ヒトにおける一次視覚野と一次聴覚野の経頭蓋超音波神経調節
ヒトにおける一次視覚野および一次聴覚野の経頭蓋超音波神経調節
調査の概要
詳細な説明
この研究は、健康な成人ボランティアにおいて、低強度経頭蓋焦点超音波(tFUS)が脳活動に及ぼす影響を評価します。 経頭蓋超音波は、頭蓋骨を通して音響エネルギーを脳の小さな標的領域に送達する非侵襲的な技術です。 他の非侵襲的脳刺激法とは異なり、超音波はミリメートル単位の精度で深部および表層の脳構造に到達できます。
経頭蓋超音波は現在、慢性疼痛、依存症、うつ病を含む神経学的および精神医学的状態の潜在的な治療法として研究されています。 しかし、ヒトにおいて脳活動を増加させるか減少させるかに対する最適な刺激パラメータは、まだ十分に確立されていません。 この研究の目的は、どの超音波パルスパラメータがヒトの大脳皮質における脳活動の測定可能な興奮または抑制を生じさせるかを決定することです。
研究は、一次視覚野と一次聴覚野という2つの脳領域に焦点を当てます。 これらの領域は、刺激によって光の閃光を見たり音調を聞いたりするなどの知覚体験が生じる可能性があるため選択されました。 これらの知覚報告と脳記録を組み合わせることで、研究者は超音波が神経活動にどのように影響するかを直接評価できます。
参加者は3回の来訪を完了します。
1回目の来訪では、参加者はインフォームド・コンセント、視覚または聴覚機能のベースラインテスト、磁気共鳴画像法(MRI)を受けます。 MRIスキャンは、各参加者の個別の脳解剖を特定し、刺激標的を正確に位置決めするために使用されます。
2回目の来訪では、参加者は脳活動が脳波図(EEG)を用いて記録されている間、超音波刺激を受けます。 EEGは頭皮からの電気信号を測定する非侵襲的な方法です。 刺激前の視覚または聴覚刺激に対するベースラインの脳反応が記録されます。 その後、EEGが脳活動の記録を継続する間、短いバーストで超音波が送達されます。 参加者は刺激中に経験した感覚を報告するよう求められる場合があります。 刺激後、短期効果を評価するために追加のEEG記録と行動テストが実施されます。
3つの異なる超音波パルス持続時間が無作為の順序でテストされます。 各刺激条件は、休息期間で区切られた短いバーストで構成されます。 総刺激時間は制限され、条件間には休息間隔が設けられます。
3回目の来訪では、少なくとも1週間後に行われ、参加者は行動テストを繰り返し、構造的変化が生じていないことを確認するためのフォローアップ構造MRIスキャンを受けます。
この研究で使用される超音波強度は、診断用超音波に対する米国食品医薬品局(FDA)の確立された安全限界を下回っています。 空間ピークパルス平均強度(Isppa)と空間ピーク時間平均強度(Ispta)は、頭蓋骨による信号減衰を考慮する前であっても、FDAの曝露限界を下回るように維持されます。 機械的指数(MI)値も推奨される安全閾値を下回ります。 数千人の参加者を含む過去のヒト研究に基づくと、重篤な有害作用のリスクは非常に低いと考えられます。
潜在的なリスクには、一時的な頭皮の不快感、超音波ゲルによる軽度の皮膚刺激、または光の閃光や音などの一過性の感覚効果が含まれます。 これらのパラメータを使用したヒト研究では痙攣は報告されていませんが、超音波は脳活動を調節するため、他の非侵襲的脳刺激法と同様の理論的リスクが存在します。 参加者は全ての手順を通じて監視されます。
参加者への直接的な医学的利益はありません。 しかし、この研究からの知見は、神経学的および精神医学的障害に対する超音波ベースの治療法の開発を導き、標的脳刺激が感覚知覚にどのように影響するかの理解を改善するのに役立つ可能性があります。
収集されるデータには、MRI画像、EEG記録、行動パフォーマンス測定、および参加者報告の体験が含まれます。 全てのデータは、機関の方針に従ってコード化され安全に保存されます。
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:Daniel K Freeman, Ph.D.
- 電話番号:617-877-7145
- メール:Daniel.Freeman@ll.mit.edu
研究場所
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Massachusetts
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Cambridge、Massachusetts、アメリカ、02139
- Massachusetts Institute of Technology - McGovern Institute for Brain Research
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コンタクト:
- Daniel K Freeman, Ph.D.
