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FMRI 정보 EEG 기반 음악 뉴로피드백을 통한 보상 회로 변조

2021년 5월 2일 업데이트: Tel-Aviv Sourasky Medical Center

EEG 기반 뉴로피드백을 통한 보상 회로 변조

이 연구의 목표는 mesolimbic 보상 시스템 활성화의 자발적인 상향 조절이 가능한지 여부를 테스트하고 보상 처리에 대한 이 회로의 특정 신경 조절의 신경 행동 효과를 조사하는 것입니다. 이 목표는 복부 선조체(VS)의 신경 활성화에 의해 안내되고 피드백으로 개인화된 즐거운 음악과 인터페이스되는 뉴로피드백(NF)에 의존하는 신경조절을 위한 새로운 비침습적 실험 프레임워크의 효과를 테스트함으로써 달성될 것입니다. 우리는 이 음악적 NF 접근법을 사용하여 VS를 자발적으로 조절하는 법을 배우는 것이 가능하다고 가정합니다. 우리는 또한 VS-EFP 신호를 상향 조절하기 위한 성공적인 NF 훈련이 도파민 신호의 상향 조절과 관련된 신경 및 행동 결과에 현저한 변화를 가져올 것이라고 예측합니다.

연구 개요

상세 설명

뉴로피드백은 사람들이 실시간 뇌 신호를 반영하는 피드백 신호를 사용하여 뇌 활동을 조절하는 방법을 배우는 훈련 방식입니다. 이 접근 방식을 효과적으로 활용하려면 표현된 뇌 활동을 높은 특이성으로 측정하되 접근 가능한 방식으로 반복 세션을 가능하게 해야 합니다. 증거에 따르면 개인은 실시간 기능적 자기 공명 영상(rt-fMRI)을 통해 VS와 같은 깊은 뇌 영역을 포함하여 자신의 지역적 신경 활성화를 자발적으로 조절할 수 있습니다. 그러나 반복 훈련을 위한 rt-fMRI-NF의 유용성은 부동성, 고비용 및 광범위한 물리적 요구 사항으로 인해 제한됩니다. 반면에 뇌파 검사(EEG)는 저렴하고 접근이 용이합니다. 그러나 특히 우울증 및 기타 정동 장애의 맥락에서 EEG-NF의 행동 및 임상적 이점에 대해서는 여전히 논의가 이루어지고 있습니다. Hendler 연구실의 이전 작업은 전기적 지문[1]이라고 하는 특정 뇌 네트워크의 접근 가능한 조사를 위한 새로운 프레임워크를 확립했습니다. 지문 채취는 학습 알고리즘과 함께 EEG/fMRI의 동시 기록을 기반으로 하는 fMRI에서 영감을 받은 EEG 패턴의 통계적 모델링에 의존합니다. 이 접근법은 편도체에 성공적으로 적용되고 검증되었으며, NF 훈련 중 EFP-편도체 신호의 성공적인 변조뿐만 아니라 가짜 NF 훈련과 비교하여 훈련생들 사이의 지속적인 신경 및 행동 효과를 나타냅니다. 현재 연구에서 NF 훈련 절차는 VS를 중심으로 새로 개발된 fMRI에서 영감을 받은 mesolimbic 활동의 EEG 모델을 활용합니다. VS-전기 지문(VS-EFP). 또한 중변연계에 대한 접근성을 개선하기 위해 피드백 인터페이스는 즐거운 음악을 기반으로 하며, 이는 반복적으로 보상 회로에 관여하고 선조체 내에서 도파민 방출을 유도하는 것으로 나타났습니다[예: 2; 참조 삼]. 음악 인터페이스의 기본 원칙은 훈련 중에 참가자에게 자신이 선택한 음악을 제공하는 것입니다. 이 음악은 실시간으로 쾌적함의 수준을 안정적으로 변경할 수 있도록 다소 음향적으로 왜곡됩니다. McGill에서 수행된 20명의 참가자(N=10 테스트 그룹, N=10 컨트롤 그룹)를 대상으로 한 타당성 조사는 이 접근법의 타당성을 입증했습니다. 현재 연구에서 우리는 더 큰 샘플(N=~40; N=20 테스트 그룹 및 N=20 가짜 대조군)에서 이러한 결과를 복제하고 확장하고 이 연구에서 발생한 가설을 테스트하고자 합니다. 가능한 신경 행동 결과.

연구 유형

중재적

등록 (예상)

40

단계

  • 해당 없음

연락처 및 위치

이 섹션에서는 연구를 수행하는 사람들의 연락처 정보와 이 연구가 수행되는 장소에 대한 정보를 제공합니다.

