聴覚障害を克服するための神経的注意制御の可能性の活用 (NeurAttContr)
この研究は、聴覚の選択的注意の制御の根底にある脳のメカニズムの理解を深め、聴覚障害を克服する可能な方法として、神経注意制御を強化するニューロモジュレーションの可能性を評価します。
まず、脳波検査 (EEG) を適用して、難聴 (HL)、耳鳴り (TI)、および正常な聴力 (NH) を持つ個人の聴覚注意の神経マーカーを特定します。 その後、注意制御のための識別されたマーカーの重要性は、非侵襲的な経頭蓋交流刺激 (tACS) とニューロフィードバック (NF) を使用してテストされます。
調査の概要
詳細な説明
難聴とそれに伴う耳鳴りなどの状態は、障害の原因として世界で 4 番目に高く、推定年間費用は 7,500 億ドルを超えます。 世界人口の増加と高齢化により、聴覚障害を持つ人々の数は急速に増加しています。 さらに、騒音による聴覚障害の発生率も若年層で増加しています。 聴覚障害者の一般的な不満は、困難なリスニング条件下での言語理解力の大幅な低下です。 これらの状況には通常、残響、背景雑音、または複数の話者が含まれ、聞き手は対象の音源 (対話者など) に選択的に注意を向け、背景の気を散らす音 (参加していない話者など) を抑制する必要があります。
耳介を模倣したマイクを備えた聴覚補綴物は、音響信号の空間手がかりの感覚増強を通じて、ターゲット音源の定位を改善できます。 ただし、追加の感覚情報の利点は、ターゲット音源の選択的な増幅と無関係な気を散らすノイズの抑制を可能にする注意制御の実装が欠落しているため、制限されます。
ターゲットの増幅とディストラクターの抑制を制御する注意フィルター メカニズムを脳がどのようにインスタンス化するかという問題は、認知神経科学の分野で多くの関心を集めています。 アルファ周波数帯域 (~8-12Hz) での左右振動脳活動などの聴覚的注意の神経マーカーや、有人スピーチの強化された神経追跡は、注意のトップダウン制御にリンクされています。 ただし、これらの神経マーカー間の相互関係はまだ調査されていません。 さらに、聴覚的注意におけるアルファバンド振動の機能的役割は、ターゲットの強化とディストラクターの抑制を実装する可能性があるため、特定されていません。 一緒に、これは注意の神経認知基盤の理解を制限します。
提案されたプロジェクトは、聴覚の選択的注意の制御の根底にある脳のメカニズムの研究者の理解を改善することにより、この問題に対処することを目的としています。 概説された研究プロジェクトは、聴覚障害を持つ個人は、無関係な情報の無効な神経抑制によって反映される聴覚ディストラクター抑制に欠陥があるという仮説をテストします。 この仮説は、3 つの異なる研究分野で検証されます。 研究ライン 1 では、脳波記録 (EEG) 記録に基づいて神経レベルでターゲット選択とディストラクター抑制を切り離すことを可能にする、感音難聴または耳鳴りに苦しむ個人の新しいフレームワークをテストします。 次に、研究行 2 ～ 3 で、電気的脳刺激とニューロフィードバックが聴覚ディストラクターの抑制を強化する可能性を評価します。健聴者および聴覚障害者集団における脳活動。 さらに、この研究は、聴覚の選択的注意の制御を脳とコンピューターのインターフェースでどのように実装できるかという新しい洞察に貢献します。
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：Basil Preisig, Dr.
- 電話番号：+41 44 634 21 85
- メール：basil.preisig@uzh.ch
研究場所
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Zürich、スイス、8090
- 募集
- University of Zurich
-
コンタクト：
- Basil Preisig, Dr.
