Evaluatie van de neurocomputationele mechanismen van besluitvorming bij verkennen en exploiteren bij oudere volwassenen
Bij het volledige experiment komen deelnemers vijf keer naar het laboratorium voor neuropsychologische testen, een besluitvormingsbatterij, functionele en structurele MRI en twee TMS-sessies voor stimulatie van de doel- of controlestimulatieplaats. De klinische proefcomponent heeft alleen betrekking op de laatste twee sessies waarin proefpersonen willekeurig worden toegewezen aan verschillende groepen om verschillende TMS-interventies te ontvangen.
De TMS-experimenten zullen met name twee hoofdvragen stellen:
- Wat is de oorzakelijke rol van de frontale pool in het gedrag van verkennen en exploiteren bij jongere en oudere volwassenen?
- Wat is de oorzakelijke rol van IFG in explore-exploit gedrag bij jongere en oudere volwassenen?
De onderzoekers zullen continue theta-burst transcraniale magnetische stimulatie gebruiken (cTBS, Huang et al. 2005) om neurale activiteit in elke regio gedurende ongeveer 50 minuten te remmen (Wischnewski & Schutter, 2015) en de stroomafwaartse effecten op gedrag bij jongere en oudere volwassenen te meten. . In overeenstemming met hun respectieve rollen in het circuit van verkennen en exploiteren (Figuur 5 in Onderzoeksstrategie), voorspellen de onderzoekers dat remming van de frontale pool zal leiden tot een selectieve vermindering van gerichte, maar niet willekeurige, exploratie, terwijl remming van IFG exploitatie zal verminderen en leiden tot toename van beide soorten exploratie.
Deelnemers in elke leeftijdsgroep zullen pseudo-willekeurig worden toegewezen aan de frontale poolgroep of IFG-groep, zodat de studie 42 deelnemers (21 mannen, 21 vrouwen) in elke groep zal hebben. Er zullen dus vier verschillende groepen proefpersonen zijn: oudere frontale pool, jongere frontale pool, oudere IFG, jongere IFG. Elke deelnemer neemt deel aan twee TMS-sessies, één doel- en één controlesessie. De volgorde van de sessies zal over de onderwerpen worden gecompenseerd.
De primaire eindpunten van het onderzoek zijn vast te stellen of:
- cTBS toegepast op frontale paal remt gerichte exploratie binnen de jongere en oudere groepen
- cTBS toegepast op IFG bevordert zowel gerichte als willekeurige exploratie binnen de jongere en oudere groepen
De studie is aangedreven om deze vragen te beantwoorden met 80% vermogen bij een drempelwaarde van p < 0,05.
Studie Overzicht
Toestand
Conditie
Interventie / Behandeling
Gedetailleerde beschrijving
Deelnemers nemen deel aan vijf experimentele sessies. Deze omvatten neuropsychologische tests, een besluitvormingsbatterij, functionele en structurele MRI en twee sessies van transcraniële magnetische stimulatie toegepast op een doel- of controlegebied. De klinische proefcomponent heeft alleen betrekking op de laatste twee sessies waarin proefpersonen willekeurig worden toegewezen aan verschillende groepen om verschillende TMS-interventies te ontvangen. Voor de volledigheid worden hieronder alle sessies beschreven:
240 deelnemers (110 jongere, 130 oudere, 50% vrouw) zullen worden gerekruteerd uit de lokale bevolking van Tucson. Neuropsychologische tests in de eerste sessie zullen worden gebruikt om deelnemers uit te sluiten die symptomen vertonen van milde cognitieve stoornissen of Alzheimer in een vroeg stadium.
Besluitvormingsbatterij: Alle deelnemers zullen de Horizon-taak (Wilson et al. 2014) uitvoeren om het gedrag van verkennen en exploiteren te meten, naast een besluitvormingsbatterij om het nemen van risico's, ambiguïteitsattitude, temporele verdiscontering en gedragsvariabiliteit te meten.
Neuroimaging: 92 jongere en 92 oudere volwassenen zullen terugkeren om deel te nemen aan het MRI-experiment. Alle deelnemers worden tijdens het telefonisch interview en de gedragssessie gescreend om contra-indicaties voor MRI en TMS uit te sluiten en bij aanvang van de MRI-sessie nogmaals gescreend. MRI-experimenten zullen plaatsvinden in de 3T Skyra-scanner in de neuroimaging-faciliteit van het Banner University Medical Center. Alle neuroimaging-experimenten zullen worden uitgevoerd volgens standaard veiligheidsrichtlijnen (Rossi et al. 2009) en deelnemers zullen worden gescreend en geïnformeerde toestemming geven voordat de procedure begint.
