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비침습적 BCI 제어 보조 장치

2022년 12월 1일 업데이트: University of Texas at Austin

보조 장치 제어를 위한 비침습적 뇌-컴퓨터 인터페이스

뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)는 뇌 활동에서 사용자의 행동 의도 또는 정신 상태를 직접 해독하므로 명시적인 운동 동작 없이 장치를 작동할 수 있습니다. BCI 제어를 위한 주요 양식 중 하나는 움직임을 실제로 수행하지 않고 움직임의 운동감각을 정신적으로 리허설하는 운동 이미지(MI)를 기반으로 합니다. MI 기반 BCI는 모터 의도를 외부 장치에 대한 제어 명령으로 변환합니다. 이러한 BCI의 주요 과제는 동일한 사지의 미세한 손 움직임에 해당하는 MI 패턴을 이러한 움직임을 담당하는 피질 소스가 겹치기 때문에 공간 해상도가 낮은 비침습적 EEG 기록과 차별화하는 것입니다. 이 연구에서 연구자들은 MI를 통한 일차 운동 피질의 자발적인 활성화에 따라 적용되는 신경근 전기 자극(NMES)이 관련 별도의 신경 경로를 지속적으로 모집함으로써 같은 사지의 다른 손 움직임과 관련된 활동 패턴을 구별하는 데 도움이 될 수 있다는 가설을 세웠습니다. 폐쇄 루프 BCI 설정 내의 각 움직임과 함께. 이것은 피질 또는 피질 척수 수준에서 신경가소성 변화와 관련이 있을 것으로 예상됩니다.

연구 개요

상태

모병

정황

개입 / 치료

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

연구 장소

  • 미국
    • Texas
      • Austin, Texas, 미국, 78712
        • 모병
        • The University of Texas at Austin
        • 연락하다:
        • 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, 고령자)

건강한 자원 봉사자를 받아들입니다

아니

연구 대상 성별

모두

설명

포함 기준:

  • 건강한 참가자:
  • 좋은 일반 건강
  • 정상 또는 교정 시력
  • 신경/정신 질환의 병력 없음
  • 영어를 읽고 이해하는 능력(연구 인력은 스페인어를 구사하지 못함)
  • 운동 장애가 있는 피험자
  • 일측성 및 양측성 뇌졸중/척수 손상/운동 신경 질환(예: 근위축성 측삭 경화증, 척수-소뇌 운동 실조증, 다발성 경화증) / 근육 질환(즉, 근병증) / 외상성 또는 신경학적 통증 / 운동 장애(예: 뇌성마비) / 정형외과 / 외상성 뇌손상 / 뇌종양
  • 정상 또는 교정 시력
  • 영어를 읽고 이해하는 능력(연구 인력은 스페인어를 구사하지 못함)
  • 정보에 입각한 동의를 제공하는 능력

제외 기준:

  • 운동 장애가 있는 피험자
  • 전체 실험 세션 동안 집중된 상태를 유지하는 것을 방지하는 짧은 주의력 또는 인지 결함
  • 중추 신경계에 영향을 미치는 무거운 약물(경계 포함)
  • 수반되는 심각한 질병(예: 대사 장애)
  • 모든 참가자
  • EEG/EMG 획득 및 FES/tdCS/tACS 전달을 방해하는 요인(예: 피부 감염, 상처, 피부염, 전극 아래 금속 임플란트)
  • MRI 및 TMS에 대한 안전 지침에서 확인된 기준, 특히 금속 임플란트

공부 계획

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

연구는 어떻게 설계됩니까?

디자인 세부사항

  • 주 목적: 치료
  • 할당: 무작위
  • 중재 모델: 크로스오버 할당
  • 마스킹: 없음(오픈 라벨)