- メール：basil.preisig@uzh.ch
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コンタクト：
- Nataliya Fartdinova, MA
- メール：nataliya.fartdinova@uzh.ch
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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: 18-35 / 55-75
- 第一言語としてのドイツ語
- 正常または正常な視力に矯正
- 右利き
- 正常な聴覚、聴覚障害または耳鳴り (特定の包含を参照)
- 正常な聴力: 250 Hz ～ 8,000 Hz の周波数で両耳の聴力レベル (HL) が 20 デシベル (dB) 以下。
実験 1、2、3、および 4 に指定された含有物:
- 難聴：
- 左右対称性感音難聴
- 250 Hz と 8,000 Hz の間の 1 つまたは複数の周波数で 25 dB HL 以上の純音閾値と、すべての周波数で 20 dB 以下の両耳の閾値の差。
- 耳鳴り:
- 3ヶ月以上持続する持続性の慢性耳鳴り
- 耳鳴りハンディキャップ インベントリを伴う耳鳴り グレード 2 ～ 4 (18 ～ 76 ポイント)
除外基準:
- 非対称難聴
- バイリンガルまたはマルチリンガルに育てられた (6 歳より前に習得した第二言語)
- 現在妊娠中または授乳中の女性
脳損傷または神経障害の病歴 (y/n)
• 例えば、脳卒中、外傷性脳損傷、脳手術、てんかんなど。
- 失読症
- 精神障害の病歴
- 最近のレクリエーショナル ドラッグの消費
- 既知または疑われる薬物またはアルコール乱用
- 認知的副作用のある薬（向精神薬や睡眠薬など）
- 頭部の金属製インプラント (固定ブレースと歯の詰め物を除く)
- 埋め込み型医療機器 (心臓ペースメーカーなど)
- -主な調査計画を構成する実験の1つへの以前の登録
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：トリプル
武器と介入
参加者グループ / アーム |
介入・治療 |
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介入なし：実験 1 - 通常の聴力 - AAT
通常の聴覚グループに割り当てられた各参加者は、参加者が聴覚注意タスク (AAT) を実行している間に EEG が記録される 1 つの実験セッションを受けます。
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介入なし：実験 1 - 聴覚障害者 - AAT
通常の聴覚障害グループに割り当てられた各参加者は、参加者が聴覚注意タスク (AAT) を実行している間に EEG が記録される 1 つの実験セッションを受けます。
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介入なし：実験 2 - 通常の聴力 _ SAT
通常の聴覚グループに割り当てられた各参加者は、参加者が選択的音声注意タスク (SAT) を受けている間、EEG を使用してニューラル音声追跡を測定する 1 つの実験セッションを受けます。
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介入なし：実験 2 - 聴覚障害者 - SAT
聴覚障害グループに割り当てられた各参加者は、参加者が選択的音声注意タスク (SAT) を受けている間、EEG を使用してニューラル音声追跡を測定する 1 つの実験セッションを受けます。
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介入なし：実験 2 - 耳鳴り - SAT
耳鳴りグループに割り当てられた各参加者は、参加者が選択的音声注意タスク (SAT) を受けている間、EEG を使用してニューラル音声追跡を測定する 1 つの実験セッションを受けます。
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実験的：実験 3 - 通常の聴力 (tACS) - AAT
通常の聴覚グループに割り当てられた被験者は、側頭頭頂皮質に適用される 20 分間の tACS 刺激を受けます。 各セッションには、(1) 刺激前のベースライン、(2) 脳の刺激、(3) 刺激後の 3 つのフェーズが含まれます。 AAT は各フェーズで実施され、同時 EEG が記録されます。 |
TACS は、低電流経頭蓋電気刺激のクラスに属する非侵襲的脳刺激 (NIBS) 技術です。 よく知られている経頭蓋直流刺激 (tDCS) とは対照的に、tACS 電流は一定ではなく、特定の周波数で交互に変化します。 刺激は、参加者の個々のアルファ周波数で左側頭頭頂皮質に適用されます。 刺激強度は 2 ミリアンペア (mA、ピークツーピーク値、±1 mA 振幅の正弦波に対応) になります。 刺激は、導電性ゴム電極を介して配信されます。 |
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偽コンパレータ：実験 3 - 通常の聴力 (偽) - AAT
正常な聴覚グループに割り当てられた被験者は、側頭頭頂皮質に適用される 20 分間の偽刺激を受けます。 各セッションには、(1) 刺激前のベースライン、(2) 偽の脳刺激、および (3) 刺激後の 3 つのフェーズが含まれます。 AAT は各フェーズで実施され、同時 EEG が記録されます。 |