- 電話番号:617-877-7145
- メール:Daniel.Freeman@ll.mit.edu
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参加基準
適格基準
就学可能な年齢
- 大人
健康ボランティアの受け入れ
説明
本研究の参加基準は以下の通りです:
- 21歳から55歳までの健康な成人男女。
- 閉所恐怖症など、磁気共鳴画像(MRI)スキャンに対する禁忌がないこと。
本研究の除外基準は以下の通りです:
- 重篤な内科的、神経学的(末梢神経疾患を含む)または精神疾患の既往歴。
- 血管疾患、出血傾向、または抗凝固薬の使用歴。
- 意識喪失を伴う頭部外傷の既往歴。
- 鎮静剤、鎮痛剤および脳機能に影響を与える薬剤の使用。
- MRI撮影の高磁場への曝露に対する禁忌。
- 水性ゲルやポリビニルアルコール(PVA;一般的な家庭用ビニール袋の素材)などの音響結合材による皮膚刺激の既往歴。
- 脆弱なサブグループ(妊婦、小児、施設入所者)。
- 来院当日の過度のアルコール摂取(例:ビール1缶またはワイン1杯を超えない)または激しい運動(例:日課を超えない)。
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:実験的:経頭蓋集束超音波刺激
参加者は3回の訪問を完了します。
訪問1には、インフォームドコンセント、ベースラインの視覚または聴覚テスト、および標的局在化のための磁気共鳴画像法(MRI)が含まれます。
訪問2には、脳波記録(EEG)と、一次視覚野または一次聴覚野のいずれかに低強度経頭蓋焦点超音波(tFUS)を照射することが含まれます(各参加者は1つの標的のみを受けます)。
刺激前、刺激中、刺激後のEEGと行動反応を測定しながら、3つの超音波パルス持続時間をランダムな順序で照射します。
訪問3(1週間以上後)には、反復行動テストと追跡構造MRIが含まれます。
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研究用超音波システムを用いて、一次視覚野または一次聴覚野のいずれかに低強度経頭蓋焦点超音波を照射する。
単一の研究セッション中に、脳活動と行動反応を測定しながら、3つのパルス持続時間を無作為な順序でテストする。
他の名前:
超音波刺激の前、最中、後に頭皮電極から脳の電気活動を非侵襲的に記録する。
他の名前:
構造的および機能的磁気共鳴画像法は、刺激ターゲットの解剖学的局在化とフォローアップ安全性評価に使用されます。
他の名前:
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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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脳波測定による感覚誘発皮質反応の変化
時間枠:測定は、第2回訪問時(ベースライン、刺激中、刺激直後、刺激後15~20分)に行われました
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経頭蓋焦点超音波刺激中および刺激後の、ベースライン(刺激前)に対する、対象皮質領域(視覚または聴覚皮質、刺激条件に依存)での頭皮脳波(EEG)から記録された感覚誘発電位のピーク間振幅(µV)の変化。
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測定は、第2回訪問時(ベースライン、刺激中、刺激直後、刺激後15~20分)に行われました
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視覚検出閾値の変化
時間枠:ベースライン(訪問1); 刺激前(訪問2); 刺激直後(訪問2); 刺激後1週間(訪問3)
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経頭蓋集束超音波刺激前後の検出閾値として定量化された、視野解析装置を用いて測定される視覚感度閾値の変化。
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ベースライン(訪問1); 刺激前(訪問2); 刺激直後(訪問2); 刺激後1週間(訪問3)
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聴覚音検出閾値の変化
時間枠:ベースライン(訪問1);刺激前(訪問2);刺激直後(訪問2);刺激1週間後(訪問3)
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経頭蓋集束超音波刺激前後の周波数(250 Hz-8 kHz)における最小可聴音レベル(dB HL)として定量化された、市販の聴力測定システム(例:WAHTS Hearing)を用いて測定した聴覚検出閾値の変化。
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ベースライン(訪問1);刺激前(訪問2);刺激直後(訪問2);刺激1週間後(訪問3)
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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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経頭蓋集束超音波刺激中の数値評価尺度による参加者報告の知覚強度
時間枠:各刺激ブロック中(各約6~7分;合計最大20分)第2回訪問時
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経頭蓋集束超音波刺激中に発生する参加者報告の感覚知覚(例:視覚的フラッシュや聴覚的トーン)を、数値評価尺度(0-10)を用いて定量化したもの。0は知覚なし、10は最大知覚強度を示す。
知覚の有無も記録される。
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各刺激ブロック中(各約6~7分;合計最大20分)第2回訪問時
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経頭蓋焦点超音波刺激後のMRIにおける新たな構造的脳異常を有する参加者数
時間枠:刺激後1週間(訪問3)
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構造的磁気共鳴画像法(MRI)(T1強調および磁化率強調画像)は、資格を持つ放射線科医によって評価され、ベースライン画像と比較して超音波照射された脳領域における新規または悪化した構造的異常を特定します。
結果は、特定された異常を有する参加者の数として報告されます。
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刺激後1週間(訪問3)
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協力者と研究者
出版物と役立つリンク
研究記録日
主要日程の研究
研究開始 (推定)
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
その他の研究ID番号
- 2507001708
- TI25-5201 (その他の助成金/資金番号:MIT Lincoln Laboratory)
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
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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