脳卒中後の失語症患者における音韻的短期記憶の回復のための経頭蓋交流刺激(tACS)
脳卒中後の音韻 STM の回復のための TACS
調査の概要
詳細な説明
失語症は衰弱性の障害であり、通常は左半球の損傷に起因し、言語の生成と理解、読み書きを含むさまざまなコミュニケーション能力を損なう可能性があります。 米国では、年間約 180,000 人の新たな失語症患者が確認されており、約 100 万人、つまり 250 人に 1 人が失語症を抱えて暮らしています。 治療法は限られており、せいぜいわずかな効果しか得られません。 失語症リハビリテーションで現在重点が置かれているのは、集中的な言語療法を策定し、場合によっては治療と同時に脳刺激を行うことにより、治療効果を高めることです。
現在の研究では、失語症のある脳卒中生存者の神経振動活動の回復を助ける高精細tACS(HD-tACS)の有効性を調査する予定です。 TACS は、直流ではなく正弦波または交流が送達されるという点で、広く使用されている脳刺激パラダイムである経頭蓋直流刺激 (tDCS) とは異なります。 TACS は、進行中の振動性脳活動を操作し、標的の脳領域間の同期 (または接続) を調整することが示されています。 言語障害が脳の接続性の低下と、その後の脳卒中による言語ネットワークの混乱に起因することを示唆する一連の新たな証拠を考慮すると、tACS のこの機能は非常に魅力的です。
この研究では、失語症のある脳卒中生存者における音韻短期記憶(STM)機能を対象とした言語療法と組み合わせた、並行二重盲検偽対照デザインで高精細tACS(HD-tACS)を採用する。 脳磁図 (MEG) および fMRI BOLD データ収集は、それぞれ tACS パラメーターを決定し、刺激誘発性の神経変化を評価するために行われます。 研究者らは、2グループのtACS研究デザインに失語症の脳卒中生存者120人を採用する予定だ。
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:Sidney E Schoenrock, MA
- 電話番号:414-955-7579
- メール:sschoenrock@mcw.edu
研究連絡先のバックアップ
- 名前:Priyanka Shah-Basak, PhD
- 電話番号:414-955-5752
- メール:prishah@mcw.edu
研究場所
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Wisconsin
-
Milwaukee、Wisconsin、アメリカ、53226
- 募集
- Medical College of Wisconsin
-
コンタクト:
- Sidney E Schoenrock, MA
- 電話番号:414-955-7579
- メール:sschoenrock@mcw.edu
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コンタクト:
- Priyanka Shah-Basak, PhD
- 電話番号:414-955-5752
- メール:prishah@mcw.edu
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参加基準
適格基準
就学可能な年齢
- 大人
- 高齢者
健康ボランティアの受け入れ
説明
包含基準:
- 左半球脳卒中/失語症と診断された
- 同意日 脳卒中発症後 1 か月以上
- 英語が上手
- 18歳以上
除外基準:
- 認知検査や言語検査が不可能となる重度の認知障害、聴覚障害、または視覚障害
- 主要な未治療または不安定な精神疾患の存在
- 治療を受けていない、または不安定な慢性病状
- 心臓刺激装置またはペースメーカーの存在
- MRI または tACS に対する禁忌。 金属インプラントを装着している患者、および/または頭蓋骨骨折、妊娠、皮膚疾患の病歴のある患者
- 進行中の発作または管理されていない発作の病歴
- ディスレクシアまたはその他の発達性学習障害の病歴
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:処理
- 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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実験的:短期記憶に焦点を当てた言語療法を備えた高解像度 tACS
High-Definition-tACS は、2 つの 3x1 センターサラウンド モンタージュを使用して、バッテリー駆動の交流刺激装置 (Soterix) を介して配信されます。電流はオンになり、約 30 秒かけてランプ状に増加します。
参加者は、ピークツーピーク強度 2 ミリアンペア (mA) で 20 分間 tACS 刺激を受けます。
刺激は 20 分を超えて維持されません。
これは、短期記憶に焦点を当てた言語療法と組み合わせて行われます。
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言語療法中に高解像度の tACS が適用されます。
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偽コンパレータ:短期記憶に焦点を当てた言語療法を備えた擬似高解像度 tACS
High-Definition-tACS は、2 つの 3x1 センターサラウンド モンタージュを使用して、バッテリー駆動の交流刺激装置 (Soterix) を介して配信されます。
電流がオンになり、10 ~ 30 秒間ランプ状に増加し、その後減少します。
このようにして、参加者はアクティブな tACS グループと同じ最初の感覚 (軽度のうずき) を経験します。
これは、短期記憶に焦点を当てた言語療法と組み合わせて行われます。
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偽の高解像度 tACS が言語療法中に適用されます。
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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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音韻上の STM タスクの正確さ
時間枠:治療サイクル(サイクルは 10 介入日からなる)の完了時および治療後 10 週間後
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TACS 後の音韻 STM を評価する遅延サンプル照合タスクの精度の変化。
