感覚学習の神経基盤: 脳領域
調査の概要
詳細な説明
正確な動きをするために、脳は、人が経験する環境の頻繁な変化 (照明条件、滑りやすい床など) を補正する必要があります。 たとえば、水中で物体をつかむために手を伸ばすとき、脳が克服しなければならない重要な課題があります。 水は空気よりも粘性が高いため、運動計画では抵抗の増加を考慮する必要があります。 また、光は水によって曲げられるため、水中の手は体位感覚（関節や筋肉のセンサーによる固有受容感覚）で感じる場所とは別の場所に見えます。 このような状況では、最初は動きのエラーが発生しますが、健康な人はすぐにそれを補うことを学びます。 この補償はさまざまな形をとることができます。 脳は、固有受容の推定値を手の位置の視覚的推定値に近づけたり、その逆にシフトしたり (感覚の再調整)、または腕への運動コマンドを変更することで運動エラーを補正することができます (運動適応)。
このような変化を補償できないと、不正確な動きが生じ、事故や怪我の可能性が高まりますが、健康な脳がこれらの機能をどのように実行し、感覚障害や運動障害のある集団でどのように機能を強化できるか (例: ストローク)、不明です。 健康な脳におけるこれらのプロセスの理解が深まれば、感覚障害と運動障害の患者固有の組み合わせを対象としたリハビリテーション戦略を開発できる日が来るかもしれません。
脳の領域が行動に関与しているかどうかを特定する強力な方法は、非侵襲的な脳刺激を使用して、健康な人の興奮性を一時的に調節することです。 これは一般的に、反復 TMS (rTMS) としても知られる低強度の経頭蓋磁気刺激 (TMS) の短いシーケンスを使用して研究で行われます。 rTMS は、うつ病などの状態を治療するために臨床的に使用されており、一般に受け入れられているスクリーニング基準が満たされていれば、リスクは非常に低いと考えられています。 研究環境では、この手法は健康な成人 (この研究のように) だけでなく、子供や脳震盪、脳卒中、パーキンソン病などの患者にも広く使用されています。
被験者の別々のグループで、調査官は、被験者が感覚の再調整（学習）を伴うことが知られている到達タスクを実行する前に、関心のあるいくつかの脳領域の1つに連続シータバースト刺激（cTBS）と呼ばれるrTMSの40秒シーケンスを使用します。 タスクのパフォーマンスが特定のグループ (シャムまたはコントロール グループと比較して) の cTBS によって影響を受ける場合、脳領域がそのタイプの到達タスクで何らかの役割を果たしていることを意味します。
研究の種類
入学 (推定)
段階
- 適用できない
連絡先と場所
研究連絡先
- 名前：William P Hetrick, PhD
- 電話番号：8128552620
- メール：whetrick@iu.edu
研究場所
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Indiana
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Bloomington、Indiana、アメリカ、47405
- 募集
- Indiana University Bloomington
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コンタクト：
- Study Coordinator
- 電話番号：8128554079
- メール：blocklab@indiana.edu
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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:
- 潜在的な被験者は、18〜45歳で右利きでなければなりません。 老化は、感覚神経と運動神経の形態、神経の伝導速度、および脊髄の運動ニューロンの数に影響を与えることが示されています。これらの交絡要因を避けるために、私たちは若年から中年の成人のみを調べます.
- 皮質機能と皮質脊髄投射には違いがあり、右利きの人の右腕をテストすることは、左利きの人の左腕をテストすることと必ずしも同等ではありません。 この交絡を排除するために、右利きの人のみをテストします。 これらすべての要因は、最初のスクリーニングの質問で決定されます。
- Covid は一部の人々に神経学的影響を与えることがわかっていますが、ほとんどの場合、感覚運動制御と神経生理学への影響は不明です。 そのため、新型コロナウイルスに感染している被験者を不注意に検査する可能性を減らしたいと考えています。 したがって、完全にワクチン接種されている（最終ワクチン接種から2週間以上経過している）か、検査後4日以内にCovid検査が陰性である個人のみが含まれます. さらに、検査の1週間前にCovidの症状がないと報告した個人のみを含めます.