「偽刺激」(プラセボ) の間、tACS は 12 秒間上昇および下降します。つまり、実際の実験中に電気刺激は適用されません。 実験の最後に、上昇と下降のランピングが繰り返されます。 偽の条件は、tACS 刺激に関連する感覚を呼び起こすのに役立ちますが、実際の実験中に刺激することはありません。 |
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実験的：実験 3 - 聴覚障害 (tACS) - AAT
聴覚障害グループに割り当てられた被験者は、側頭頭頂皮質に適用される 20 分間の tACS 刺激を受けます。 各セッションには、(1) 刺激前のベースライン、(2) 脳の刺激、(3) 刺激後の 3 つのフェーズが含まれます。 AAT は各フェーズで実施され、同時 EEG が記録されます。 |
TACS は、低電流経頭蓋電気刺激のクラスに属する非侵襲的脳刺激 (NIBS) 技術です。 よく知られている経頭蓋直流刺激 (tDCS) とは対照的に、tACS 電流は一定ではなく、特定の周波数で交互に変化します。 刺激は、参加者の個々のアルファ周波数で左側頭頭頂皮質に適用されます。 刺激強度は 2 ミリアンペア (mA、ピークツーピーク値、±1 mA 振幅の正弦波に対応) になります。 刺激は、導電性ゴム電極を介して配信されます。 |
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偽コンパレータ：実験 3 - 聴覚障害者 (偽) - AAT
聴覚障害グループに割り当てられた被験者は、側頭頭頂皮質に適用される 20 分間の偽刺激を受けます。 各セッションには、(1) 刺激前のベースライン、(2) 偽の脳刺激、および (3) 刺激後の 3 つのフェーズが含まれます。 AAT は各フェーズで実施され、同時 EEG が記録されます。 |
「偽刺激」(プラセボ) の間、tACS は 12 秒間上昇および下降します。つまり、実際の実験中に電気刺激は適用されません。 実験の最後に、上昇と下降のランピングが繰り返されます。 偽の条件は、tACS 刺激に関連する感覚を呼び起こすのに役立ちますが、実際の実験中に刺激することはありません。 |
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実験的：実験 3 - 耳鳴り (tACS) - AAT
耳鳴りグループに割り当てられた被験者は、側頭頭頂皮質に適用される 20 分間の tACS 刺激を受けます。 各セッションには、(1) 刺激前のベースライン、(2) 脳の刺激、(3) 刺激後の 3 つのフェーズが含まれます。 AAT は各フェーズで実施され、同時 EEG が記録されます。 |
TACS は、低電流経頭蓋電気刺激のクラスに属する非侵襲的脳刺激 (NIBS) 技術です。 よく知られている経頭蓋直流刺激 (tDCS) とは対照的に、tACS 電流は一定ではなく、特定の周波数で交互に変化します。 刺激は、参加者の個々のアルファ周波数で左側頭頭頂皮質に適用されます。 刺激強度は 2 ミリアンペア (mA、ピークツーピーク値、±1 mA 振幅の正弦波に対応) になります。 刺激は、導電性ゴム電極を介して配信されます。 |
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偽コンパレータ：実験 3 - 耳鳴り (シャム) - AAT
耳鳴りグループに割り当てられた被験者は、側頭頭頂皮質に適用される 20 分間の偽刺激を受けます。 各セッションには、(1) 刺激前のベースライン、(2) 偽の脳刺激、および (3) 刺激後の 3 つのフェーズが含まれます。 AAT は各フェーズで実施され、同時 EEG が記録されます。 |
「偽刺激」(プラセボ) の間、tACS は 12 秒間上昇および下降します。つまり、実際の実験中に電気刺激は適用されません。 実験の最後に、上昇と下降のランピングが繰り返されます。 偽の条件は、tACS 刺激に関連する感覚を呼び起こすのに役立ちますが、実際の実験中に刺激することはありません。 |
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実験的：実験 4 - 通常の聴力 (tACS) - SAT
通常の聴覚グループに割り当てられた被験者は、側頭頭頂皮質に適用される 20 分間の tACS 刺激を受けます。 各セッションには、(1) 刺激前のベースライン、(2) 脳の刺激、(3) 刺激後の 3 つのフェーズが含まれます。 SAT は各段階で実施され、同時に脳波が記録されます。 |
TACS は、低電流経頭蓋電気刺激のクラスに属する非侵襲的脳刺激 (NIBS) 技術です。 よく知られている経頭蓋直流刺激 (tDCS) とは対照的に、tACS 電流は一定ではなく、特定の周波数で交互に変化します。 刺激は、参加者の個々のアルファ周波数で左側頭頭頂皮質に適用されます。 刺激強度は 2 ミリアンペア (mA、ピークツーピーク値、±1 mA 振幅の正弦波に対応) になります。 刺激は、導電性ゴム電極を介して配信されます。 |
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偽コンパレータ：実験 4 - 通常の聴力 (偽) - SAT