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治療サイクル(サイクルは 10 介入日からなる)の完了時および治療後 10 週間後
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tACS後の言語ネットワーク活性化のfMRI測定
時間枠:治療サイクル(サイクルは 10 介入日からなる)の完了時および治療後 10 週間後
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音韻 STM に関与する言語ネットワーク領域の活性化は、tACS の前後で評価されます。
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治療サイクル(サイクルは 10 介入日からなる)の完了時および治療後 10 週間後
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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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機能的なコミュニケーションの成果
時間枠:治療サイクル(サイクルは 10 介入日からなる)の完了時および治療後 10 週間後
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コミュニケーション効果指数(CETI)の患者報告尺度によって評価される、日常生活における言語使用または機能的コミュニケーションの改善
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治療サイクル(サイクルは 10 介入日からなる)の完了時および治療後 10 週間後
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協力者と研究者
出版物と役立つリンク
一般刊行物
- Gandiga PC, Hummel FC, Cohen LG. Transcranial DC stimulation (tDCS): a tool for double-blind sham-controlled clinical studies in brain stimulation. Clin Neurophysiol. 2006 Apr;117(4):845-50. doi: 10.1016/j.clinph.2005.12.003. Epub 2006 Jan 19.
- Mirman D, Chen Q, Zhang Y, Wang Z, Faseyitan OK, Coslett HB, Schwartz MF. Neural organization of spoken language revealed by lesion-symptom mapping. Nat Commun. 2015 Apr 16;6:6762. doi: 10.1038/ncomms7762.
- Reinhart RMG, Nguyen JA. Working memory revived in older adults by synchronizing rhythmic brain circuits. Nat Neurosci. 2019 May;22(5):820-827. doi: 10.1038/s41593-019-0371-x. Epub 2019 Apr 8.
- Bikson M, Grossman P, Thomas C, Zannou AL, Jiang J, Adnan T, Mourdoukoutas AP, Kronberg G, Truong D, Boggio P, Brunoni AR, Charvet L, Fregni F, Fritsch B, Gillick B, Hamilton RH, Hampstead BM, Jankord R, Kirton A, Knotkova H, Liebetanz D, Liu A, Loo C, Nitsche MA, Reis J, Richardson JD, Rotenberg A, Turkeltaub PE, Woods AJ. Safety of Transcranial Direct Current Stimulation: Evidence Based Update 2016. Brain Stimul. 2016 Sep-Oct;9(5):641-661. doi: 10.1016/j.brs.2016.06.004. Epub 2016 Jun 15.
- Antal A, Alekseichuk I, Bikson M, Brockmoller J, Brunoni AR, Chen R, Cohen LG, Dowthwaite G, Ellrich J, Floel A, Fregni F, George MS, Hamilton R, Haueisen J, Herrmann CS, Hummel FC, Lefaucheur JP, Liebetanz D, Loo CK, McCaig CD, Miniussi C, Miranda PC, Moliadze V, Nitsche MA, Nowak R, Padberg F, Pascual-Leone A, Poppendieck W, Priori A, Rossi S, Rossini PM, Rothwell J, Rueger MA, Ruffini G, Schellhorn K, Siebner HR, Ugawa Y, Wexler A, Ziemann U, Hallett M, Paulus W. Low intensity transcranial electric stimulation: Safety, ethical, legal regulatory and application guidelines. Clin Neurophysiol. 2017 Sep;128(9):1774-1809. doi: 10.1016/j.clinph.2017.06.001. Epub 2017 Jun 19.
- Brunoni AR, Amadera J, Berbel B, Volz MS, Rizzerio BG, Fregni F. A systematic review on reporting and assessment of adverse effects associated with transcranial direct current stimulation. Int J Neuropsychopharmacol. 2011 Sep;14(8):1133-45. doi: 10.1017/S1461145710001690. Epub 2011 Feb 15.
