경두개 교류 전류 자극(tACS)을 사용하여 음성 명료도 향상 (StimSpeechCom)

배경 및 근거 유럽에서는 인구의 16%인 7,100만 명이 청각 장애를 겪고 있습니다. 청력 손상의 주요 결과 중 하나는 특히 잔향이나 시끄러운 환경과 같은 음향적으로 어려운 조건에서 어음 이해 능력이 감소한다는 것입니다.

제안된 프로젝트는 어려운 청취 조건에서 어음 이해를 지원하기 위해 악용될 수 있는 메커니즘과 청각 장애가 있는 노인 청취자에서 어떻게 향상될 수 있는지에 대한 이해를 개발하기 위한 것입니다.

이를 위해 vMC에 경두개 교류 자극(tACS)을 적용하여 조음-운동 통합의 보상적 신경 메커니즘을 테스트합니다.

목적(들) 연구의 전반적인 목적은 지각적으로 도전적인 조건 하에서 음성 이해를 지원하는 보상 메커니즘을 밝히는 것입니다.

실험 1 ~ 3 주요 목적은 저하된 음성(DS) 이해력에 대한 청각-운동 통합의 유용성을 테스트하는 것입니다.

하나의 두 번째 목표는 DS의 저하 수준과 tACS로 인한 성능 향상 간의 상호 작용을 평가하는 것입니다. 또 다른 두 번째 목표는 젊고 나이든 청각 장애 청취자에서 tACS로 유도된 개선의 잠재적인 차이를 탐색하는 것입니다.

실험 4 1차 목표는 SIN 이해를 위한 뇌-음향 일관성의 유용성을 테스트하는 것입니다. 실험 4의 두 번째 목적은 뇌음향 일관성이 음절 수준 처리를 반영하는지 여부를 테스트하는 것입니다.

통계적 고려 사항:

모든 실험에 대해 혼합 효과 반복 측정 ANOVA가 수행됩니다. 다중 비교를 위해 수정된 대응 t-테스트는 사후 비교에 적용됩니다.

근거가 있는 참가자 수

전력 분석은 중간 효과 크기를 가정하여 모든 실험에 대해 개별적으로 수행되었습니다. 검정력 분석 결과 실험 1의 최소 총 표본 크기는 30개, 실험 2+3은 50개, 실험 4는 60개로 제안됩니다.

실험 1 전력 분석 결과는 30명의 젊은 참가자로 구성된 최소 총 샘플 크기를 제안합니다.

실험 2-3 검정력 분석의 결과는 젊은 참가자 25명과 나이 많은 참가자 25명을 포함하여 총 샘플 크기가 최소 50명임을 시사합니다. 실험 4 전력 분석의 결과는 실험에 더 어린 참가자 30명과 나이 많은 참가자 30명을 포함하여 최소 총 표본 크기가 60명임을 시사합니다.

누락된 데이터 및 탈락자 처리 사전 심사에서 결정된 정상 이하의 청력 역치로 인해 탈락자 및 제외되어야 하는 참가자는 새로 모집된 참가자로 대체됩니다. 데이터가 누락된 경우 사용 가능한 데이터로 분석이 수행됩니다. 탈퇴한 데이터는 데이터 분석 종료 시 분석 및 익명화됩니다.

연구 개입

주요 연구 개입은 tACS 자극입니다. 두 가지 자극 프로토콜이 사용됩니다.

실험 1-3에 사용된 자극 프로토콜 1(SP1)은 지속적인 고주파(2kHz) 자극을 포함합니다. 실험 1에서 SP1은 온라인으로 적용됩니다(MEP 기록 중). 실험 2-3에서 SP1은 20분 동안 오프라인(작업 시작 전)에 적용됩니다.

실험 4에 사용된 자극 프로토콜 2(SP2)는 온라인(작업 실행 중) 저주파 음성 포락선(env) tACS 자극(1-8Hz)을 포함합니다.

모든 실험에서 자극 강도는 2mA(피크 대 피크 값, ±1mA 진폭의 사인파에 해당)입니다.

