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優先順位付けにおけるトップダウンシータ振動の因果的役割

2024年2月1日 更新者:University of North Carolina, Chapel Hill

硬膜下電極を使用した患者の振動と作業記憶の調節

目的: このパイロット研究の目的は、作業記憶の制御におけるシータ振動とアルファ振動の間のダイナミクスを調査することです。 これらの発見は、どの種類の脳刺激が脳活動の調節に最も効果的であるかを示す情報となるでしょう。 脳深部刺激と経頭蓋磁気刺激は、ますます多くの神経疾患や精神疾患に使用されています。 参加者: 対象となる参加者は、(研究活動外で) てんかんを監視するために以前に電極を埋め込まれた患者です。 参加者は研究の各フェーズごとに 25 名ずつ、合計 50 名が募集されます。 手順 (方法): 参加者は認知制御タスクを実行します。 タスク中、直接皮質刺激のリズミカルな列が前頭葉皮質のみ、または前頭葉皮質と頭頂葉皮質に送達されます。 刺激と同時に皮質電図検査が収集されます。

調査の概要

詳細な説明

この研究の目的は、第1段階で前頭葉と頭頂葉のシータ振動とアルファ振動を別々にターゲットにすることにより、認知制御の文脈における前頭θ依存性選択プロセスと後部アルファ依存抑制プロセスの間の機能的相互作用の因果的役割を調査することである。実験。 シータ振動とアルファ振動は、シータ振動が興奮性(能動的な処理に関連する)であるのに対し、アルファ振動は抑制性(処理の抑制に関連する)であるなど、相補的な役割を果たすと仮説が立てられています。

したがって、研究者らは、リズミカルな脳刺激を使用して、活動を反対方向に駆動できるのではないかと仮説を立てています。 実験の第 2 段階では、研究者らはこれらの領域間の機能的接続をターゲットとしています。 特に、シータ振動は、大脳皮質全体にわたる情報の優先順位付けと抑制を調整する上で重要な役割を果たしているという仮説が立てられています。 したがって、研究者らは、同相シータ周波数の接続性は作業記憶の成功と因果関係があるが、アルファ周波数の接続性は重要ではなく、逆位相のシータ周波数の接続性は有害であると仮説を立てています。 これらの発見を総合すると、前頭前野のシータ振動の振幅と頭頂部のアルファ振動の振幅が、それぞれ優先順位付けと抑制において因果関係を果たしているという全体的なモデルが示唆されているが、シータ周波数帯域内だけでの前頭葉皮質と頭頂葉皮質の間の機能的接続が重要である。これらの認知プロセスに。 この実験は、精神障害や神経障害の治療に脳刺激を使用する将来の介入を設計する上で非常に重要です。 たとえば、周波数固有の脳刺激の使用は、神経活動に対する脳刺激の影響を制御する鍵となります。 このような設計上の考慮事項は、パーキンソン病の治療における脳深部刺激の使用や、大うつ病性障害の治療における経頭蓋磁気刺激の使用など、将来の介入の有効性を向上させるための基礎となる可能性があります。

研究の種類

介入

入学 (推定)

50

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

研究連絡先のバックアップ

研究場所

    • North Carolina
      • Chapel Hill、North Carolina、アメリカ、27599
        • University of North Carolina at Chapel Hill
        • コンタクト:
        • 主任研究者:
          • Flavio Frohlich, PhD

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

  • 大人
  • 高齢者

健康ボランティアの受け入れ

いいえ

説明

包含基準:

  • インフォームド・コンセントを提供できる
  • 難治性てんかんの既往歴
  • 英語を話し、理解する
  • 刺激セッションでは、参加者は関連する場所に電極を装着する必要があります。

除外基準:

  • 虚血性脳卒中、脳内出血、脳腫瘍などの他の神経疾患の現在の診断
  • 重大な全身疾患
  • 重度の認知障害 - 神経精神医学的評価で臨床医によって診断された
  • 重度の精神疾患
  • アルコールまたはその他の物質の過剰使用
  • 研究者の意見において、参加者のリスクを増大させる、または参加者の研究の完全な遵守または完了を妨げるものすべて