- Herrmann CS, Rach S, Neuling T, Struber D. Transcranial alternating current stimulation: a review of the underlying mechanisms and modulation of cognitive processes. Front Hum Neurosci. 2013 Jun 14;7:279. doi: 10.3389/fnhum.2013.00279. eCollection 2013.
- Pollock A, St George B, Fenton M, Firkins L. Top 10 research priorities relating to life after stroke--consensus from stroke survivors, caregivers, and health professionals. Int J Stroke. 2014 Apr;9(3):313-20. doi: 10.1111/j.1747-4949.2012.00942.x. Epub 2012 Dec 11.
- Antal A, Paulus W. Transcranial alternating current stimulation (tACS). Front Hum Neurosci. 2013 Jun 28;7:317. doi: 10.3389/fnhum.2013.00317. Print 2013.
- Zaehle T, Rach S, Herrmann CS. Transcranial alternating current stimulation enhances individual alpha activity in human EEG. PLoS One. 2010 Nov 1;5(11):e13766. doi: 10.1371/journal.pone.0013766.
- Villamar MF, Volz MS, Bikson M, Datta A, Dasilva AF, Fregni F. Technique and considerations in the use of 4x1 ring high-definition transcranial direct current stimulation (HD-tDCS). J Vis Exp. 2013 Jul 14;(77):e50309. doi: 10.3791/50309.
- Pillay SB, Stengel BC, Humphries C, Book DS, Binder JR. Cerebral localization of impaired phonological retrieval during rhyme judgment. Ann Neurol. 2014 Nov;76(5):738-46. doi: 10.1002/ana.24266. Epub 2014 Sep 19.
- Brooks SK, Webster RK, Smith LE, Woodland L, Wessely S, Greenberg N, Rubin GJ. The psychological impact of quarantine and how to reduce it: rapid review of the evidence. Lancet. 2020 Mar 14;395(10227):912-920. doi: 10.1016/S0140-6736(20)30460-8. Epub 2020 Feb 26.
- Helfrich RF, Schneider TR, Rach S, Trautmann-Lengsfeld SA, Engel AK, Herrmann CS. Entrainment of brain oscillations by transcranial alternating current stimulation. Curr Biol. 2014 Feb 3;24(3):333-9. doi: 10.1016/j.cub.2013.12.041. Epub 2014 Jan 23.
- Shah-Basak PP, Wurzman R, Purcell JB, Gervits F, Hamilton R. Fields or flows? A comparative metaanalysis of transcranial magnetic and direct current stimulation to treat post-stroke aphasia. Restor Neurol Neurosci. 2016 May 2;34(4):537-58. doi: 10.3233/RNN-150616.
- Shah-Basak PP, Norise C, Garcia G, Torres J, Faseyitan O, Hamilton RH. Individualized treatment with transcranial direct current stimulation in patients with chronic non-fluent aphasia due to stroke. Front Hum Neurosci. 2015 Apr 21;9:201. doi: 10.3389/fnhum.2015.00201. eCollection 2015.
- Pedersen PM, Jorgensen HS, Nakayama H, Raaschou HO, Olsen TS. Aphasia in acute stroke: incidence, determinants, and recovery. Ann Neurol. 1995 Oct;38(4):659-66. doi: 10.1002/ana.410380416.
- Engelter ST, Gostynski M, Papa S, Frei M, Born C, Ajdacic-Gross V, Gutzwiller F, Lyrer PA. Epidemiology of aphasia attributable to first ischemic stroke: incidence, severity, fluency, etiology, and thrombolysis. Stroke. 2006 Jun;37(6):1379-84. doi: 10.1161/01.STR.0000221815.64093.8c. Epub 2006 May 11.
- Matsumoto H, Ugawa Y. Adverse events of tDCS and tACS: A review. Clin Neurophysiol Pract. 2016 Dec 21;2:19-25. doi: 10.1016/j.cnp.2016.12.003. eCollection 2017.
- Boyle M. Semantic feature analysis treatment for anomia in two fluent aphasia syndromes. Am J Speech Lang Pathol. 2004 Aug;13(3):236-49. doi: 10.1044/1058-0360(2004/025).
- Ellis C, Simpson AN, Bonilha H, Mauldin PD, Simpson KN. The one-year attributable cost of poststroke aphasia. Stroke. 2012 May;43(5):1429-31. doi: 10.1161/STROKEAHA.111.647339. Epub 2012 Feb 16.
