전기화학적 및 전기생리학적 연구
인간의 인지, 감정 및 행동의 전기화학적 및 전기생리학적 상관관계
이 연구는 인간의 인지 및 정서적 행동을 측정하기 위해 실시간 두개내 신경생리학적 및 신경화학적 기록 및 미세자극과 함께 전산화된 알고리즘을 활용할 것입니다. 설문지 또는 간단한 행동 과제(컴퓨터 또는 iPad의 게임과 유사한 과제)는 관련 인지 또는 정서적 구성 요소에 대한 주제를 추가로 특성화하기 위해 제공될 수도 있습니다. 중요한 것은 인간 두뇌의 기능을 이해하기 위해 신경 활동을 기록하고 조사할 수 있다는 것입니다(즉, 미시자극) 피험자가 동일한 컴퓨터화된 인지 및 정서적 작업을 수행하는 동안. 이러한 수술은 인간 신경생리학의 생체 내 검사를 허용하며 그러한 연구를 위한 드문 기회입니다.
전산화된 테스트 외에도 조사관은 관련 인지 또는 정서적 구성 요소에 대한 피험자의 행동을 특성화할 계획입니다. 임상적 이유로 시행되는 일부 신경심리학적 설문지(연구 인구 아래에 나열됨)는 환자와 건강한 통제 대상자에게도 제공될 수 있습니다.
간질 수술을 받는 모든 환자(피험자가 선택될 모집단)는 인지 기능 측면을 평가하기 위해 표준 임상 신경심리학적 배터리를 받습니다. 이는 연구 포함을 고려하기 전에 수행되는 임상 평가의 일반적인 측면입니다. 모든 참가자는 경막하 전극 이식 수술을 받기 때문에 균일하게 선발됩니다. 특정 인종 그룹이나 인구는 연구의 대상이 되거나 제외되지 않습니다.
표준 수술 전 신경심리학적 검사에 의해 결정된 인지 기능의 모든 측면에서 평균보다 2 표준 편차 이상 낮은 수행을 수행하는 제안된 연구에 포함되는 것으로 간주되는 사람들은 연구에서 제외됩니다. 연구 자체의 일부로 추가 신경 심리 검사가 필요하지 않습니다.
연구 개요
상세 설명
신경전달 및 신경생리학의 기능 장애는 우울증, 불안, 만성 통증, 중독 장애, 주의력 문제(주의력 결핍 장애) 및 각성(기면증)을 포함한 다양한 정신과적 상태를 초래할 수 있습니다. 이러한 신경 조절 시스템의 분명한 중요성에도 불구하고 이러한 시스템이 인간의 뇌에서 실시간으로(1초 미만의 시간 단위로) 어떻게 작동하는지에 대해서는 거의 알려진 바가 없습니다. 이 시간 해상도는 설치류 모델 유기체의 기본 연구에서 중요한 것으로 입증되었으며, 여기서 신경 전달 물질의 세포 외 농도와 신경 전기 생리학은 관련 자극과 상호 작용한 후 100밀리초 이내에 변화하는 것으로 나타났습니다. 환경. 이러한 종류의 정밀한 측정은 이러한 각 신호의 급격한 변화가 인간의 뇌 기능, 인지, 학습, 기분 및 행동을 조절하는 방법을 조사할 수 있도록 필요합니다.
인지 처리는 여러 뇌 영역에 분산될 수 있는 기능적으로 구성된 네트워크를 통해 매우 빠르게 발생합니다. 결과적으로 이러한 복잡한 기능을 이해하려면 높은 공간적 및 시간적 해상도로 신경 활동을 매핑할 수 있는 능력이 필요합니다. 불행하게도, 신경 활동을 기록하기 위한 대부분의 비침습적 방법론은 높은 공간적 또는 시간적 해상도를 갖지만 둘 다는 아닙니다. 그러나 전기 코르티코그래피(ECoG)는 높은 공간 해상도(단일 세포 활동)와 높은 시간적 해상도(밀리초 미만의 시간 척도)로 신경 활동을 기록하는 고유한 기능을 제공합니다.