正常な聴覚グループに割り当てられた被験者は、側頭頭頂皮質に適用される 20 分間の偽刺激を受けます。 各セッションには、(1) 刺激前のベースライン、(2) 偽の脳刺激、および (3) 刺激後の 3 つのフェーズが含まれます。 SAT は各段階で実施され、同時に脳波が記録されます。 |
「偽刺激」(プラセボ) の間、tACS は 12 秒間上昇および下降します。つまり、実際の実験中に電気刺激は適用されません。 実験の最後に、上昇と下降のランピングが繰り返されます。 偽の条件は、tACS 刺激に関連する感覚を呼び起こすのに役立ちますが、実際の実験中に刺激することはありません。 |
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実験的：実験 4 - 聴覚障害者 (tACS) - SAT
聴覚障害グループに割り当てられた被験者は、側頭頭頂皮質に適用される 20 分間の tACS 刺激を受けます。 各セッションには、(1) 刺激前のベースライン、(2) 脳の刺激、(3) 刺激後の 3 つのフェーズが含まれます。 SAT は各段階で実施され、同時に脳波が記録されます。 |
TACS は、低電流経頭蓋電気刺激のクラスに属する非侵襲的脳刺激 (NIBS) 技術です。 よく知られている経頭蓋直流刺激 (tDCS) とは対照的に、tACS 電流は一定ではなく、特定の周波数で交互に変化します。 刺激は、参加者の個々のアルファ周波数で左側頭頭頂皮質に適用されます。 刺激強度は 2 ミリアンペア (mA、ピークツーピーク値、±1 mA 振幅の正弦波に対応) になります。 刺激は、導電性ゴム電極を介して配信されます。 |
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偽コンパレータ：実験 4 - 聴覚障害者 (偽) - SAT
聴覚障害グループに割り当てられた被験者は、側頭頭頂皮質に適用される 20 分間の偽刺激を受けます。 各セッションには、(1) 刺激前のベースライン、(2) 偽の脳刺激、および (3) 刺激後の 3 つのフェーズが含まれます。 SAT は各段階で実施され、同時に脳波が記録されます。 |
「偽刺激」(プラセボ) の間、tACS は 12 秒間上昇および下降します。つまり、実際の実験中に電気刺激は適用されません。 実験の最後に、上昇と下降のランピングが繰り返されます。 偽の条件は、tACS 刺激に関連する感覚を呼び起こすのに役立ちますが、実際の実験中に刺激することはありません。 |
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実験的：実験 4 - 耳鳴り (tACS) - SAT
耳鳴りグループに割り当てられた被験者は、側頭頭頂皮質に適用される 20 分間の tACS 刺激を受けます。 各セッションには、(1) 刺激前のベースライン、(2) 脳の刺激、(3) 刺激後の 3 つのフェーズが含まれます。 SAT は各段階で実施され、同時に脳波が記録されます。 |
TACS は、低電流経頭蓋電気刺激のクラスに属する非侵襲的脳刺激 (NIBS) 技術です。 よく知られている経頭蓋直流刺激 (tDCS) とは対照的に、tACS 電流は一定ではなく、特定の周波数で交互に変化します。 刺激は、参加者の個々のアルファ周波数で左側頭頭頂皮質に適用されます。 刺激強度は 2 ミリアンペア (mA、ピークツーピーク値、±1 mA 振幅の正弦波に対応) になります。 刺激は、導電性ゴム電極を介して配信されます。 |
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偽コンパレータ：実験 4 - 耳鳴り (シャム) - SAT
耳鳴りグループに割り当てられた被験者は、側頭頭頂皮質に適用される 20 分間の偽刺激を受けます。 各セッションには、(1) 刺激前のベースライン、(2) 偽の脳刺激、および (3) 刺激後の 3 つのフェーズが含まれます。 SAT は各段階で実施され、同時に脳波が記録されます。 |
「偽刺激」(プラセボ) の間、tACS は 12 秒間上昇および下降します。つまり、実際の実験中に電気刺激は適用されません。 実験の最後に、上昇と下降のランピングが繰り返されます。 偽の条件は、tACS 刺激に関連する感覚を呼び起こすのに役立ちますが、実際の実験中に刺激することはありません。 |
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実験的：実験 5 - 通常の聴力 (NF 右) - AAT
通常の聴覚グループの各参加者は、参加者が左頭頂皮質に対して右のアルファ パワーを増加させることを学ぶニューロフィードバック トレーニングを受けます。
NF トレーニングの前後に、参加者は AAT を実行し、同時脳波が記録されます。
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ニューロフィードバック (NF) は、神経生理学的記録とリアルタイムの感覚フィードバックを組み合わせた非侵襲的なアプローチです (ほとんどの研究では視覚フィードバックを使用しています)。 このように、リアルタイムの NF を通じて、個人は自分の脳活動を調整することを学ぶことができます。 この研究では、NF は同時脳波記録に基づいています。 NFでは、参加者は狭いトンネルを自動航行する宇宙船を観察します。 訓練された方向へのニューラル アルファ パワーの横化の変調は、宇宙船の加速によって報われます。反対方向への変調は、速度と自動操縦の精度を低下させます。 |
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アクティブコンパレータ：実験 5 - 通常の聴力 (NF 左) - AAT
