마비에 대한 시각 운동 보철
연구 개요
상세 설명
제안된 연구의 목적은 신경 보철의 개발을 발전시키기 위한 임상 시험에서 사지마비 환자로부터 PPC(posterior parietal cortex)와 일차 운동 피질(M1)의 시각 운동 변환에 대한 과학적 지식을 얻는 것입니다. 우리는 지난 6년 동안 수행된 임상 시험에서 PPC가 사지 마비 환자를 지원하기 위해 신경 보철을 제어할 수 있음을 보여주었습니다. 다른 그룹은 M1에 집중했으며 마찬가지로 신경 보철물에 대한 통제권을 찾았습니다. PPC에 대한 연구에서 우리는 로봇 팔다리를 움직이거나 컴퓨터 커서를 제어하는 궤적 신호 외에도 대부분의 신체, 운동 목표, 인지 전략 및 심지어 기억 신호의 의도된 움직임을 나타내는 과다한 시각 운동 신호가 있음을 발견했습니다. 우리의 중심 가설은 PPC와 M1이 유사하거나 다른 방식으로 시각 운동 매개변수를 인코딩할 것이며 보철 범위와 성능을 개선하기 위해 보완적인 두 영역의 신호를 활용하도록 알고리즘을 개발할 수 있다는 것입니다. 임플란트는 M1과 PPC 모두에서 만들어질 것이므로 동일한 피험자에서 동시에 기록할 수 있으므로 다른 임플란트와 다른 작업으로 다른 개인에서 수집된 다른 실험실의 데이터를 비교하는 데 대한 우려가 높아집니다.
이 중심 가설은 우리가 상당한 예비 데이터를 가지고 있는 두 가지 광범위한 목표에서 테스트될 것입니다. 목표 1은 두 영역에 의한 신체의 제어를 검사합니다. M1은 반대측 사지에 대해 강한 특이성을 보여줄 것이고(임플란트가 손 손잡이에 만들어질 것임) PPC는 매개변수의 부분적으로 혼합된 인코딩을 활용하여 대부분의 신체와 대측 및 동측 모두에 대한 움직임을 코딩할 것이라는 가설이 있습니다(수바임 1a). M1은 시도되거나 상상된 행동 중에 독점적으로 공간 변수를 코딩하는 것으로 가정되는 반면, PPC는 작업 적절한 참조 프레임(하위 1b)에서 인지 공간 변수도 인코딩한다고 가정합니다. 하위 목표 1c에서 우리는 M1과 PPC가 뇌 영역의 함수로 다른 방식으로 표현되는 선형 합산, 비선형 조합 및 움직임 억제를 포함한 다양한 메커니즘 세트를 사용할 것이라는 가설을 세우면서 움직임 표현에서 여러 신체 부위가 어떻게 결합되는지 조사할 것입니다. 그리고 특정 움직임 세트.
목표 2는 두 영역에서 인코딩의 시간적 측면을 조사합니다. 하위 목표 2a에서 우리는 지속적인 운동 기간 동안 신경 역학이 두 영역에서 거의 변하지 않는다는 가설을 테스트할 것입니다. 하위 목표 2b에서 우리는 순차적인 움직임 동안 M1은 진행 중인 움직임만 코딩하는 반면 PPC는 현재 및 후속 움직임을 모두 코딩한다고 가정합니다. 마지막으로 하위 목표 2c에서 이동 방향과 속도에 대해 M1과 PPC 모두에 별도의 하위 공간이 있다는 가설과 함께 이동 속도의 코딩을 검사합니다.
연구 유형
등록 (추정된)
단계
- 해당 없음
연락처 및 위치
연구 연락처
- 이름: Ausaf Bari, MD, PhD
- 전화번호: 310-825-5111
- 이메일: ABari@mednet.ucla.edu
연구 연락처 백업
- 이름: Emily Rosario, PhD
- 전화번호: 3036 909.596.7733
- 이메일: ERosario@casacolina.org
연구 장소
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California
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Los Angeles, California, 미국, 90095
- 모병
- University of California Los Angeles
-
연락하다:
- Ausaf Bari
-
Pasadena, California, 미국, 91125
- 모병
- California Institute of Technology
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Pomona, California, 미국, 91769
- 모병
- Casa Colina Centers for Rehabilitation
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연락하다:
- Emily Rosario, PhD
- 전화번호: 3036 909-596-7733
- 이메일: erosario@casacolina.org
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참여기준
자격 기준
공부할 수 있는 나이
건강한 자원 봉사자를 받아들입니다
설명
포함 기준:
- 마비를 초래하는 병리학
- 22-65세
- 정보에 입각한 동의를 제공할 수 있음
- 필요한 경우 통역사의 도움을 받아 지침을 이해하고 따르십시오.
- 말로 의사소통 가능
- 외과적 정리
- 기대 수명 12개월 이상
- 학업 장소에서 60마일 이내에 거주하며 주당 최대 5일 여행할 의향이 있습니다.