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: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:独身

武器と介入

参加者グループ / アーム
介入・治療
アクティブコンパレータ:正面刺激
アルファおよびシータ周波数の直接皮質刺激 (DCS) は、前頭皮質にある電極を通じて適用されます。
リズミカルなアルファ刺激
他の名前:
  • セレスティム M96
リズミカルなシータ刺激を適用
他の名前:
  • セレスティム M96
不整脈刺激パラダイムの適用
他の名前:
  • セレスティム M96
偽コンパレータ:前頭頂部刺激
同相および逆相シータ周波数の直接皮質刺激 (DCS) は、前頭葉および頭頂葉皮質にある電極を通じて適用されます。
不整脈刺激パラダイムの適用
他の名前:
  • セレスティム M96
リズミカルな同相シータ刺激の適用
他の名前:
  • セレスティム M96
リズミカルな逆相シータ刺激の適用
他の名前:
  • セレスティム M96

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
作業記憶タスクのパフォーマンスの変化 - パシュラーの作業記憶容量測定基準 (k)
時間枠:ベースラインでの 1 ~ 1.5 時間のテストと、1 ~ 2 日間にわたって実施される刺激セッション中
参加者には、練習セッション中に両方の視野に 3 つの色の付いた四角形が表示されます。 次に、参加者には、次の探査機を 100% 予測する、有益なレトロ キュー (左または右の矢印) または、有益ではない神経キュー (両方向を指す矢印) が提示されます。 最後に、プローブ エポックでは、参加者には画面の左側または右側に正方形の配列が表示されます。 参加者は、色付きの正方形の配列がメモリに保持されているものと同じか異なるかを判断する必要があります。 パフォーマンスは次のように定義されます: k=N*(HR*FA)/(1-FA) ここで、N はメモリに保持される項目の数です。 HR は、プローブがエンコード配列と一致しないトライアルの正解率として定義されるヒット率です。 FA は、プローブがエンコード配列と一致するトライアルの不正解率として定義される誤報率です。
ベースラインでの 1 ~ 1.5 時間のテストと、1 ~ 2 日間にわたって実施される刺激セッション中
作業記憶タスクのパフォーマンスの変化 - 反応時間
時間枠:ベースラインでの 1 ~ 1.5 時間のテストと、1 ~ 2 日間にわたって実施される刺激セッション中
参加者には、練習セッション中に両方の視野に 3 つの色の付いた四角形が表示されます。 次に、参加者には、次の探査機を 100% 予測する、有益なレトロ キュー (左または右の矢印) または、有益ではない神経キュー (両方向を指す矢印) が提示されます。 最後に、プローブ エポックでは、参加者には画面の左側または右側に正方形の配列が表示されます。 参加者は、色付きの正方形の配列がメモリに保持されているものと同じか異なるかを判断する必要があります。 反応時間はミリ秒単位で数値化されます。
ベースラインでの 1 ~ 1.5 時間のテストと、1 ~ 2 日間にわたって実施される刺激セッション中
頭蓋内脳波マルチテーパーfft
時間枠:ベースラインでの 1 ~ 1.5 時間のテストと、1 ~ 2 日間にわたって実施される刺激セッション中
電気生理学データの時間周波数解析は、マルチテーパー FFT などの方法を使用して実行されます。 これを偽(不整脈)試験と刺激試験の間で比較して、刺激がニューロンの同調を強化するかどうかを確認します。
ベースラインでの 1 ~ 1.5 時間のテストと、1 ~ 2 日間にわたって実施される刺激セッション中
頭蓋内脳波重み付け位相遅れ指数 (wPLI)
時間枠:ベースラインでの 1 ~ 1.5 時間のテストと、1 ~ 2 日間にわたって実施される刺激セッション中
機能的接続性は、重み付け位相遅れ指数 (WPLI) を使用して測定されます。 WPLI を計算するには、まず Morlet ウェーブレット畳み込みを実行して、2 つのターゲット サイトの対象周波数の瞬間位相と振幅を抽出します。 次に、クロススペクトル密度が計算されます (一方の信号に他方の信号の複素共役を乗算します)。 クロススペクトル密度から、結果の信号の虚数成分が抽出されます。 次に、それらの虚数はインスタンスの時間枠 (ここでは刺激トレインの後半) にわたって平均されます。 最後に、結果として得られるベクトルの大きさが wPLI として取得されます。 このメトリクスは、2 つのターゲット領域間の位相遅れの一貫性を定量化し、電気生理学における一般的な交絡である体積伝導に対処するために、90 度または 270 度のオフセットを持つ信号に重み付けされます。
ベースラインでの 1 ~ 1.5 時間のテストと、1 ~ 2 日間にわたって実施される刺激セッション中