通常の聴覚グループの各参加者は、参加者が右頭頂皮質に比べて左側のアルファ パワーを増加させることを学ぶニューロフィードバック トレーニングを受けます。
NF トレーニングの前後に、参加者は AAT を実行し、同時脳波が記録されます。
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ニューロフィードバック (NF) は、神経生理学的記録とリアルタイムの感覚フィードバックを組み合わせた非侵襲的なアプローチです (ほとんどの研究では視覚フィードバックを使用しています)。 このように、リアルタイムの NF を通じて、個人は自分の脳活動を調整することを学ぶことができます。 この研究では、NF は同時脳波記録に基づいています。 NFでは、参加者は狭いトンネルを自動航行する宇宙船を観察します。 訓練された方向へのニューラル アルファ パワーの横化の変調は、宇宙船の加速によって報われます。反対方向への変調は、速度と自動操縦の精度を低下させます。 |
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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実験 1 - 脳波
時間枠：1回4時間40分の勉強会
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主要評価項目は、HL、TI、および NH 対照群の個人における標的選択および伸延抑制に応答した神経アルファ パワー側方化の比較です。
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1回4時間40分の勉強会
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実験 2 - 脳波
時間枠：1回4時間40分の勉強会
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主要評価項目は、HL、TI、および NH を持つ個人間の音声の振幅エンベロープのニューラル トラッキングの比較です。
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1回4時間40分の勉強会
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実験 3 - AAT
時間枠：1回4時間40分の勉強会
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主要なエンドポイントは、左側頭頭頂皮質上の tACS と、刺激前のベースラインに対する刺激中および刺激後の効果のない偽刺激との間の聴覚注意パフォーマンスの比較です。
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1回4時間40分の勉強会
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実験 4 - 土
時間枠：1回4時間40分の勉強会
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主要エンドポイントは、左側頭頭頂皮質上の tACS と、刺激前のベースラインに対する刺激中および刺激後の効果のない偽刺激との間の音声理解性能の比較です。
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1回4時間40分の勉強会
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実験 5 - 脳波 1
時間枠：別々の日に 4 時間 40 分の 2 つのセッション
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主要なエンドポイントは、トレーニング条件 (左 NF トレーニングと右 NF トレーニング) 間のトレーニング中にアルファ パワー左右化インデックスを制御する参加者の能力の比較です。
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別々の日に 4 時間 40 分の 2 つのセッション
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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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実験 1 - AAT
時間枠：1回4時間40分の勉強会
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ディストラクタの抑制とターゲットの選択中のアルファ パワー側方化が、HL、TI、および NH の個人の AAT タスク パフォーマンスを予測するかどうかをテストします。
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1回4時間40分の勉強会
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実験 2 - 土
時間枠：1回4時間40分の勉強会