Elke scansessie duurt ongeveer 90 minuten en omvat een korte localizer-scan (ongeveer 1 minuut), een T1-gewogen structurele scan (6 minuten), diffusie tensor beeldvorming om structurele connectiviteit te beoordelen (DTI, 10 minuten), FLAIR om wit te kwantificeren hyperintensiteiten van materie (2 minuten), een veldkaart om inhomogeniteiten in het magnetische veld te corrigeren, vooral in de frontale pool (2 minuten), fMRI in rusttoestand om functionele connectiviteit te meten (8 minuten) en op gebeurtenissen gebaseerde fMRI met behulp van de hieronder beschreven taak ( 50-60 minuten). Alle functionele scans zullen worden verkregen met geoptimaliseerde parameters om signaaluitval in frontale pool en andere frontale regio's te voorkomen (Deichmann et al. 2003).
Sessies 4 en 5 (TMS): De TMS-sessies passen in de definitie van een klinische proef omdat proefpersonen prospectief zullen worden toegewezen aan verschillende groepen die verschillende interventies in verschillende volgordes zullen krijgen. Deelnemers in elke leeftijdsgroep zullen pseudo-willekeurig worden toegewezen aan groepen naargelang het doelgebied voor TMS de frontale pool van IFG is. Er zullen dus vier verschillende groepen proefpersonen zijn: oudere frontale pool, jongere frontale pool, oudere IFG, jongere IFG, met 42 deelnemers (21 mannen, 21 vrouwen) in elke groep. Elke deelnemer neemt deel aan twee TMS-sessies, één doel- en één controlesessie. De volgorde van de sessies zal over de onderwerpen worden gecompenseerd.
TMS-sessies vinden plaats in de nieuwe TMS-faciliteit in het Banner University Medical Center. Alle TMS wordt geleverd in overeenstemming met vastgestelde veiligheidsrichtlijnen (Rossi et al, 2009) onder supervisie van co-I Chou, die de directeur is van de TMS-faciliteit en uitgebreide ervaring heeft met TMS bij jonge, oude en cognitief gehandicapte proefpersonen. Indien correct gevolgd, zorgen deze richtlijnen ervoor dat TMS een zeer veilige procedure is met slechts een handvol bijwerkingen die zich voordoen in ongeveer 20 jaar onderzoek.
Na het voltooien van toestemmings- en screeningprocedures, begint elke TMS-sessie met het meten van de actiemotorische drempel (AMT). De AMT wordt gedefinieerd als de minimale stimulusintensiteit die een liminaal motorisch opgewekt potentieel produceert (ongeveer 200 μV in 50% van 10 proeven) tijdens isometrische contractie van de geteste spier. Nadat de AMT is gemeten, krijgen de deelnemers cTBS (50 Hz stimulatie bij 80% AMT gedurende 40 seconden; Huang et al 2005). Stimulatie wordt toegepast op het doelgebied (frontale paal of IFG) of het controlegebied (vertex) waarbij de volgorde van de sessies wordt gecompenseerd door de deelnemers. Een juiste targeting van elke regio zal worden bereikt met behulp van een frameloos neuronavigatiesysteem (Localite TMS Navigator) met een Polaris Spectra infraroodcamera (Northern Digital, Waterloo, Ontario, Canada). Met dit systeem kan de stimulatie worden gecentreerd op specifieke coördinaten in de ruimte van het Montreal Neurological Institute (MNI). Coördinaten [x,y,z] = [35,50,15] zullen worden gebruikt voor de frontale pool (gebaseerd op eerder fMRI-werk en onze oorspronkelijke TMS-studie, Daw et al., 2006; Zajkowski et al. 2017) en [x, y,z] = [56,16,22] voor juiste IFG op basis van de locatie van onze activeringen in de jonge pilotgroep. De vertex-controleplaats wordt gedefinieerd als de Cz-positie van een 10-20 EEG-systeem. Na het ontvangen van TMS staren de deelnemers 1 minuut naar een witte muur voordat ze de Horizon Taak gedurende 45 minuten uitvoeren.