또한 복잡한 운동 제어, 실행 기능, 언어 처리 및 음성 생성을 포함하여 특정 행동은 고유하게 인간에게만 해당됩니다. 이러한 행동과 신경 기반의 대부분은 다른 종에서는 연구할 수 없습니다. 인간의 신경 및 정신 상태에 대한 치료법을 개선하려면 인간에게 직접 연구하는 것이 중요합니다. 기능적 뇌 매핑(제2상 간질 모니터링)을 위해 이미 신경 수술을 받고 있는 환자는 직접적인 신경생리학적 기록을 통해 이러한 독특한 인간 행동의 신경 기반을 테스트할 수 있는 드문 기회를 제공합니다. 또한 ECoG 및 MER은 여러 피질 및 피질 하부 영역에서 자극하고 기록할 수 있는 기능을 제공합니다. Microstimulation은 격리된 뇌 영역 간의 기능적 연결성과 인지 및 행동에서 이러한 영역의 인과적 역할에 대한 보다 완전한 평가를 허용합니다.
여기에서 조사관은 인간 뇌에서 1초 미만의 시간 분해능으로 도파민, 세로토닌 및 노르에피네프린 미세 변동을 동시에 측정할 수 있는 FDA 승인 마이크로 센서 어셈블리와 함께 새로운 기록 프로토콜을 배치할 것을 제안합니다. 만약 성공한다면 제안된 연구는 인간의 뇌 기능과 행동에 대한 신경과학 연구에 상당한 기술적 진보를 제공할 수 있으며 신경외과, 신경학 및 정신의학을 포함한 분야에서 잠재적인 번역 영향을 미칠 수 있습니다.
신경 전달 물질인 도파민, 세로토닌 및 노르에피네프린의 작용을 조사하는 것의 임상적 중요성은 아마도 우울증, 불안 장애, 만성 통증, 주의력 결핍 장애 및 니코틴 중독과 같은 주요 정신 질환을 치료하는 데 사용되는 의약품에 의해 가장 잘 강조됩니다. 선택적 세로토닌 재흡수 억제제(SSRI)는 우울증과 불안을 치료하는 데 사용됩니다. 노르에피네프린 및 세로토닌 재흡수 억제제(NSRI)는 우울증 및 만성 통증을 치료하는 데 사용됩니다. 노르에피네프린 및 도파민 재흡수 억제제는 우울증, 주의력 결핍 장애를 치료하는 데 사용되며 금연 보조제로 사용되었습니다. 및 노르에피네프린 재흡수 억제제(NRI)는 체중 감소 보조제로서 우울증, 기면증, 주의력 결핍 과잉 행동 장애 및 낮은 각성을 특징으로 하는 불안 장애를 치료하는 데 사용되었습니다. 또한 남용된 물질(예: 코카인, 니코틴, 알코올 및 아편제)은 모델 유기체에서 신경 전달 물질 방출과 재흡수 사이의 미묘한 균형을 변경하는 것으로 알려져 있습니다.
기본적인 과학적 관점에서 연구자들은 도파민이 보상 처리 및 동기 부여 행동에 중요하고, 세로토닌은 혐오 자극 및 기분 조절을 처리하며, 노르에피네프린은 각성과 주의 상태를 조절하는 데 중요하다고 믿습니다. 이러한 신경 전달 물질은 뇌간(세로토닌 및 노르에피네프린)과 중뇌(도파민)에 위치한 뉴런에서 방출되며, 이 중뇌의 축삭 말단은 피질(도파민, 세로토닌 및 노르에피네프린), 기저핵(도파민), 및 세로토닌), 해마(도파민 및 세로토닌) 및 편도체(도파민, 세로토닌 및 노르에피네프린). 이러한 시스템이 중요하다는 것은 분명하지만 알려진 것의 대부분은 이러한 신호의 빠른 실시간 변동이 건강한 인간의 인지, 의사 결정 및 행동에 기여하는 방식을 이해하기에는 너무 느린 시간 규모의 모델 유기체 연구에서 비롯됩니다.
또한 도파민, 세로토닌 및 노르에피네프린 시스템이 어떻게 상호 작용하는지에 대한 이해가 매우 제한적입니다. 주어진 뇌 영역에는 국소 신경 정보 처리에 기여하는 이러한 신경 전달 물질 시스템 중 하나, 둘 또는 셋 모두가 있을 것으로 예상할 수 있습니다. 인간의 뇌(및 인간이 아닌 영장류의 뇌)에서 우리는 방출 부위의 밀도 또는 방출의 역학이 정신 질환 또는 이를 치료하는 데 사용되는 약물에 따라 어떻게 변하는지에 대해 거의 알지 못합니다. 이러한 지식 부족은 신경과학, 신경학, 정신의학 또는 신경외과 분야에 대한 관심 부족에서 비롯된 것이 아닙니다. 오히려 필요한 기술과 연구 패러다임을 사용할 수 없었습니다. 이 제안은 개발의 첫 단계를 시도합니다.
