースのタスクを実行するように求められます(たとえば、部屋を歩いていることを想像して、床の連続したパスで示されるように、左、中央、または右壁のドアを離れることができるかどうかをボタンプレス経由で応答します)。
パフォーマンスは、タスクの精度(正しく実行されるタスクの割合)で測定されます。
RTMSがOPAに適用された後にのみ視覚的に誘導されたナビゲーションタスクのパフォーマンスの低下は(頂点ではなく)、視覚誘導ナビゲーションにおけるOPAの因果関係を示します。
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コントロールサイトのRTMSおよびOPAのRTMS中、1日目
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視覚的に誘導されたナビゲーションコンピューターベースのタスク中の反応時間
時間枠:コントロールサイトのRTMSおよびOPAのRTMS中、1日目
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視覚的に誘導されたナビゲーションコンピューターベースのタスク中のパフォーマンスを評価するために、RTMSは視覚的に誘導されたナビゲーションと後頭部の場所エリア(OPA)サイトに関係していないコントロール頂点サイトに適用されます。
参加者には、場所(ベッドルーム、キッチン、リビングルームなど)の単純な視覚刺激が示されていますが、シンプルなコンピューターベースのタスクを実行するように求められます(たとえば、部屋を歩いていることを想像して、床の連続したパスで示されるように、左、中央、または右壁のドアを離れることができるかどうかをボタンプレス経由で応答します)。
パフォーマンスは、タスクを正しく完了するのにかかる時間(ミリ秒)で測定されます。
RTMSがOPAに適用された後にのみ視覚的に誘導されたナビゲーションタスクのパフォーマンスの低下は(頂点ではなく)、視覚誘導ナビゲーションにおけるOPAの因果関係を示します。
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コントロールサイトのRTMSおよびOPAのRTMS中、1日目
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視覚的に誘導されたナビゲーション行動ベースのタスク中の精度
時間枠:コントロールサイトのRTMSおよびOPAのRTMS中、1日目
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視覚的に誘導されたナビゲーション動作ベースのタスク中のパフォーマンスを評価するために、RTMSは視覚的に誘導されたナビゲーションと後頭部の場所エリア(OPA)サイトに関係していないコントロール頂点サイトに適用されます。
参加者は、単純な行動ベースのタスクを完了するように求められます(たとえば、実際に小さな部屋を歩き回って、隠されたオブジェクトを検索します)。
パフォーマンスは、タスクの精度(正しく実行されるタスクの割合)で測定されます。
RTMSがOPAに適用された後にのみ視覚的に誘導されたナビゲーションタスクのパフォーマンスの低下は(頂点ではなく)、視覚誘導ナビゲーションにおけるOPAの因果関係を示します。
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コントロールサイトのRTMSおよびOPAのRTMS中、1日目
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視覚的に誘導されたナビゲーション行動ベースのタスク中の反応時間
時間枠:コントロールサイトのRTMSおよびOPAのRTMS中、1日目
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視覚的に誘導されたナビゲーション行動ベースのタスク中のパフォーマンスを評価するために、RTMSは視覚的に誘導されたナビゲーションと後頭部の場所エリア(OPA)サイトに関係していないコントロール頂点サイトに適用されます。
参加者は、単純な行動タスクを完了するように求められます(たとえば、実際に小さな部屋を歩き回って、隠されたオブジェクトを検索します)。
パフォーマンスは、タスクを正しく完了するのにかかる時間(ミリ秒単位)として測定されます。
RTMSがOPAに適用された後にのみ視覚的に誘導されたナビゲーションタスクのパフォーマンスの低下は(頂点ではなく)、視覚誘導ナビゲーションにおけるOPAの因果関係を示します。
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コントロールサイトのRTMSおよびOPAのRTMS中、1日目
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協力者と研究者
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捜査官
- 主任研究者:Daniel Dilks, PhD、Emory University
研究記録日
主要日程の研究
研究開始 (実際)
一次修了 (実際)
研究の完了 (実際)
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 (実際)
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
- STUDY00002512
- 5R01EY029724 (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?
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
米国FDA規制機器製品の研究
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