자극은 복부 운동 피질(vMC) 위에 배치된 전도성 고무 전극을 통해 전달됩니다. 목표 위치를 식별하기 위해 10-20 국제 EEG 시스템에 따라 전극을 배치합니다.

또한 조음 운동 유발 전위(aMEP)를 측정하기 위해 TMS 자극이 실험 1에 적용됩니다.

자극 강도는 참가자의 개별 모터 임계값의 120%입니다[3].

단상 단일 펄스 TMS는 vMC의 입술 운동 피질에 적용되어 aMEP를 유도합니다.

연구 절차

사전심사

• 포함/제외 기준 평가
• 인구 통계 정보 수집

청각 및 언어 지각 선별

• 청력 역치 선별
• 음성 수신 임계값
• 문자 수신 임계값

주관적 명료도 수준 모든 실험의 실험 세션에 앞서 주관적 명료도 수준을 평가하여 75%(쉬움), 50%(중간) 및 25%(어려움)의 인식 성능을 산출하는 저하 수준을 추정합니다. 저하는 음성 명료도의 파라메트릭 조작을 허용하는 노이즈 보코딩의 형태를 띱니다. 이것은 시간적 내용에 영향을 주지 않고 음성의 스펙트럼 내용을 줄이는 조작입니다. 결과는 쉰 로봇의 속삭임과 비슷합니다.

실험 1:

각 참가자는 2개의 tACS 세션, 즉 2kHz에서 온라인 tACS를 사용하는 실험 세션과 가짜 자극이 전달되는 제어 세션, 각각 20분 동안 지속됩니다(세션 순서가 균형을 이룸). 실험 중에 TMS로 유도된 aMEP는 참가자의 입술 근육에서 기록됩니다.

실험 2:

각 참가자는 두 개의 tACS 세션, 즉 2kHz tACS가 전달되는 실험 세션과 가짜 자극이 전달되는 제어 세션, 각각 10분 동안 지속됩니다(세션 순서가 균형을 이룸). 각 tACS 세션 후 20분 동안 참가자는 다양한 수준의 명료도에서 저하된 음성 자극을 듣게 됩니다. 그들은 (컴퓨터 키보드를 사용하여) 듣는 단어를 가능한 한 빨리 그리고 항목당 최대 10초로 기록하도록 요청받을 것입니다. 저하 정도가 낮음, 중간, 높음 각각 30개의 단어와 명확한 자극 30개를 무작위 순서로 제시합니다.

실험 3:

참가자의 기준 잡음 보코딩된 음성 이해(절차에 대한 설명은 섹션 3.2 참조)는 실험 1과 동일한 테스트 절차를 사용하여 평가됩니다. 실험 그룹에서 위에서 설명한 것과 동일한 설정(SP1)의 tACS를 사용하여 관절 운동 흥분성을 증가시킵니다. 대조군에서는 가짜 tACS가 전달됩니다. 다음 20분 동안 참가자는 노이즈 보코딩 스피치에 대한 교육을 받습니다. 훈련은 쌍으로 제시된 250개의 단어로 구성되며, 먼저 명확한 단어의 인스턴스, 그 다음에는 명확한 단어의 오프셋 후 200ms 후에 저하된 대응 단어입니다. 단어 쌍은 1500±500ms의 Jittered ITI(Inter-Trial Interval)로 표시됩니다. 이러한 유형의 프레젠테이션은 노이즈 보코딩된 단어 이해력을 빠르게 향상시키는 데 매우 효과적일 수 있음을 보여주었습니다. 120개 항목(발표하는 데 약 10분 소요)을 통해 참가자의 단어 식별 정확도가 약 20%에서 30% 이상으로 향상되었습니다. % [4]. 노이즈 보코딩된 단어 이해력은 훈련 후 다시 평가됩니다.

실험 4:

참가자는 2개의 tACS 세션을 거치며 DS 이해력에서 테스트를 받으며 env-tACS 또는 시간 역전된 env-tACS 시험을 받고 가짜 자극 시험이 삽입됩니다. 실험 1에서와 같이, 참가자들은 3개의 다른 범위로 각각 저하된 30개의 자극과 30개의 명확한 자극을 제시하고 그들이 듣는 단어를 10초 이내에 전사하도록 요청받을 것입니다.

