非侵襲的なBCI制御の補助器具
2022年12月1日 更新者:University of Texas at Austin
支援機器制御のための非侵襲的ブレインコンピュータインターフェース
ブレイン コンピューター インターフェース (BCI) は、ユーザーの行動の意図や精神状態を脳の活動から直接解読することで、あからさまな運動動作を必要とせずにデバイスを操作できるようにします。
BCI コントロールの主要なモダリティの 1 つは、運動イメージ (MI) に基づいています。これは、運動を実際に実行することなく、運動の運動感覚を頭の中でリハーサルすることです。
MI ベースの BCI は、モーターの意図を外部デバイスの制御コマンドに変換します。
このような BCI の主な課題は、同じ手足の細かい手の動きに対応する MI パターンを、これらの動きの原因となる皮質ソースが重複しているため、空間分解能の低い非侵襲的な EEG 記録と区別することです。
この研究では、研究者は、MI を介して一次運動皮質の随意活性化に偶発的に適用される神経筋電気刺激 (NMES) が、関連する別々の神経経路を一貫して動員することにより、同じ肢の異なる手の動きに関連する活動のパターンを区別するのに役立つという仮説を立てています。クローズドループのBCIセットアップ内の各動きで。
これは、皮質または皮質脊髄レベルでの神経可塑性変化に関連すると予想されます。
調査の概要
研究の種類
介入
入学 (予想される)
40
段階
- 適用できない
連絡先と場所
このセクションには、調査を実施する担当者の連絡先の詳細と、この調査が実施されている場所に関する情報が記載されています。
研究連絡先
- 名前:José del R. Millán, PhD
- 電話番号:512-232-8111
- メール:jose.millan@austin.utexas.edu
研究連絡先のバックアップ
- 名前:Hussein Alawieh
- 電話番号:512-373-0535
- メール:hussein@utexas.edu
研究場所
-
-
Texas
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Austin、Texas、アメリカ、78712
- 募集
- The University of Texas at Austin
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コンタクト:
- José del R. Millán, PhD
- 電話番号:512-232-8111
- メール:jose.millan@austin.utexas.edu
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コンタクト:
- Hussein Alawieh
- 電話番号:5123730535
- メール:hussein@utexas.edu
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参加基準
研究者は、適格基準と呼ばれる特定の説明に適合する人を探します。これらの基準のいくつかの例は、人の一般的な健康状態または以前の治療です。
適格基準
就学可能な年齢
18年~80年 (大人、高齢者)
健康ボランティアの受け入れ
いいえ
受講資格のある性別
全て
説明
包含基準:
- 健常者:
- 良好な健康状態
- 正常または矯正視力
- 神経疾患/精神疾患の病歴がない
- 英語の読解力(研究員はスペイン語を話せません)
- 運動障害のある被験者
- 運動障害: 片側性および両側性脳卒中 / 脊髄損傷 / 運動ニューロン疾患 (すなわち 筋萎縮性側索硬化症、脊髄小脳失調症、多発性硬化症)/筋肉疾患(例: ミオパシー) / 外傷性または神経学的な痛み / 運動障害 (すなわち 脳性麻痺) / 整形外科 / 外傷性脳損傷 / 脳腫瘍
- 正常または矯正視力
- 英語の読解力(研究員はスペイン語を話せません)
- インフォームドコンセントを提供する能力
除外基準:
- 運動障害のある被験者
- 短い注意持続時間または認知障害により、実験セッション全体で集中力を維持できない
- 中枢神経系に影響を及ぼす重度の投薬(警戒を含む)
- 付随する深刻な病気(例:代謝障害)
- 参加者全員
- EEG/EMG 取得と FES/tdCS/tACS 配信を妨げる要因 (例: 皮膚感染、傷、皮膚炎、電極下の金属インプラント)
- MRI および TMS、特に金属製インプラントの安全ガイドラインで特定されている基準
研究計画
このセクションでは、研究がどのように設計され、研究が何を測定しているかなど、研究計画の詳細を提供します。
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:処理
- 割り当て:ランダム化
- 介入モデル:クロスオーバー割り当て
- 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:NMES-BCI
感覚閾値電気刺激は、閉ループ BCI によって検出される手の屈曲/伸展の運動イメージによる運動皮質の随意活性化を条件とする前腕の屈筋/伸筋に送達されます。
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脳波計 (EEG) 信号は、被験者が利き手ではない手を曲げたり伸ばしたりするための合図タスクを実行する際に記録されます。
信号は、機械学習アルゴリズムを使用してリアルタイムで処理および分類され、被験者固有の屈曲/伸展 EEG パターンの検出を条件として、対象の腕の屈筋/伸筋に電気刺激をトリガーします。
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アクティブコンパレータ:ビジュアルBCI
クローズド ループ BCI によって検出される手の屈曲/伸展の運動イメージによる運動皮質の自発的な活性化を条件として、バーベースの視覚的フィードバックが画面に表示されます。