除外基準:
最初のスクリーニングの質問、事前登録で決定:
潜在的な被験者は、眼鏡やコンタクトが必要な場合を除き、現在の視力の問題のために除外されます. 被験者が現在頻繁に重度の頭痛、緑内障、心臓または呼吸器疾患、高血圧、精神病、または学習または注意状態に苦しんでいる場合も除外されます。 また、現在または過去の視覚障害、聴覚障害、またはバランス障害についても除外されます。脳卒中、発作/てんかん（家族歴を含む）、または重度の頭部外傷;失神;または糖尿病。 対象は、チタン以外の頭部の金属インプラントの場合は除外されます。人工内耳;埋め込まれた神経刺激装置;心臓ペースメーカー;心内線;または薬剤注入装置。 TMS は頭の奥まで浸透しないため、TMS コイルと頭皮が接触しない髪の被験者はテストできません。 したがって、ドレッドヘア、織り、またはヘアエクステンションのある被験者は除外されます. 外部の末梢の影響からデータを保護するために、手または腕の骨、関節、または筋肉に重傷を負い、完全に回復していない被験者も除外します。 この研究の目的上、「完全に回復した」とは、負傷した領域の痛み、衰弱、または感覚の喪失にもはや気付かず、可動性の制限がないことを意味します.
データの有効性のために、rTMS研究で皮質興奮性および発作リスクに影響を与えることが知られている薬物または薬物を服用している被験者を除外します. これらの医薬品/薬物は (Rossi et al., 2009): イミプラミン、アミトリプチリン、ドキセピン、ノルトリプチリン、マプロチリン、クロルプロマジン、クロザピン、ホスカルネット、ガンシクロビル、リトナビル、アンフェタミン、コカイン (MDMA、エクスタシー)、フェンシクリジン (PCP、天使の粉) )、ケタミン、γ-ヒドロキシ酪酸 (GHB)、テオフィリン、ミアンセリン、フルオキセチン、フルボキサミン、パロキセチン、セルトラリン、シタロプラム、レボキセチン、ベンラファキシン、デュロキセチン、ブプロピオン、ミルタザピン、フルフェナジン、ピモジド、ハロペリドール、オランザピン、クエチアピン、アリピプラゾール、ジプラシドン、リスペリドン、クロロキン、メフロキン、イミペネム、ペニシリン、アンピシリン、セファロスポリン、メトロニダゾール、イソニアジド、レボフロキサシン、シクロスポリン、クロラムブシル、ビンクリスチン、メトトレキサート、シトシンアラビノシド、BCNU、リチウム、抗コリン薬、抗ヒスタミン薬、交感神経刺激薬。
TMS テストの各日に決定:
潜在的な被験者は、そうでなければ資格がある場合（最初のスクリーニングに従って）、再スケジュールするように招待されますが、テスト当日は、テスト前の24時間で3ユニット以上のアルコールを飲んだり、他の娯楽用ドラッグを服用したりしました。過去 1 時間に 3 杯以上のコーヒーを飲んだ。睡眠不足 (前夜の睡眠時間が 4 時間未満);または、同じ日に別の脳刺激実験に参加した。 これらは、データの有効性を保護し、発作のリスクを最小限に抑えるための TMS 文献の標準です。 さらに、過去 1 週間以内に一般的な Covid の症状があり、過去 4 日以内に完全にワクチン接種を受けていないか、Covid 検査が陰性であった場合は、被験者を再スケジュールするよう招待します。 別の日にこれらの基準を満たすことができないと思われる場合は、除外されます。
- 習熟セッション中に決定されます。
同意を与えた後、参加者は、到達タスクを実行できないか、指示に従うことができない場合、または TMS 刺激パラメーターが実験者によって確実に決定できない場合、または TMS が十分に許容されない場合、習熟セッション中または後に除外される場合があります。
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：ランダム化
- 介入モデル：並列代入
- マスキング：ダブル
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：一次運動皮質 - 経験 1
シータ バースト経頭蓋磁気刺激 (cTBS) は、一次運動皮質に適用されます。
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リアルまたはシャム連続シータ バースト TMS (cTBS) は、ランダム化されたグループ割り当てによって決定された頭部の位置に配信されます。
cTBS は、5 Hz で配信される 50 Hz トリプレットのパターンで 40 秒間配信される 600 の低強度 TMS パルスで構成されます。
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実験的：体性感覚皮質 - 実験1
シータ バースト経頭蓋磁気刺激 (cTBS) は、一次体性感覚皮質に適用されます。
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リアルまたはシャム連続シータ バースト TMS (cTBS) は、ランダム化されたグループ割り当てによって決定された頭部の位置に配信されます。
cTBS は、5 Hz で配信される 50 Hz トリプレットのパターンで 40 秒間配信される 600 の低強度 TMS パルスで構成されます。
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偽コンパレータ：頂点シャム -- 実験 1
偽シータ バースト経頭蓋磁気刺激 (cTBS) は、頂点に適用されます。
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リアルまたはシャム連続シータ バースト TMS (cTBS) は、ランダム化されたグループ割り当てによって決定された頭部の位置に配信されます。
cTBS は、5 Hz で配信される 50 Hz トリプレットのパターンで 40 秒間配信される 600 の低強度 TMS パルスで構成されます。
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実験的：前上頭頂小葉 -- 実験 2
シータ バースト経頭蓋磁気刺激 (cTBS) は、上前頭頂小葉に適用されます。
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リアルまたはシャム連続シータ バースト TMS (cTBS) は、ランダム化されたグループ割り当てによって決定された頭部の位置に配信されます。
cTBS は、5 Hz で配信される 50 Hz トリプレットのパターンで 40 秒間配信される 600 の低強度 TMS パルスで構成されます。
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実験的：腹側運動前皮質 - 実験 2
シータ バースト経頭蓋磁気刺激 (cTBS) は、腹側運動前野に適用されます。