추가 측면 전반적인 윤리적 고려 사항 이 연구는 저하된 어음 이해를 지원하는 보상 메커니즘의 이해를 개선하는 것과 관련된 과학적 가치와 그 결과가 청력을 극복하기 위한 새로운 개입 전략의 개발을 알릴 수 있기 때문에 사회적 가치를 모두 전달할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 손상 또는 기존 항목의 개선을 알립니다. 이 연구의 결과는 청력 손상과 같은 지각적으로 도전적인 조건 하에서 듣는 많은 상황에 대해 일반화할 수 있습니다. 청각 장애의 가장 큰 사회적 부담이 정상적인 연령 관련 청력 감소(즉, 노안)와 관련되어 있다는 점을 감안할 때, 우리는 노인 인구의 참가자 샘플을 포함하여 결과의 ​​일반화 가능성을 세 번째 연령으로 확장하는 것을 목표로 합니다.

GCP(Good Clinical Practice) 성명서 이 연구는 프로토콜, 최신 버전의 헬싱키 선언, International Conference on Harmonization-GCP, Swiss Human Research Act 및 기타 현지 관련 법률 및 규제 요구 사항을 준수하여 수행됩니다.

위험-이득 평가 tACS 자극의 드문 경미하고 일시적인 효과를 제외하고는 제외 기준을 준수하는 한 연구 개입 자체와 관련된 위험은 없습니다. 제3자를 통한 무단 데이터 액세스의 위험이나 참가자의 원치 않는 식별도 예상되지 않습니다.

연구는 참가자에게 즉각적인 혜택을 기대하지 않습니다. 그러나 참가자(및 다른 모든 사람)는 도전적인 어음 인식 및 의료 기기(예: 보청기)와 관련된 (보상) 신경 메커니즘을 더 잘 이해함으로써 연구의 잠재적으로 강력한 과학적 및 사회적 가치로부터 이익을 얻을 수 있습니다. .

품질 관리 및 데이터 보호 품질 측정 우수한 데이터 품질을 보장하기 위해 모든 프로젝트 구성원은 모든 중요한 연구 관련 측면에 대해 교육을 받습니다. 실험 프로토콜 및 실습 세션의 수행을 면밀히 고려하여 특정 비침습적 전기 뇌 자극 장치에 대한 이론 및 실무 지식과 자신이 참여하는 특정 실험에 사용되는 실험 프로토콜을 제공합니다. 데이터가 손실되거나 손상되지 않도록 이중으로 저장됩니다. 조사관은 정기적인 데이터 품질 검사를 수행합니다.

품질 보증을 위해 후원자, 윤리 위원회 또는 독립 시험 모니터가 연구 현장을 방문할 수 있습니다. 이러한 경우 원본 데이터 및 모든 연구 관련 파일에 대한 직접 액세스 권한이 부여됩니다. 관련된 모든 당사자는 참가자 데이터를 엄격하게 기밀로 유지합니다.

데이터 기록 및 소스 데이터

전자 사례 보고서 양식(e-CRF)은 다음을 위해 보관됩니다.

• 포함되어* 연구를 성공적으로 마친 참가자
• 연구에 포함되었지만* 사전 선별에 의해 결정된 비정상적인 청력으로 인해 제외되어야 했던 참가자(참가자는 참가자 정보 시트와 사전 동의서 모두에 명시되므로 참가자는 이 가능성을 알고 있음) *포함 동의서에 서명함으로써 결정됩니다. 연구 과정의 모든 데이터가 해당 데이터베이스에 완전하고 정확하게 입력되도록 보장하는 것은 조사자의 책임입니다. 필수 문서는 해당 연구의 정규 종료 또는 조기 종료 후 최소 10년 동안 보관해야 합니다(Art. 25 데르 클린V). e-CRF는 이름이나 생년월일로 참가자를 식별하지 않지만 적절한 더미 코드 식별 ID를 제공합니다. e-CRF는 암호로 보호된 Excel 시트에 저장되며 연구 범위 내에서 임무를 수행하기 위해 데이터가 필요한 권한이 있는 직원만 액세스할 수 있습니다. 주 조사관은 데이터베이스에 올바른 데이터 항목을 제어합니다.