- 수술 부위를 모니터링하는 정기적인 간병인
- 심리사회적 지원 체계
- 안정적인 인공호흡기 상태
제외 기준:
- 지적 장애
- 치료하지 않는 경우 주요 우울증을 포함한 정신병 또는 만성 정신 장애
- 시력 저하
- 임신
- 활성 감염 또는 설명할 수 없는 발열
- 두피 병변 또는 피부 손상
- HIV 또는 AIDS 감염
- 활성 암 또는 화학 요법
- 의학적으로 조절되지 않는 당뇨병
- 자율신경 반사부전증
- 발작의 역사
- 이식된 뇌수종 션트
- 천막상부 뇌손상 또는 신경외과 병력
- 수술 및 의료 기기의 만성 이식을 금하는 의학적 상태
- 연구 중 MRI를 받을 수 없거나 MRI가 필요할 것으로 예상되는 경우
- 영아를 간호하거나 젖병 수유를 꺼리는 영아
- 스테로이드 또는 면역억제 요법의 만성 경구 또는 정맥내 사용
- 자살 생각
- 약물 또는 알코올 의존
- 임신을 계획 중이거나 적절한 피임법을 사용하지 않으려는 경우
- 이식형 심장 제세동기, 페이스메이커, 미주 신경 자극기 또는 척수 자극기.
공부 계획
연구는 어떻게 설계됩니까?
디자인 세부사항
- 주 목적: 기초 과학
- 할당: 해당 없음
- 중재 모델: 단일 그룹 할당
- 마스킹: 없음(오픈 라벨)
무기와 개입
참가자 그룹 / 팔 |
개입 / 치료 |
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실험적: 신경 통신 시스템
신경 통신 시스템은 두 개의 Neuroport 다중 포트 어레이로 구성되며 개입 설명에 자세히 설명되어 있습니다.
하나의 Neuroport Multi-Port Array가 도달 계획에 사용되는 뇌 영역인 후두정 피질에 삽입됩니다.
두 번째 Neuroport Multi-Port Array는 운동 제어를 주로 담당하는 운동 피질에 삽입됩니다.
어레이가 삽입되고 경피적 받침대가 외과 수술 중에 두개골에 부착됩니다.
외과적 회복 후 대상자는 일주일에 3-5회 학습 세션에 참여하여 간단한 컴퓨터 환경이나 태블릿 컴퓨터를 제어하기 위해 생각을 사용하는 방법을 배웁니다.
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NeuroPort 어레이는 대뇌 피질의 로컬 기록을 허용합니다.
신경 통신 시스템은 주로 두 개의 NeuroPort 어레이로 구성됩니다.
하나의 MultiPort 장치의 두 어레이는 기록을 위해 기본 운동 피질에 배치됩니다(백금 팁 전극). 추가 MultiPort 장치의 두 어레이는 기록을 위해 상부 두정엽에 배치됩니다(백금 팁 전극).
각 MultiPort 장치는 크기가 4mm x 4mm x 1.5mm(W x H x D) 또는 4mm x 4mm x 1.0mm인 10 x 10 구성의 100개 전극과 티타늄 경피 커넥터, 베이스 직경 19mm.
각 MultiPort는 두 어레이에 걸쳐 총 128개의 활성 채널(신경 신호를 경피적 커넥터로 전송할 수 있음)을 가질 수 있습니다.
우리의 설계에서는 두 어레이 간에 활성 채널을 균등하게 분할하여 어레이당 64개의 활성 채널을 만들 것입니다.
다른 이름들:
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연구는 무엇을 측정합니까?
주요 결과 측정
결과 측정 |
측정값 설명 |
기간 |
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태블릿 컴퓨터의 주제 제어
기간: 어레이 이식 후 6년
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평가는 일차 운동 피질에서 파생된 제어 신호를 사용하여 BMI 효능의 기회 및 이전 보고서와 비교됩니다.
태블릿 사용자 인터페이스의 다양한 측면을 제어하는 피험자의 능력을 측정하는 컴퓨터 인터페이스 능력 시험.
또한 연구 기간 동안 정기적으로 삶의 질 인벤토리(QOLI)를 측정합니다.
시간 경과에 따른 성능 변화.
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어레이 이식 후 6년
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감염 또는 자극의 부재
기간: 어레이 이식 후 6년
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심각한 부작용(SAE) 비율은 이식일당 SAE의 수로 계산됩니다. SAE 비율은 1% 임계값 수준과 지속적으로 비교됩니다. CT 스캔; 발적 또는 분비물의 증거에 대한 환자의 두피 검사; 열, 두통, 시각 또는 청각 변화, 기분이나 행동의 변화를 포함한 새로운 증상 검토; 일련의 신경학적 검사. 해당 지역의 상태는 이전 방문 시 상태와 비교됩니다. 새로운 증상에 대한 기록을 얻을 수 있습니다. 신경학적 검사는 기본 신경학적 검사와 비교됩니다. |
어레이 이식 후 6년
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공동 작업자 및 조사자
수사관
- 수석 연구원: Richard A Andersen, PhD, California Institute of Technology
- 수석 연구원: Emily Rosario, PhD, Casa Colina Hospital and Centers for Healthcare
- 수석 연구원: Ausaf Bari, MD, PhD, University of California, Los Angeles
간행물 및 유용한 링크
일반 간행물
- Guan C, Aflalo T, Zhang CY, Amoruso E, Rosario ER, Pouratian N, Andersen RA. Stability of motor representations after paralysis. Elife. 2022 Sep 20;11:e74478. doi: 10.7554/eLife.74478.
- Bashford L, Rosenthal IA, Kellis S, Bjanes D, Pejsa K, Brunton BW, Andersen RA. Neural subspaces of imagined movements in parietal cortex remain stable over several years in humans. J Neural Eng. 2024 Aug 28;21(4):046059. doi: 10.1088/1741-2552/ad6e19.
연구 기록 날짜
연구 주요 날짜
연구 시작 (실제)
기본 완료 (추정된)
연구 완료 (추정된)
연구 등록 날짜
최초 제출
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연구 기록 업데이트
마지막 업데이트 게시됨 (실제)
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마지막으로 확인됨
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