연구 연락처

연구 연락처 백업

  • 이름: Neomi Singer, PhD

연구 장소

      • Tel Aviv, 이스라엘
        • 모병
        • Sagol Brain Institute, Tel Aviv Sourasky Medical Center
        • 연락하다:

참여기준

연구원은 적격성 기준이라는 특정 설명에 맞는 사람을 찾습니다. 이러한 기준의 몇 가지 예는 개인의 일반적인 건강 상태 또는 이전 치료입니다.

자격 기준

공부할 수 있는 나이

18년 (성인, OLDER_ADULT)

건강한 자원 봉사자를 받아들입니다

연구 대상 성별

모두

설명

포함 기준:

알려진 배경 질환 없이 건강합니다. 알려진 인지 저하가 없습니다. 정상 청력을 가지고 있습니다. 오른손이 지배적입니다. 입원이 필요한 정신 또는 신경계 질환의 병력이 없습니다. 텔아비브의 Sourasky Medical Center에 있는 MRI 연구소에서 수립한 절차에 따라 의료 목적을 위한 MRI 검사에 대한 허용 기준이 적용됩니다.

제외 기준:

정신과 또는 신경계 질환 진단을 받았음 정신과 또는 신경계 약물을 사용함 난청

공부 계획

이 섹션에서는 연구 설계 방법과 연구가 측정하는 내용을 포함하여 연구 계획에 대한 세부 정보를 제공합니다.

연구는 어떻게 설계됩니까?

디자인 세부사항

  • 주 목적: 기초_과학
  • 할당: 무작위
  • 중재 모델: 평행한
  • 마스킹: 삼루타

무기와 개입

참가자 그룹 / 팔
개입 / 치료
ACTIVE_COMPARATOR: VS-EFP 뉴로피드백
뉴로피드백은 특정 신경 신호 또는 이러한 신호의 피드백과 보상이 유기체에 반복적으로 제시될 때 신경 신호 조합의 학습된 변화를 기반으로 합니다. 따라서 개인은 닫힌 NF 루프를 통해 신경 활동을 조절하는 방법을 배웁니다. 이 상태에서 참가자는 자신의 VS-EFP에 의해 구동되는 음악적 피드백을 받게 됩니다.
EEG를 이용한 뉴로피드백 훈련으로, 참가자는 스스로 선택한 음악을 제시하고 정신적 전략을 적용하여 제시된 음악을 더 좋게 만들도록 요청합니다. 각각 5개의 훈련 주기로 구성된 6개의 반복 훈련 세션. 각 주기는 스스로 선택한 음악을 들으면서 120초의 '로컬 베이스라인' 블록과 90초의 '레귤레이션' 블록으로 구성됩니다. 참가자는 '로컬 베이스라인' 블록 동안 자신이 선택한 음악을 수동적으로 듣고 '규제' 블록 동안 '음악 소리를 더 좋게 만들도록' 지시받습니다. 참가자는 이 규제 작업에 가장 효율적이라고 생각되는 선택된 정신 전략을 모집하도록 지시받습니다. '레귤레이션' 중에는 VS-EFP의 현재 값과 '로컬 베이스라인' 동안의 평균값의 차이에 비례하여 실시간(3초마다) 음질이 달라집니다.
SHAM_COMPARATOR: 가짜 멍에 뉴로피드백
뉴로피드백은 특정 신경 신호 또는 이러한 신호의 피드백과 보상이 유기체에 반복적으로 제시될 때 신경 신호 조합의 학습된 변화를 기반으로 합니다. 따라서 개인은 닫힌 NF 루프를 통해 신경 활동을 조절하는 방법을 배웁니다. 이 상태에서 다른 참가자의 VS-EFP 신호를 기반으로 음악적 피드백이 제공됩니다. 따라서 가짜 그룹의 각 참가자는 테스트 그룹의 참가자와 페어링되어 페어링된 테스트 참가자를 기반으로 피드백을 받습니다. 이러한 방식으로 두 그룹 모두 성공 수준을 나타내는 정확한 비율의 사운드 조작에 노출됩니다. 피드백 프레젠테이션의 시간적 순서의 가능한 기여를 설명하기 위해 제어 참가자의 절반에서 피드백 패턴이 앞으로 "재생"됩니다(페어링된 참가자가 수신한 VS-EFP의 원래 시간적 패턴 유지). 절반 - 뒤로(원래 시간 패턴을 오른쪽에서 왼쪽으로 뒤집음).
EEG를 이용한 뉴로피드백 훈련으로, 참가자는 스스로 선택한 음악을 제시하고 정신적 전략을 적용하여 제시된 음악을 더 좋게 만들도록 요청합니다. 각각 5개의 훈련 주기로 구성된 6개의 반복 훈련 세션. 각 주기는 스스로 선택한 음악을 들으면서 120초의 '로컬 베이스라인' 블록과 90초의 '레귤레이션' 블록으로 구성됩니다. 참가자는 '로컬 베이스라인' 블록 동안 자신이 선택한 음악을 수동적으로 듣고 '규제' 블록 동안 '음악 소리를 더 좋게 만들도록' 지시받습니다. 참가자는 이 규제 작업에 가장 효율적이라고 생각되는 선택된 정신 전략을 모집하도록 지시받습니다. '레귤레이션' 중에는 VS-EFP의 현재 값과 '로컬 베이스라인' 동안의 평균값의 차이에 비례하여 실시간(3초마다) 음질이 달라집니다.