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リアルまたはシャム連続シータ バースト TMS (cTBS) は、ランダム化されたグループ割り当てによって決定された頭部の位置に配信されます。
cTBS は、5 Hz で配信される 50 Hz トリプレットのパターンで 40 秒間配信される 600 の低強度 TMS パルスで構成されます。
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実験的：小脳皮質 - 実験 2
シータ バースト経頭蓋磁気刺激 (cTBS) は、小脳皮質に適用されます。
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リアルまたはシャム連続シータ バースト TMS (cTBS) は、ランダム化されたグループ割り当てによって決定された頭部の位置に配信されます。
cTBS は、5 Hz で配信される 50 Hz トリプレットのパターンで 40 秒間配信される 600 の低強度 TMS パルスで構成されます。
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偽コンパレータ：頂点シャム -- 実験 2
偽シータ バースト経頭蓋磁気刺激 (cTBS) は、頂点に適用されます。
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リアルまたはシャム連続シータ バースト TMS (cTBS) は、ランダム化されたグループ割り当てによって決定された頭部の位置に配信されます。
cTBS は、5 Hz で配信される 50 Hz トリプレットのパターンで 40 秒間配信される 600 の低強度 TMS パルスで構成されます。
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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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再編
時間枠：1日
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行動タスクの早い段階と遅い段階で、視覚的および固有受容性のターゲットの知覚位置を示すときに、被験者がタッチスクリーン上のどこを指しているかを比較することによって測定されます。
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1日
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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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視覚固有受容重み付け
時間枠：1日
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両方が利用可能な場合に、参加者が視覚と固有受容に依存する程度。
視覚ターゲットと固有受容ターゲットの知覚位置を示すときに、被験者がタッチスクリーン上のどこを指しているかを比較することによって測定されます。
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1日
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ターゲットハンドリーチ
時間枠：1日。
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パフォーマンス フィードバックなしで参加者がポイントする場所。
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1日。
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目標推定分散
時間枠：1日
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参加者が視覚的および固有受容性のターゲット位置を推定する分散。
被験者がタッチスクリーン上のターゲットを指している場所から計算されます。
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1日
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運動皮質の興奮性 (腕 1 ～ 3)
時間枠：1日
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SI1mVでの平均運動誘発電位振幅（1mV応答を誘発する刺激強度）。
アーム 1 ～ 3 のみの cTBS 前後で測定。
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1日
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触覚感度 (腕 1 ～ 3)
時間枠：1日
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ターゲットの人差し指先の 2 点識別しきい値。
アーム 1 ～ 3 のみの cTBS 前後で測定。
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1日
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協力者と研究者
スポンサー
捜査官
- 主任研究者：William P Hetrick, PhD、Indiana University, Bloomington
研究記録日
主要日程の研究
研究開始 (実際)
一次修了 (推定)
研究の完了 (推定)
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
その他の研究ID番号
- 12517
- R01NS112367-01A1 (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?
IPD プランの説明
IPD 共有時間枠
IPD 共有アクセス基準
IPD 共有サポート情報タイプ
- ANALYTIC_CODE
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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