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NH、HL、TIにおけるニューラル発話追跡と発話理解能力の関係
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1回4時間40分の勉強会
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実験 3 - 脳波 1
時間枠：1回4時間40分の勉強会
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刺激条件 (tACS 対シャム) 間のニューラル アルファ パワー側方化の比較
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1回4時間40分の勉強会
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実験 3 - 脳波 2
時間枠：1回4時間40分の勉強会
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刺激条件間のターゲットおよびディストラクタ刺激に対するイベント関連応答の比較 (tACS 対偽)
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1回4時間40分の勉強会
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実験 4 - 脳波 1
時間枠：1回4時間40分の勉強会
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刺激条件 (tACS 対シャム) 間の左右差指数の比較
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1回4時間40分の勉強会
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実験 4 - 脳波 2
時間枠：1回4時間40分の勉強会
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刺激条件 (tACS 対シャム) 間のターゲットのニューラル追跡と気を散らすスピーチの比較
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1回4時間40分の勉強会
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実験 5 - 脳波 2
時間枠：別々の日に 4 時間 40 分の 2 つのセッション
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訓練された半球に対して同側対対側に提示されたプローブに対する聴覚誘発反応の比較
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別々の日に 4 時間 40 分の 2 つのセッション
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実験 5 - 脳波 3
時間枠：別々の日に 4 時間 40 分の 2 つのセッション
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NF トレーニング条件 (左 NF トレーニング vs. 右 NF トレーニング) 前後の NF トレーニング間のターゲットとディストラクタに関連するアルファ パワーの左右差の変化の比較
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別々の日に 4 時間 40 分の 2 つのセッション
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実験 5 - AAT
時間枠：別々の日に 4 時間 40 分の 2 つのセッション
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トレーニング条件全体での聴覚注意パフォーマンスの比較 (左 NF トレーニングと右 NF トレーニング)
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別々の日に 4 時間 40 分の 2 つのセッション
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協力者と研究者
スポンサー
捜査官
- 主任研究者：Basil Preisig, Dr.、University of Zurich
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 (推定)
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
- AuditoryAttention
- 201864 (その他の助成金/資金番号：Swiss National Science Foundation)
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
- STUDY_PROTOCOL
- SAP
- 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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