운동 과제 수행의 뇌 기능
이중/단일 운동 중 뇌 연결성과 감각 운동 통합
이 연구는 동시에 두 개의 손가락 움직임을 제어할 때 뇌의 영역이 어떻게 연결되는지 조사합니다. 사람들이 보는 것을 어떻게 사용하여 두 가지 다른 움직임을 안내하는지 살펴볼 것입니다. 일상생활에서 중요한 이 능력은 신경학적 문제가 있는 환자에게 문제가 될 수 있습니다.
18세 이상의 건강한 오른손잡이 지원자가 이 연구에 참여할 수 있습니다. 지원자는 병력, 신체 검사 및 뇌의 자기 공명 영상(MRI)으로 선별됩니다. MRI는 강한 자기장과 전파를 사용하여 신체 장기 및 조직의 이미지를 얻습니다. MRI 스캐너는 강한 자기장으로 둘러싸인 금속 실린더입니다. 피험자는 스캔 중에 발생하는 시끄러운 소음을 줄이기 위해 귀마개를 착용하고 스캐너 안팎으로 미끄러질 수 있는 테이블 위에 눕습니다.
참가자는 기능적 MRI(fMRI)를 받습니다. 이것은 피험자가 화면에 표시되는 지시에 따라 숙련된 손가락 작업을 수행하는 동안 수행되는 표준 MRI입니다. 연구원은 작업을 수행하는 동안 활동 변화를 보여주는 뇌 영역을 현지화합니다. 테스트 세션이 시작되기 전에 피험자는 설문지를 작성하고 작업을 연습할 기회를 갖습니다.
대상자는 하나 또는 두 개의 손가락을 사용하여 화면에서 하나 또는 두 개의 커서 위치를 제어합니다. 그들은 화면에 보이는 것에 따라 추적 또는 포인팅 작업을 수행합니다. 단일 작업 실험 중에는 하나의 작업만 화면에 표시됩니다. 이중 작업 실험 중에 두 가지 작업이 화면에 표시됩니다. 피험자는 단일 작업 또는 이중 작업 실험을 수행하지만 둘 다 수행하지는 않습니다. fMRI는 약 90분 동안 지속되며 피험자는 한 번에 최대 9분 동안 스캔하는 동안 가만히 누워 있어야 합니다.
fMRI를 완료한 후 대상자는 연구 뇌파도(EEG) 및 자기뇌파도(MEG)를 위해 일정이 잡힙니다. fMRI에 대해 동일한 작업을 수행하는 동안 연구원이 특정 뇌 영역의 활동 변화 타이밍에 대해 알 수 있도록 피험자가 작업을 수행하는 동안 테스트가 수행됩니다.
연구 개요
상태
정황
상세 설명
목적
블록 디자인 BOLD-fMRI를 사용하여 두 가지 운동 반응이 동시에 수행될 때 뇌 영역의 연결성을 조사하고자 합니다. 활성화된 뇌 네트워크의 시간 경과를 더 잘 이해하기 위해 EEG 및 MEG를 사용하여 디자인을 복제합니다. 감각 운동 통합 및 주의 공유와 관련된 뇌 프로세스를 매핑할 수 있습니다.
연구 인구
160명의 개인은 다음과 같이 세분화됩니다.
- 건강한 성인 자원봉사자 110명
- 파킨슨병 환자 25명
- 국소 손 근육긴장이상 환자 25명
설계
MEG, EEG 및 fMRI 기술을 사용하여 두 가지 실험을 수행합니다. 두 실험 모두 visuo-motor 제어 작업을 사용합니다. 두 개의 운동 반응(주요 손의 두 손가락에 의해 제공됨)이 동시에 수행됩니다. 실험 1은 단일 모터 작업을 사용합니다. 실험 2는 이중 모터 작업을 사용합니다. 두 실험 모두에서 주의 요구 사항은 모터 출력의 실행 모드(경쟁 또는 협력)에 따라 달라집니다. 경쟁 작업에서 시각적 자극은 두 개의 독립적인 모터 출력을 수행하는 데 사용됩니다. 협력 작업에서 시각적 자극은 두 개의 연결된 모터 출력을 수행하는 데 사용됩니다. 두뇌 연결에 대한 실행 모드의 영향은 경쟁 및 협력 작업을 비교하여 격리됩니다. 감각 정보는 주어진 운동 과제를 수행하기 위해 운동 명령과 연결되어야 합니다. 이 과정을 감각 운동 통합이라고 합니다. 두 실험 모두 다음에 연결된 네트워크 연결을 분리할 수 있습니다.