二次結果の測定

結果測定
メジャーの説明
時間枠
頭蓋内脳波ウェーブレット
時間枠:ベースラインでの 1 ~ 1.5 時間のテストと、1 ~ 2 日間にわたって実施される刺激セッション中
電気生理学データのスペクトル分析と機能接続性分析は、ウェーブレットなどの方法を使用して実行されます。 これを偽(不整脈)試験と刺激試験の間で比較して、刺激がニューロンの同調を強化するかどうかを確認します。
ベースラインでの 1 ~ 1.5 時間のテストと、1 ~ 2 日間にわたって実施される刺激セッション中
頭蓋内EEG位相同期
時間枠:ベースラインでの 1 ~ 1.5 時間のテストと、1 ~ 2 日間にわたって実施される刺激セッション中
電気生理学データのスペクトル分析と機能接続性分析は、位相ロックなどの方法を使用して実行されます。 これを偽(不整脈)試験と刺激試験の間で比較して、刺激がニューロンの同調を強化するかどうかを確認します。
ベースラインでの 1 ~ 1.5 時間のテストと、1 ~ 2 日間にわたって実施される刺激セッション中
頭蓋内脳波グレンジャーの因果関係
時間枠:ベースラインでの 1 ~ 1.5 時間のテストと、1 ~ 2 日間にわたって実施される刺激セッション中
電気生理学データのスペクトル分析と機能的接続性分析は、グレンジャー因果関係などの方法を使用して実行されます。 これを偽(不整脈)試験と刺激試験の間で比較して、刺激がニューロンの同調を強化するかどうかを確認します。
ベースラインでの 1 ~ 1.5 時間のテストと、1 ~ 2 日間にわたって実施される刺激セッション中

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:Flavio Frohlich, PhD、UNC Chapel Hill

出版物と役立つリンク

研究に関する情報を入力する責任者は、自発的にこれらの出版物を提供します。これらは、研究に関連するあらゆるものに関するものである可能性があります。

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 (推定)

2024年2月1日

一次修了 (推定)

2026年1月1日

研究の完了 (推定)

2026年1月1日

試験登録日

最初に提出

2024年2月1日

QC基準を満たした最初の提出物

2024年2月1日

最初の投稿 (推定)

2024年2月9日

学習記録の更新

投稿された最後の更新 (推定)

2024年2月9日

QC基準を満たした最後の更新が送信されました

2024年2月1日

最終確認日

2024年1月1日

詳しくは

本研究に関する用語

その他の研究ID番号

  • 23-1652
  • 5R01MH124387 (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?

はい

IPD プランの説明

結果を裏付ける匿名化された個人データは、データの使用を提案する研究者が治験審査委員会 (IRB)、独立倫理委員会 (IEC)、または研究倫理委員会 (REB) の承認を得ている場合に限り、公表後 9 ~ 36 か月後に共有されます。 ) に応じて、UNC とデータ使用/共有契約を締結します。

IPD 共有時間枠

9 月から始まり、発行後 36 か月間継続

IPD 共有アクセス基準

治験責任医師は IRB、IEC、または REB を承認し、UNC とデータ使用/共有契約を締結しています。

IPD 共有サポート情報タイプ

  • STUDY_PROTOCOL
  • SAP
  • ICF

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

いいえ

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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