- Saffran EM, Marin OS. Reading without phonology: evidence from aphasia. Q J Exp Psychol. 1977 Aug;29(3):515-25. doi: 10.1080/14640747708400627. No abstract available.
- Pillay SB, Gross WL, Graves WW, Humphries C, Book DS, Binder JR. The Neural Basis of Successful Word Reading in Aphasia. J Cogn Neurosci. 2018 Apr;30(4):514-525. doi: 10.1162/jocn_a_01214. Epub 2017 Dec 6.
- Binder JR, Desai RH, Graves WW, Conant LL. Where is the semantic system? A critical review and meta-analysis of 120 functional neuroimaging studies. Cereb Cortex. 2009 Dec;19(12):2767-96. doi: 10.1093/cercor/bhp055. Epub 2009 Mar 27.
- Leonard, C., Rochon, E., & Laird, L. (2008). Treating naming impairments in aphasia: Findings from a phonological components analysis treatment. Aphasiology, 22, 923-947. https://doi.org/10.1080/02687030701831474
- Paulesu E, Frith CD, Frackowiak RS. The neural correlates of the verbal component of working memory. Nature. 1993 Mar 25;362(6418):342-5. doi: 10.1038/362342a0.
- Buchsbaum BR, Olsen RK, Koch P, Berman KF. Human dorsal and ventral auditory streams subserve rehearsal-based and echoic processes during verbal working memory. Neuron. 2005 Nov 23;48(4):687-97. doi: 10.1016/j.neuron.2005.09.029.
- Buchsbaum BR, Baldo J, Okada K, Berman KF, Dronkers N, D'Esposito M, Hickok G. Conduction aphasia, sensory-motor integration, and phonological short-term memory - an aggregate analysis of lesion and fMRI data. Brain Lang. 2011 Dec;119(3):119-28. doi: 10.1016/j.bandl.2010.12.001. Epub 2011 Jan 21.
- Violante IR, Li LM, Carmichael DW, Lorenz R, Leech R, Hampshire A, Rothwell JC, Sharp DJ. Externally induced frontoparietal synchronization modulates network dynamics and enhances working memory performance. Elife. 2017 Mar 14;6:e22001. doi: 10.7554/eLife.22001.
- Benson, D. F., & Ardila, A. (1996). Aphasia: A Clinical Perspective. Oxford University Press.
- Code C, Petheram B. Delivering for aphasia. Int J Speech Lang Pathol. 2011 Feb;13(1):3-10. doi: 10.3109/17549507.2010.520090.
- Pietrabissa G, Simpson SG. Psychological Consequences of Social Isolation During COVID-19 Outbreak. Front Psychol. 2020 Sep 9;11:2201. doi: 10.3389/fpsyg.2020.02201. eCollection 2020.
- Friedrich FJ, Glenn CG, Marin OS. Interruption of phonological coding in conduction aphasia. Brain Lang. 1984 Jul;22(2):266-91. doi: 10.1016/0093-934x(84)90094-4.
- Pillay SB, Gross WL, Heffernan J, Book DS, Binder JR. Semantic network activation facilitates oral word reading in chronic aphasia. Brain Lang. 2022 Oct;233:105164. doi: 10.1016/j.bandl.2022.105164. Epub 2022 Aug 4.
- Baddeley, A. D. (1986). Working memory. Clarendon Press ; Oxford University Press.
- Baddeley A, Gathercole S, Papagno C. The phonological loop as a language learning device. Psychol Rev. 1998 Jan;105(1):158-73. doi: 10.1037/0033-295x.105.1.158.
- Riddle J, Frohlich F. Targeting neural oscillations with transcranial alternating current stimulation. Brain Res. 2021 Aug 15;1765:147491. doi: 10.1016/j.brainres.2021.147491. Epub 2021 Apr 20.
- Frohlich F, Riddle J. Conducting double-blind placebo-controlled clinical trials of transcranial alternating current stimulation (tACS). Transl Psychiatry. 2021 May 12;11(1):284. doi: 10.1038/s41398-021-01391-x.
- Brittain JS, Probert-Smith P, Aziz TZ, Brown P. Tremor suppression by rhythmic transcranial current stimulation. Curr Biol. 2013 Mar 4;23(5):436-40. doi: 10.1016/j.cub.2013.01.068. Epub 2013 Feb 14.