연구는 무엇을 측정합니까?

주요 결과 측정

결과 측정
측정값 설명
기간
VS-EFP 규제 성공
기간: 0~4주
VS-EFP 전력의 변화로 측정됨. 뉴로피드백 주기 동안 '조절' 상태와 '국소 기준선' 상태 동안의 EFP 간의 차이를 기반으로 합니다. 연구자들은 가짜 컨트롤(테스트 > 가짜)에 비해 뉴로피드백 그룹 사이에서 VS-EFP 전력의 더 큰 변조를 예측합니다.
0~4주
VS-EFP 규정 이전: 다른 맥락에서 VS-EFP 의지적 규정 성공
기간: 1~5주
VS-EFP 전력의 변화로 측정됨. 이전 조건 동안 규정 및 로컬 기본 조건 간의 차이를 기반으로 합니다. 음악이나 피드백이 제공되지 않을 때 자발적인 규제. 전환 조건은 각 교육 세션이 시작될 때 소개됩니다. 연구자들은 가짜 컨트롤에 비해 뉴로피드백 그룹 간의 성공적인 훈련 후 VS-EFP 조절의 긍정적인 변화를 예측합니다.
1~5주
다른 맥락에서 Mesolimbic 자기 조절
기간: 1~5주

fMRI를 통해 측정됨; 전체 교육 기간 전후에 수행되는 fMRI 스캔 중 전송 작업(피드백이 적용되지 않을 때 의지적 규제). 복부 선조체(VS)의 관심 영역(ROI) 분석은 VS-EFP 개발에 사용되는 대상 영역을 기반으로 정의됩니다. mesolimbic 네트워크의 추가 영역은 보상의 메타 분석을 기반으로 정의됩니다.

결과는 '조절'과 '로컬 베이스라인' 조건 사이의 변화(사후 > 사전)로 각 그룹에 대해 측정됩니다.

연구자들은 가짜 대조군에 비해 뉴로피드백 그룹 사이에서 성공적인 훈련 후 VS 상향 조절의 긍정적인 변화를 예측합니다.

탐색적 분석: 조사관은 NF 훈련이 추가 중변연 결절의 상향 조절에 긍정적인 변화를 가져왔는지 여부를 추가로 조사할 계획입니다.

1~5주

2차 결과 측정

결과 측정
측정값 설명
기간
보상 학습 행동
기간: 1~5주

전체 교육 기간 전후에 시행되는 확률적 선택 작업(PST)의 성과를 통해 평가됩니다. 이것은 확률론적 보상 학습의 작업으로, 참가자가 자주 보상되는 기호(예: 80%의 보상을 받는 기호 A)를 선택하거나 드물게 보상되는 기호(B, 20%의 번)을 검토한다[4].

결과는 보상(선택 A) 또는 처벌(B 회피)로부터 학습의 정확도의 변화(사후 > 사전)로 각 그룹에 대해 측정됩니다.

연구자들은 가짜 컨트롤과 비교하여 뉴로피드백 그룹 간의 성공적인 훈련 후 보상에서 학습의 긍정적인 변화를 예측합니다.

1~5주
인센티브 동기 부여 행동
기간: 1~5주

전체 교육 기간 전후에 관리되는 보상을 위한 노력 지출 작업(Eefrt 작업)의 성과를 통해 측정됩니다. 이는 참여자가 보상 수령 확률이 낮음/중간/높음에서 다양한 금전적 보상을 얻기 위해 '어려운' 작업과 '쉬운' 작업을 수행하도록 선택하는 노력 기반 의사 결정 작업입니다[5].