- 감각 운동 통합은 단일 작업에 집중된 주의를 요구합니다.
- 감각 운동 통합은 이중 운동 작업에서 분할된 주의를 필요로 합니다.
피험자가 작업을 수행하도록 적절하게 훈련된 후 fMRI 스캔 MEG 및 EEG 기록을 받게 됩니다. 피험자는 5분 세션의 6세트 동안 의사 무작위로 제시된 작업을 수행합니다. 우리는 EMG 표면 전극을 통해 그들의 근육 활동을 기록할 것입니다.
결과 측정
주요 결과는 작업 수행과 관련된 대뇌 소스의 영역과 일관성(MEG 및 EEG의 경우) 간의 작업 종속 기능 연결성(fMRI의 경우)입니다. 동시에 두 손가락의 힘 제어는 손재주와 관련된 네트워크에서 혈중 산소 수준 의존(BOLD) 신호 및 전기적 뇌 활동 변화를 유도합니다. 우리는 경쟁적이고 협력적인 이중 작업 동안 감각 운동 통합 프로세스를 이해하기 위해 두 반구의 상동 운동 영역 사이와 전두엽 피질과 두정 피질 사이의 연결성을 연구하는 데 관심이 있습니다. 두 번째 측정으로 MEG-EMG와 EEG-EMG 신호 간의 일관성을 분석하는 데 관심이 있습니다.
연구 유형
등록 (실제)
연락처 및 위치
연구 장소
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Maryland
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Bethesda, Maryland, 미국, 20892
- National Institutes of Health Clinical Center, 9000 Rockville Pike
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참여기준
자격 기준
공부할 수 있는 나이
건강한 자원 봉사자를 받아들입니다
연구 대상 성별
설명
- 포함 기준:
건강한 자원봉사자를 위한 포함 기준
- 피험자는 18세 이상입니다.
- 왼손잡이 환자와 일치시키기 위한 대조군의 일부인 경우를 제외하고 피험자는 오른손 우세(60보다 큰 Edinburgh Handedness Quotient)여야 합니다.
- fMRI 스캐닝 및 MEG 또는 EEG 기록 전 48시간 동안 카페인 또는 알코올을 금할 의향이 있는 피험자
PD 환자의 포함 기준
- DOPA 반응성 PD가 있는 18~75세의 남녀
- OFF 상태에서 Hoehn 및 Yahr 등급을 2에서 4로 수정
- 레보도파를 포함하는 의료 요법을 받아야 합니다.
- 레보도파 및 도파민 작용제(도파민 등가물 사용)의 총 용량은 하루 300밀리그램 이상이어야 합니다.
- fMRI 스캐닝 및 MEG 또는 EEG 기록 전 48시간 동안 카페인 또는 알코올을 삼가려는 환자.
FHD 환자에 대한 포함 기준
- 만 18~65세
- 초점 손 디스토니아로 진단
- fMRI 스캐닝 및 MEG 또는 EEG 기록 전 48시간 동안 카페인 또는 알코올을 금할 의향이 있는 환자
제외 기준:
건강한 자원봉사자의 제외 기준
- 신경학적 검사에서 이상 소견이 있는 대상자,
- MRI 촬영을 방해하는 임신한 피험자(양성 소변 임신 검사로 결정됨)
- MRI 안전 설문지에서 MRI 스캔을 안전하게 받는 것을 방해하는 결과가 있는 피험자
- MRI 아티팩트를 일으킬 가능성이 있는 금속 치아 충전재가 있는 피험자
- 병력 또는 영상 연구에서 얻은 뇌종양, 뇌졸중, 두부 외상 또는 혈관 기형의 병력이 있는 피험자
- 최대 120분 동안 평평하게 누워 있을 수 없는 심혈관 질환과 같은 심각한 의학적 상태의 병력이 있는 피험자
- 정보에 입각한 동의를 할 능력이 없는 피험자
- 밀실 공포증이 있거나 제한된 공간에서 최대 90분 동안 스캔을 받을 수 없는 기타 제한 사항이 있는 피험자
PD 환자에 대한 제외 기준
- 파킨슨병과 일치하는 신경학적 소견을 제외하고 신경학적 검사에서 이상 소견이 있는 환자.