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脳波計 (EEG) 信号は、被験者が利き手ではない手を曲げたり伸ばしたりするための合図タスクを実行する際に記録されます。
信号は、機械学習アルゴリズムを使用してリアルタイムで処理および分類され、コンピューター画面上のバーの左右の動きを制御します。
バーのフィードバックは、被験者固有の屈曲/伸展 EEG パターンの検出に左右されます。
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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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BCIコマンド配信精度の変化
時間枠:各介入の前後の週の差
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コマンド配信の精度は、BCI を使用する場合のサブジェクトの制御レベルを反映します。
これは、さまざまな想像上の動きを区別するために使用される被験者固有の分類子が、それらの試行における想像上の動きに特に関連する EEG パターンの存在を支持するのに十分な証拠を蓄積できる試験の割合を測定します。
スコアは 0 ~ 100 で、値が高いほど結果が良好です。
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各介入の前後の週の差
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さまざまな想像上の動きに対する fMRI 活性化の変化
時間枠:各介入の前後の週の差
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各介入の前後の週の差
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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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Motor Imagery 機能の安定性と分離可能性
時間枠:各介入の前後の週の差
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さまざまな運動イメージ タスクに対応する機能は、より分離可能になり、介入の最後により安定します。
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各介入の前後の週の差
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運動誘発電位振幅の変化
時間枠:各介入の前後の週の差
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連続測定、高いほど良い
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各介入の前後の週の差
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脳波機能的結合の変化
時間枠:各介入の前後の週の差
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継続的な測定、より重要な変化がより良い
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各介入の前後の週の差
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協力者と研究者
ここでは、この調査に関係する人々や組織を見つけることができます。
捜査官
- 主任研究者:Jose del R. Millan, PhD、The University of Texas at Austin
研究記録日
これらの日付は、ClinicalTrials.gov への研究記録と要約結果の提出の進捗状況を追跡します。研究記録と報告された結果は、国立医学図書館 (NLM) によって審査され、公開 Web サイトに掲載される前に、特定の品質管理基準を満たしていることが確認されます。
主要日程の研究
研究開始 (実際)
2021年6月16日
一次修了 (予想される)
2023年12月30日
研究の完了 (予想される)
2023年12月30日
試験登録日
最初に提出
2021年12月20日
QC基準を満たした最初の提出物
2021年12月20日
最初の投稿 (実際)
2022年1月10日
学習記録の更新
投稿された最後の更新 (実際)
2022年12月5日
QC基準を満たした最後の更新が送信されました
2022年12月1日
最終確認日
2022年12月1日
詳しくは
本研究に関する用語
追加の関連 MeSH 用語
その他の研究ID番号
- 2020030073
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?
はい
IPD 共有時間枠
すべてのデータは、オンライン公開日までに利用可能になります
IPD 共有アクセス基準
データは、関心のある研究者がアクセスできるように公開サーバーに配置されます
IPD 共有サポート情報タイプ
- 研究プロトコル
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
いいえ
米国FDA規制機器製品の研究
はい
この情報は、Web サイト clinicaltrials.gov から変更なしで直接取得したものです。研究の詳細を変更、削除、または更新するリクエストがある場合は、register@clinicaltrials.gov。 までご連絡ください。 clinicaltrials.gov に変更が加えられるとすぐに、ウェブサイトでも自動的に更新されます。
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