이 연구의 원본 문서는 인구통계학적 데이터, 정보에 입각한 동의서, 무작위 번호, (S)AE 및 관련 검사 결과입니다. e-CRF에 기록된 데이터는 익명의 참가자 ID, 연령, 참여 날짜, 포함 및 제외 기준, 청각 임계값, 할당된 조건 및 주관적 치료 평가입니다.

기밀 유지 및 코딩 시험 ​​및 참가자 데이터는 최대한의 재량에 따라 처리되며 연구 범위 내에서 의무를 수행하기 위해 데이터가 필요한 승인된 직원만 액세스할 수 있습니다. CRF 및 기타 연구 특정 문서에서 참가자는 참가자 식별 목록에 저장된 고유 참가자 번호로만 식별됩니다.

무단 또는 우발적 공개, 변경, 삭제, 복사 및 도난으로부터 보호하는 동시에 추적 가능성을 보장하기 위해(감사 추적; ClinO, Art. 18) 조사자는 참가자 식별 목록을 두 가지 형식으로 저장합니다. 전자 버전은 조사관만 액세스할 수 있는 담당 연구 센터(University of Zurich(UZH) 또는 Inselspital Bern)의 보안 네트워크 폴더에 저장됩니다. 또한 종이 버전은 UZH의 Psychologisches Institut 건물에 잠겨 있으며 조사자만 액세스할 수 있습니다.

연구 데이터의 보유 및 파기 모든 연구 데이터는 연구 종료 또는 연구 조기 종료 후 10년간 보관됩니다. 모든 연구 데이터(물리적 문서의 디지털 사본 포함)는 아카이브 중 하나의 파일이 손상되거나 잘못 수정되거나 손실되는 경우 백업 사본의 가용성을 보장하기 위해 두 개의 아카이브에 저장됩니다. 따라서 데이터는 UZH의 보안 네트워크 폴더와 비밀번호로 보호되는 대용량 저장 장치 하드 디스크 드라이브(HDD)의 폴더뿐만 아니라 취리히 대학교 네트워크 내에서만 프로젝트 구성원만 액세스할 수 있습니다. 연구가 종료되기 전에 UZH 중앙 백업 저장 장치를 사용할 수 있게 되면 하드 디스크 드라이브의 데이터가 그곳으로 이동됩니다. 종이 데이터(즉, 정보에 입각한 동의서 및 설문지)는 UZH 건물에 보관됩니다.

모니터링 및 등록 이 연구와 관련된 위험이 낮기 때문에 내부 연구 모니터링이 적용됩니다. 연구 책임자는 프로토콜, 데이터 및 프로젝트 구성원이 얻은 사전 동의를 정기적으로 확인하여 정확성을 확인하고 데이터가 누락되지 않았는지 확인합니다. 프로토콜을 준수하는 데이터 저장. 원본 데이터/문서는 모니터에 액세스할 수 있으며 모니터링 중에 질문에 답변합니다.

이 연구는 또한 BASEC을 통해 스위스 국립 임상 시험 포털(SNCTP)에 자국어(독일어)로 등록됩니다.

자금 지원/출판/관심 선언 이 연구는 스위스 국립 과학 재단(SNSF)에서 전액 지원합니다. 각 실험의 통계 분석 후, 프로젝트 관리자는 공개되지 않은 피어 리뷰되지 않은 사전 인쇄를 공개 액세스 포털(예: BioRχive®)을 통해 액세스할 수 있도록 하고 데이터를 과학적, 피어 리뷰된 형식으로 게시하기 위해 모든 노력을 기울일 것입니다. 신문. 비임상 데이터만 익명으로 제공됩니다. 시험 결과는 참가자가 연구 결과에 대한 정보를 받기를 원한다고 표시하는 경우 참가자에게 전달됩니다.

모든 프로젝트 구성원은 이해 상충이 없음을 선언합니다.