- 모든 활성 정신 질환
- 삼환계 항우울제, 신경이완제 또는 SSRI를 제외하고 발작 역치를 낮출 수 있는 항파킨슨제 이외의 기타 합법 또는 불법 약물의 동시 사용
- 담관절개술의 역사
- 심부 뇌 자극을 위한 이식된 전극 및 발전기의 존재
- 연구는 과도한 피로, 전반적인 허약함 또는 과도한 불안감과 같은 이유로 과도한 위험이나 스트레스를 유발할 수 있습니다.
- Folstein's Mini Mental Test Examination(MMSE < 24/30)으로 평가한 치매 또는 스스로 동의할 능력이 없는 정신 장애 환자(진단을 수립하고 UPDRS를 적용하는 의사는 기존의 임상 인터뷰를 사용하여 환자의 정신 능력을 평가함)
- 임신한 환자(양성 소변 임신 테스트에 의해 결정됨)로 인해 MRI 촬영이 불가능함
- MRI 안전 설문지에서 MRI 스캔을 안전하게 받는 것을 방해하는 결과가 있는 환자
- MRI 아티팩트를 유발할 가능성이 있는 금속 치과 충전재를 사용하는 환자
- 심장 박동기, 이식된 의료용 펌프, 이식된 보청기, 두개골의 금속판 또는 두개골이나 눈의 금속 이식(치과 장치 또는 충전물 제외)과 같은 외과적 또는 외상으로 이식된 이물질이 있는 환자 MRI.
- 병력 또는 영상 연구에서 얻은 뇌종양, 뇌졸중, 발작, 두부 외상 또는 혈관 기형의 병력이 있는 환자.
- 발작 및/또는 간질 병력이 있는 환자
- 최대 120분 동안 엎드려 있을 수 없는 심혈관 질환과 같은 PD 이외의 심각한 의학적 상태의 병력이 있는 환자
- 정보에 입각한 동의를 할 능력이 없는 환자
- 밀실 공포증 또는 제한된 공간에서 최대 90분 동안 스캔을 받을 수 없는 기타 제약이 있는 환자
FHD 환자의 제외 기준
- Focal Hand dystonia와 일치하는 신경학적 소견을 제외하고 신경학적 검사에서 비정상적인 소견이 있는 환자
- 안정 시 심한 초점성 손 근긴장이상이 있는 피험자.
- 거울 근긴장이상 환자
- 최근(3개월 이내) 보툴리눔 톡신(Botox) 주사를 맞은 피험자
- 항파킨슨병 약물을 복용 중인 환자
- 임신한 환자(양성 소변 임신 테스트에 의해 결정됨)로 인해 MRI 촬영이 불가능함
- MRI 안전 설문지에서 MRI 스캔을 안전하게 받는 것을 방해하는 결과가 있는 환자
- MRI 아티팩트를 유발할 가능성이 있는 금속 치과 충전재를 사용하는 환자
- 심장 박동기, 이식된 의료용 펌프, 이식된 보청기, 두개골에 금속판, 두개골이나 눈에 금속 이식(치과 장치 또는 충전재 제외)과 같은 외과적 또는 외상으로 이물질이 이식되어 MRI 동안 신체적 위험을 초래할 수 있는 환자 .
- 병력 또는 영상 검사에서 얻은 뇌종양, 뇌졸중, 발작, 두부 외상 또는 혈관 기형이 있는 환자
- 발작 및/또는 간질 병력이 있는 환자
- 심혈관 질환과 같은 PD 이외의 심각한 의학적 상태의 병력이 있는 환자는 최대 120분 동안 평평하게 누워 있을 수 없습니다.
- 정보에 입각한 동의를 할 능력이 없는 환자
- 밀실 공포증 또는 제한된 공간에서 최대 90분 동안 스캔을 받을 수 없는 기타 제약이 있는 환자
공부 계획
연구는 어떻게 설계됩니까?
디자인 세부사항
공동 작업자 및 조사자
간행물 및 유용한 링크
일반 간행물
- Singer W. Synchronization of cortical activity and its putative role in information processing and learning. Annu Rev Physiol. 1993;55:349-74. doi: 10.1146/annurev.ph.55.030193.002025. No abstract available.
- Singer W, Gray CM. Visual feature integration and the temporal correlation hypothesis. Annu Rev Neurosci. 1995;18:555-86. doi: 10.1146/annurev.ne.18.030195.003011. No abstract available.
- von der Malsburg C, Schneider W. A neural cocktail-party processor. Biol Cybern. 1986;54(1):29-40. doi: 10.1007/BF00337113.
연구 기록 날짜
연구 주요 날짜
연구 시작
연구 완료
연구 등록 날짜
최초 제출
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처음 게시됨 (추정)
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