연구 유형
등록 (추정된)
단계
- 해당 없음
연락처 및 위치
연구 장소
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Arizona
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Phoenix, Arizona, 미국, 85006
- Banner - University Medical Center, Phoenix campus
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참여기준
자격 기준
공부할 수 있는 나이
건강한 자원 봉사자를 받아들입니다
설명
포함 기준:
- 18세에서 80세까지.
- 약리학적으로 난치성 간질 또는 치료를 위해 경막하 전극 이식이 임상적으로 필요할 수 있는 기타 신경학적/심리적 장애로 인해 전극 이식이 필요한 환자.
- 연구 프로토콜에 대해 정보에 입각한 동의/동의를 할 수 있는 자격이 있는 환자 및 아동을 대신하여 정보에 입각한 동의를 할 수 있는 18세 미만 아동의 부모.
- 영어 유창함(획일적인 인지 테스트에 필요).
- 위원회는 뇌 수술 후보자를 승인했습니다.
- 약물은 수술 전 최소 1개월 동안 안정적인 용량을 유지해야 합니다.
제외 기준:
- 임상적으로 유의미한 인지 기능 장애.
- <12개월 생존과 관련된 불치병.
- MRI 촬영에 대한 금기(예: 병적 비만, 심장 박동기, 일부 동맥류 클립 또는 파편과 같은 금속 장치).
- 현재 임신 또는 연구 과정 중에 계획된 임신.
- 수술 전 신경심리검사에서 정상보다 2표준편차 미만의 인지기능
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: 두개 내 모니터링 하에서의 행동 테스트
환자는 두개간 전극으로 모니터링하면서 행동 과제를 수행하게 됩니다.
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전극 이식을 위한 표준 관리 수술이 완료되고 환자가 절차에서 만족스럽게 회복한 후, 그들은 재정적 의사 결정에 대한 질문에 대답하고, 특정 이미지에 주의를 기울이고, 비디오를 보고, 이미지, 소리를 듣거나 조이스틱을 움직입니다.
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연구는 무엇을 측정합니까?
주요 결과 측정
결과 측정 |
측정값 설명 |
기간 |
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시각기억의 신경전달물질 농도 변동
기간: 입원 중 - 1~2주
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신경 전달 물질 농도는 랩탑에서 관리되는 시각 기억에 대한 인지 심리 작업 중에 Fast Scan Cyclic Voltammetric 방법을 통해 기록됩니다.
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입원 중 - 1~2주
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지속적인 주의 작업에서 신경 전달 물질 농도 변동 및 동공 직경
기간: 입원 중 - 1~2주
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Fast Scan Cyclic Voltammetric 방법을 통해 신경 전달 물질 농도를 기록하고 노트북에서 지속적으로 주의를 기울이기 위해 인지 심리 작업 중에 동공 직경을 동공 측정기로 관찰합니다.
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입원 중 - 1~2주
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신경 경제학 작업의 신경 전달 물질 농도 변동
기간: 입원 중 - 1~2주
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신경전달물질 농도는 랩탑에서 관리되는 신경경제학에 대한 인지심리 작업 중에 Fast Scan Cyclic Voltammetric 방법을 통해 기록됩니다.
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입원 중 - 1~2주
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공동 작업자 및 조사자
수사관
- 수석 연구원: Robert Bina, MD, University of Arizona
연구 기록 날짜
연구 주요 날짜
연구 시작 (실제)
기본 완료 (추정된)
연구 완료 (추정된)
연구 등록 날짜
최초 제출
QC 기준을 충족하는 최초 제출
처음 게시됨 (실제)
연구 기록 업데이트
마지막 업데이트 게시됨 (추정된)
QC 기준을 충족하는 마지막 업데이트 제출
마지막으로 확인됨
추가 정보
이 연구와 관련된 용어
기타 연구 ID 번호
- STUDY00000295
개별 참가자 데이터(IPD) 계획
개별 참가자 데이터(IPD)를 공유할 계획입니까?
IPD 계획 설명
IPD 공유 기간
IPD 공유 액세스 기준
IPD 공유 지원 정보 유형
- 연구_프로토콜
약물 및 장치 정보, 연구 문서
미국 FDA 규제 의약품 연구
미국 FDA 규제 기기 제품 연구
미국에서 제조되어 미국에서 수출되는 제품
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