무기와 개입

참가자 그룹 / 팔
개입 / 치료
실험적: NMES-BCI
폐쇄 루프 BCI에 의해 감지된 손 굴곡/신전의 운동 영상에 의해 운동 피질의 자발적인 활성화에 따라 전완의 굴곡근/신근에 감각 역치 전기 자극이 전달됩니다.
장치: NMES-BCI
뇌파 검사(EEG) 신호는 주로 사용하지 않는 손을 구부리거나 펴기 위한 신호 작업을 수행할 때 피험자로부터 기록됩니다. 신호는 기계 학습 알고리즘을 사용하여 실시간으로 처리 및 분류되어 피험자별 굴곡/신전 EEG 패턴의 감지에 따라 대상 팔의 굴근/신근에 전기 자극을 트리거합니다.
활성 비교기: 비주얼-BCI
폐루프 BCI에 의해 감지된 손 굴곡/신장의 운동 이미지에 의해 운동 피질의 자발적인 활성화에 따라 화면에 바 기반 시각적 피드백이 제공됩니다.
장치: 비주얼-BCI
뇌파 검사(EEG) 신호는 주로 사용하지 않는 손을 구부리거나 펴기 위한 신호 작업을 수행할 때 피험자로부터 기록됩니다. 신호는 기계 학습 알고리즘을 사용하여 실시간으로 처리 및 분류되어 컴퓨터 화면에서 막대의 오른쪽/왼쪽 움직임을 제어합니다. 막대 피드백은 주제별 굴곡/확장 EEG 패턴의 감지에 따라 달라집니다.

연구는 무엇을 측정합니까?

주요 결과 측정

결과 측정
측정값 설명
기간
BCI 명령 전달 정확도의 변경
기간: 각 개입 전 주와 후의 차이
명령 전달 정확도는 BCI를 사용할 때 주체의 제어 수준을 반영합니다. 그것은 다른 상상된 움직임을 구별하는 데 사용되는 주제별 분류기가 해당 시도에서 상상된 움직임과 구체적으로 관련된 EEG 패턴의 존재를 뒷받침하기에 충분한 증거를 축적할 수 있는 시도의 백분율을 측정합니다. 점수는 0-100이며 값이 높을수록 결과가 좋습니다.
각 개입 전 주와 후의 차이
다른 상상된 움직임에 대한 fMRI 활성화의 변화
기간: 각 개입 전 주와 후의 차이
  • 다른 움직임의 MI 동안 중요한 활성화 클러스터는 더 분리 가능합니다.
  • 다른 MI 작업과 관련된 활성화는 더 식별 가능합니다.
각 개입 전 주와 후의 차이

2차 결과 측정

결과 측정
측정값 설명
기간
Motor Imagery 기능의 안정성 및 분리성
기간: 각 개입 전 주와 후의 차이
다른 모터 이미지 작업에 해당하는 기능은 더 분리 가능해지고 개입이 끝날 때 더 안정적입니다.
각 개입 전 주와 후의 차이
모터 유발 전위 진폭의 변화
기간: 각 개입 전 주와 후의 차이
지속적인 측정, 높을수록 좋습니다
각 개입 전 주와 후의 차이
뇌파 기능 연결의 변화
기간: 각 개입 전 주와 후의 차이
지속적인 측정, 변화가 클수록 좋습니다.
각 개입 전 주와 후의 차이

공동 작업자 및 조사자

여기에서 이 연구와 관련된 사람과 조직을 찾을 수 있습니다.

스폰서

University of Texas at Austin

수사관

  • 수석 연구원: Jose del R. Millan, PhD, The University of Texas at Austin

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)

2021년 6월 16일

기본 완료 (예상)

2023년 12월 30일

연구 완료 (예상)

2023년 12월 30일

연구 등록 날짜

최초 제출

2021년 12월 20일

QC 기준을 충족하는 최초 제출

2021년 12월 20일

처음 게시됨 (실제)

2022년 1월 10일

연구 기록 업데이트

마지막 업데이트 게시됨 (실제)

2022년 12월 5일

QC 기준을 충족하는 마지막 업데이트 제출

2022년 12월 1일

마지막으로 확인됨

2022년 12월 1일

추가 정보

이 연구와 관련된 용어

키워드

추가 관련 MeSH 약관

기타 연구 ID 번호

  • 2020030073

개별 참가자 데이터(IPD) 계획

개별 참가자 데이터(IPD)를 공유할 계획입니까?

예

IPD 공유 기간

모든 데이터는 온라인 발행일까지 제공됩니다.

IPD 공유 액세스 기준

데이터는 관심 있는 연구자가 액세스할 수 있도록 공용 서버에 배치됩니다.

IPD 공유 지원 정보 유형

  • 연구 프로토콜

약물 및 장치 정보, 연구 문서

미국 FDA 규제 의약품 연구

아니

미국 FDA 규제 기기 제품 연구

예

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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