- Bikson M, Brunoni AR, Charvet LE, Clark VP, Cohen LG, Deng ZD, Dmochowski J, Edwards DJ, Frohlich F, Kappenman ES, Lim KO, Loo C, Mantovani A, McMullen DP, Parra LC, Pearson M, Richardson JD, Rumsey JM, Sehatpour P, Sommers D, Unal G, Wassermann EM, Woods AJ, Lisanby SH. Rigor and reproducibility in research with transcranial electrical stimulation: An NIMH-sponsored workshop. Brain Stimul. 2018 May-Jun;11(3):465-480. doi: 10.1016/j.brs.2017.12.008. Epub 2017 Dec 29.
- Pillay, S. B., & Binder, J. R. (n.d.). Language Imaging Lab (LIL) Aphasia Battery. https://wwwneuromcwedu/aphasiabattery/indexhtml
- Oostenveld R, Fries P, Maris E, Schoffelen JM. FieldTrip: Open source software for advanced analysis of MEG, EEG, and invasive electrophysiological data. Comput Intell Neurosci. 2011;2011:156869. doi: 10.1155/2011/156869. Epub 2010 Dec 23.
- Gramfort A, Luessi M, Larson E, Engemann DA, Strohmeier D, Brodbeck C, Goj R, Jas M, Brooks T, Parkkonen L, Hamalainen M. MEG and EEG data analysis with MNE-Python. Front Neurosci. 2013 Dec 26;7:267. doi: 10.3389/fnins.2013.00267. eCollection 2013 Dec 26.
- Pruim RHR, Mennes M, van Rooij D, Llera A, Buitelaar JK, Beckmann CF. ICA-AROMA: A robust ICA-based strategy for removing motion artifacts from fMRI data. Neuroimage. 2015 May 15;112:267-277. doi: 10.1016/j.neuroimage.2015.02.064. Epub 2015 Mar 11.
- Kielar A, Panamsky L, Links KA, Meltzer JA. Localization of electrophysiological responses to semantic and syntactic anomalies in language comprehension with MEG. Neuroimage. 2015 Jan 15;105:507-24. doi: 10.1016/j.neuroimage.2014.11.016. Epub 2014 Nov 14.
- Maris E, Oostenveld R. Nonparametric statistical testing of EEG- and MEG-data. J Neurosci Methods. 2007 Aug 15;164(1):177-90. doi: 10.1016/j.jneumeth.2007.03.024. Epub 2007 Apr 10.
- Saturnino GB, Puonti O, Nielsen JD, Antonenko D, Madsen KH, Thielscher A. SimNIBS 2.1: A Comprehensive Pipeline for Individualized Electric Field Modelling for Transcranial Brain Stimulation. 2019 Aug 28. In: Makarov S, Horner M, Noetscher G, editors. Brain and Human Body Modeling: Computational Human Modeling at EMBC 2018 [Internet]. Cham (CH): Springer; 2019. Chapter 1. Available from http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK549569/
- Reckow J, Rahman-Filipiak A, Garcia S, Schlaefflin S, Calhoun O, DaSilva AF, Bikson M, Hampstead BM. Tolerability and blinding of 4x1 high-definition transcranial direct current stimulation (HD-tDCS) at two and three milliamps. Brain Stimul. 2018 Sep-Oct;11(5):991-997. doi: 10.1016/j.brs.2018.04.022. Epub 2018 May 4.
- Schuhmann T, Kemmerer SK, Duecker F, de Graaf TA, Ten Oever S, De Weerd P, Sack AT. Left parietal tACS at alpha frequency induces a shift of visuospatial attention. PLoS One. 2019 Nov 27;14(11):e0217729. doi: 10.1371/journal.pone.0217729. eCollection 2019.
- Deng Y, Reinhart RM, Choi I, Shinn-Cunningham BG. Causal links between parietal alpha activity and spatial auditory attention. Elife. 2019 Nov 29;8:e51184. doi: 10.7554/eLife.51184.
- National Aphasia Association survey. (2020).
- Wilson SM, Eriksson DK, Schneck SM, Lucanie JM. A quick aphasia battery for efficient, reliable, and multidimensional assessment of language function. PLoS One. 2018 Feb 9;13(2):e0192773. doi: 10.1371/journal.pone.0192773. eCollection 2018.
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
追加の関連 MeSH 用語
その他の研究ID番号
- PRO00046360 (その他の識別子:Medical College of Wisconsin)
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
米国で製造され、米国から輸出された製品。
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