感覚学習と運動学習の神経基盤: 機能的接続
調査の概要
詳細な説明
人間の手の位置の認識は多感覚です。 脳は網膜上の画像から視覚的に、また関節や筋肉の受容体から固有受容的にそれを推定できます。 これらの知覚を決定する感覚入力は、環境要因 (照明など) や内部要因 (移動履歴など) の変化の影響を受けます。 視覚と固有受容の推定を多感覚的に統合することで、そのような変化に柔軟に対応できるようになります。 たとえば、水に浸した手で皿を洗うと、水が光を屈折させるため、視覚と固有受容の間に空間的なずれが生じます。 脳は、視覚および/または固有受容による手の位置の推定値を再調整し、また運動コマンドを調整する (視覚運動適応) ことによって、この矛盾を解決します。 これらの適応プロセスの神経基盤はほとんど理解されていません。 この研究の目的は、多感覚学習と視覚運動学習が脳の感覚領域と他の領域の間の安静状態の接続性の変化を伴うかどうかを調べることです。
最初のセッションは、機能的磁気共鳴画像法 (fMRI) と行動タスクの習熟セッションで、30 ～ 40 分かかることが予想されます。 被験者はまず、最初のスクリーニング中に与えられた回答を確認するためにスクリーニングフォームに記入し、利き手を定量化するためにエディンバラの利き手インベントリを確認します。 被験者がまだ資格がある場合、被験者は模擬スキャナーに横たわって機能的課題を実行します。被験者は左手の人差し指を木の棒にテープで固定され、チームの実験者がスキャナーの外側で棒を使って指を操作します。 被験者は右手でボタンを押すことでさまざまな動きに反応します。 被験者には、スキャナの隣の部屋にある装置で実行される行動タスクも紹介されます。被験者はタッチスクリーンの前に座り、鏡に映ったターゲットを指差します。
この時点で被験者がメインセッションに進むことに興味がある場合は、メインセッションがスケジュールされ、グループの割り当てが決定されます。 3つのグループがあります:
- 視覚固有受容の再調整 (知覚学習)
- 視覚運動適応（運動学習）
- 制御 (学習なし)
メインセッションは約2時間かかります。 被験者はまずMR安全性スクリーニングフォームに記入します。 次に、被験者は行動タスクのいくつかの練習試行を実行して、被験者にタスクを思い出させます。 これに続いて、最初の安静状態スキャン (12 分)、行動タスクの 20 ～ 30 分のベースライン ブロック (学習なし)、2 回目の安静状態スキャン (12 分)、行動タスクの 20 ～ 30 分の学習ブロックが続きます。行動タスク（グループの割り当てに応じて、知覚学習、運動学習、または学習なし）、および 3 回目の安静状態スキャン（12 分）。 最後に、被験者はスキャナーで機能タスクを実行します (習熟セッションと同じ、12 分)。 合計）と解剖学的スキャン（約 6 分）。 セッションは、被験者の手順に関する主観的な経験に関するいくつかの質問で終了します。
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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Indiana
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Bloomington、Indiana、アメリカ、47405
- Indiana University Bloomington
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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:
- 18歳から45歳まで
- 右利き。
- ワクチン接種を完了している（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。
- 検査前の週に新型コロナウイルスの症状がないこと。
除外基準:
- 金属、機械、または磁気インプラント。
- 閉所恐怖症であるか、長時間じっとしていることができない。
- MR 互換性が確立されていない子宮内避妊具 (IUD) を使用する。
- fMRI が胎児に及ぼす影響は不明であるため、妊娠している女性、または妊娠していると思われる女性も除外されます。
- BMI が 30 を超える人は、MRI スキャナーに横たわってボタン ボックスに到達するのが不快か不可能であるため、除外されます。
- 潜在的な対象者が神経学的疾患、または上肢に整形外科的疾患や疼痛疾患を抱えている場合は除外されます。
- 研究者はまた、正常な視力を持たない被験者、またはコンタクトで正常な視力に矯正された被験者、または処方箋に合うMRI対応メガネが画像センターにない被験者も除外します。
- 研究者らは、被験者に過去1週間以内に一般的な新型コロナウイルスの症状がある場合、またワクチン接種を完全に受けていない場合、または過去4日以内に新型コロナウイルス検査で陰性反応が得られなかった場合には、スケジュールを変更するよう勧める。 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。
- 同意を得た後、参加者がタスクを実行できない場合、または指示に従うことができない場合、参加者は研究中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：なし
- 介入モデル：単一グループの割り当て
- 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：知覚学習
目標の指の位置に関する視覚情報をオフセットして指の知覚の変化を引き起こすリーチタスク。
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目標の指の位置からオフセットされた視覚的なフィードバックを使用してタスクに到達します。
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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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安静時PMv-M1機能的結合性（フィッシャーZ変換相関）
時間枠：メインセッション中の3回のスキャン（2時間）
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安静時機能的磁気共鳴画像法（fMRI）スキャン12分間中に脳活動を測定しました。
腹側前運動野（PMv）と一次運動野（M1）間の安静時機能結合は、解剖学的に定義されたPMvおよびM1関心領域から抽出された平均血中酸素レベル依存性（BOLD）時系列間のピアソン相関係数として定量化されました。
相関係数は正規性を改善するためにフィッシャーのz変換を施しました。
各参加者について、メインセッション中に取得した全スキャンにわたって結合値を平均化しました。
結果指標は、平均フィッシャーのz変換相関係数（無次元）です。
数値範囲は-1（2領域の活動が反対）から1（2領域の活動が類似）までで、0は2領域間に相関がないことを意味します。
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メインセッション中の3回のスキャン（2時間）
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視覚 vs 固有感覚の重み付け
時間枠：メインセッション中に測定（2時間）
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被験者が視覚的ターゲットと固有受容ターゲットを推定する際にタッチスクリーン上で指し示す位置を比較することで測定されます。
視覚のみに依存する人の重み付け値は100%となります。
固有受容感覚のみに依存する人の重み付けは0%となります。
50%の値は、視覚と固有受容感覚に等しく依存していることを意味します。
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メインセッション中に測定（2時間）
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協力者と研究者
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捜査官
- 主任研究者：Hannah Block、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 (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
その他の研究ID番号
- 13138
- 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
米国で製造され、米国から輸出された製品。
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