결과는 높음/중간/낮음 확률에서 높음/낮음 금전적 이득을 위해 더 많은 노력을 기울이는 비율의 변화(사후 > 사전)로 각 그룹에 대해 측정됩니다.

연구자들은 가짜 컨트롤에 비해 뉴로피드백 그룹에서 성공적인 훈련 후 보상을 얻을 확률이 낮을 때 높은 금전적 이득을 위해 어려운 작업을 선택하는 비율의 긍정적인 변화를 예측합니다.

1~5주
쾌락 특성: 쾌락 특성과 뉴로피드백 성공 사이의 연결
기간: 1~5주

쾌락 능력을 평가하는 14개 항목 설문지인 SHAPS(Snaith Hemilton Pleasure Scale)를 통해 측정되었습니다. c-anhedonia 지수는 응답의 합으로 도출됩니다[6].

연구자들은 뉴로피드백 그룹에서 훈련 후 무쾌감증 점수와 NF-VS-EFP의 성과 사이에 음의 상관관계가 있을 것이라고 예측합니다.

1~5주

기타 결과 측정

결과 측정
측정값 설명
기간
보상 처리(신경): 보상에 대한 중변연 반응성(즉, 금전적, 음악적 즐거움)
기간: 1~5주

fMRI를 통해 측정됨; 전체 교육 기간 전후에 fMRI 스캔 중 즐거운 음악 감상 및 금전적 인센티브 지연 작업 적용.

VS의 ROI 분석은 VS-EFP 개발에 사용된 대상 영역을 기반으로 정의됩니다. 추가 mesolimbic 노드는 보상의 메타 분석을 기반으로 정의됩니다.

결과는 보상 관련 작업 중 보상 대 제어 조건 간의 변화(사후 > 사전)로 각 그룹에 대해 측정됩니다.

조사자들은 컨트롤에 비해 뉴로피드백 그룹 간의 성공적인 훈련 후 보상에 대한 VS 반응의 긍정적인 변화를 예측합니다.

탐색적 분석: 조사관은 보상 처리의 여러 단계(예: 보상 기대, 소비)와 관련하여 VS 활성화의 변화 프로필을 탐색합니다.

조사관은 NF 훈련이 추가 중변연절에서 보상 관련 활성화에 긍정적인 변화를 가져왔는지 여부를 추가로 조사할 것입니다.

1~5주

공동 작업자 및 조사자

여기에서 이 연구와 관련된 사람과 조직을 찾을 수 있습니다.

간행물 및 유용한 링크

연구에 대한 정보 입력을 담당하는 사람이 자발적으로 이러한 간행물을 제공합니다. 이것은 연구와 관련된 모든 것에 관한 것일 수 있습니다.

일반 간행물

연구 기록 날짜

이 날짜는 ClinicalTrials.gov에 대한 연구 기록 및 요약 결과 제출의 진행 상황을 추적합니다. 연구 기록 및 보고된 결과는 공개 웹사이트에 게시되기 전에 특정 품질 관리 기준을 충족하는지 확인하기 위해 국립 의학 도서관(NLM)에서 검토합니다.

연구 주요 날짜

연구 시작 (실제)

2020년 7월 10일

기본 완료 (예상)

2021년 9월 10일

연구 완료 (예상)

2021년 9월 10일

연구 등록 날짜

최초 제출

2021년 5월 2일

QC 기준을 충족하는 최초 제출

2021년 5월 2일

처음 게시됨 (실제)

2021년 5월 6일

연구 기록 업데이트

마지막 업데이트 게시됨 (실제)

2021년 5월 6일

QC 기준을 충족하는 마지막 업데이트 제출

2021년 5월 2일

마지막으로 확인됨

2021년 5월 1일

추가 정보

이 연구와 관련된 용어

기타 연구 ID 번호

  • 0401-17-TLV
  • 00040030000 (OTHER_GRANT: MOST-FRQNT-FRQS collaboration)

개별 참가자 데이터(IPD) 계획

개별 참가자 데이터(IPD)를 공유할 계획입니까?

미정

약물 및 장치 정보, 연구 문서

미국 FDA 규제 의약품 연구

아니

미국 FDA 규제 기기 제품 연구

아니

이 정보는 변경 없이 clinicaltrials.gov 웹사이트에서 직접 가져온 것입니다. 귀하의 연구 세부 정보를 변경, 제거 또는 업데이트하도록 요청하는 경우 register@clinicaltrials.gov. 문의하십시오. 변경 사항이 clinicaltrials.gov에 구현되는 즉시 저희 웹사이트에도 자동으로 업데이트됩니다. .

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