Studietype
Inschrijving (Werkelijk)
Fase
- Niet toepasbaar
Contacten en locaties
Studie Locaties
-
-
Arizona
-
Tucson, Arizona, Verenigde Staten, 85721
- University of Arizona
-
-
Deelname Criteria
Geschiktheidscriteria
Leeftijden die in aanmerking komen voor studie
Accepteert gezonde vrijwilligers
Beschrijving
Inclusiecriteria:
- Man of vrouw van 18-30 jaar (jongere volwassenen) of 65-74 jaar (oudere volwassenen)
- Geen subjectieve geheugenklachten
- Vloeiend in het Engels of formeel onderwijs in het Engels vanaf ten minste de leeftijd van 5 jaar
- Telefonisch interview voor cognitieve status (TICS) score> 31
- Montreal Cognitive Assessment (MoCA)> 25
- Score ≤ 10 op de Hamilton Depression Rating Scale (Hamilton, 1960)
- Geen significante neurologische, psychiatrische, medische ziekte of verwonding die de cognitieve functie zou kunnen aantasten
- Geen voorgeschiedenis van hersenschudding met meer dan 5 minuten bewustzijnsverlies
- Geen voorgeschiedenis van een stoornis in het gebruik van psychoactieve stoffen
- In staat en bereid om geïnformeerde toestemming te geven
Uitsluitingscriteria:
- Subjectieve geheugenklachten
- Telefonisch interview voor cognitieve status (TICS) score lager dan of gelijk aan 31
- Montreal Cognitive Assessment (MoCA) kleiner dan of gelijk aan 25
- Score minder dan één standaarddeviatie onder het voor leeftijd, opleiding en geslacht gecorrigeerde gemiddelde van het NACC UDS versie 3 normatieve cohort (Albert et al. 2011; McKhann et al., 2011
- Criteria voor DSM-5-diagnose of geschiedenis van ernstige psychiatrische ziekte of gediagnosticeerde leerstoornissen
- Elke andere neurologische, psychiatrische of medische ziekte of verwonding waarvan wordt verwacht dat deze de cognitieve functie of het geheugen verstoort, inclusief maar niet beperkt tot beroerte (gediagnosticeerd met tekenen van beroerte), hoofdletsel, epilepsie, Parkinson, hersenkanker, depressie. Migraine OK. Kan TIA's hebben zonder tekenen van stoornis en zonder gevolgen na de gebeurtenis
- Stoornis van misbruik van werkzame stoffen, d.w.z. alcohol, nicotine. Eerder middelenmisbruik van cocaïne, XTC, LSD, IV-drugs
- Geschiedenis van epileptische stoornis als kind of momenteel ervaren of op medicijnen voor epileptische aanvallen. Uitzondering zijn koortsstuipen als kind.
- Gebruikt momenteel de volgende medicijnen, die contra-indicaties zijn voor TMS: tricyclische antidepressiva (Amitriptyline, Clomipramine, Doxepine, Imapramine, Maprotiline, Nortriptyline), antipsychotica (Clozapine), Antivirale middelen (Foscarnet, Ganciclovir, Ritonavir), Bronchodilatator (Theophylline ), Amfetaminen, gamma-hydroxybutyraat, ketamine
- Zijn onlangs gestopt met het gebruik van de volgende medicijnen, die contra-indicaties zijn voor TMS: alcohol, benzodiazepinen, barbituraten, chloorhydraat, meprobamaat
- Elke aandoening waardoor de proefpersoon zich mogelijk niet houdt aan het onderzoeksprotocol, zoals bepaald door de PI, d.w.z. gemelde leerstoornis, staar die het gezichtsvermogen beperkt, kleurenblindheid.
- De aanwezigheid van een metalen implantaat of vreemd lichaam, inclusief tandheelkundige bruggen, sluit deelnemers uit van MRI. Uitneembare piercings/implantaten in orde. Bewegingsstoornissen die voorkomen dat de proefpersoon stil blijft staan voor de MRI. Andere contra-indicaties voor MRI, waaronder een professionele metaalbewerker of lasser zijn, terugkerende paniekaanvallen hebben of claustrofobisch zijn, zwanger zijn of een abnormaal hoog gewicht of een abnormaal hoge lengte om in de scanner te passen. Patiënten met deze MRI-contra-indicaties worden niet ingeschreven.
Studie plan
Hoe is de studie opgezet?
Ontwerpdetails
- Primair doel: Fundamentele wetenschap
- Toewijzing: Gerandomiseerd
- Interventioneel model: Crossover-opdracht
- Masker: Enkel
Wapens en interventies
Deelnemersgroep / Arm |
Interventie / Behandeling |
|---|---|
|
Experimenteel: Doel: frontale paal; Bestelling: First Pole First
In deze arm is de doelstimulatieplaats de frontale pool, de controlestimulatieplaats is het hoekpunt.
Deelnemers ontvangen de frontale poolstimulatie in de eerste TMS -sessie en hoekpuntstimulatie in de tweede TMS -sessie.
|
Deelnemers ontvangen cTBS (stimulatie van 50 Hz bij 80% AMT gedurende 40 seconden).
Er wordt stimulatie toegepast op het doelgebied (frontale paal of IFG) of het controlegebied (vertex).
Het richten van elke regio zal worden bereikt met behulp van een frameloos neuronavigatiesysteem met een Polaris Spectra-infraroodcamera waarmee stimulatie kan worden gecentreerd op specifieke coördinaten in de ruimte van het Montreal Neurological Institute.
We gebruiken de coördinaten [x,y,z] = [35,50,15] voor de frontale pool en [x,y,z] = [56,16,22] voor de rechter IFG op basis van de locatie van onze activaties in de jonge pilotgroep (Figuur 4).
De vertex-controleplaats wordt gedefinieerd als de Cz-positie van een 10-20 EEG-systeem.
Na het ontvangen van TMS staren de deelnemers 1 minuut naar een witte muur voordat ze de Horizon Taak gedurende 45 minuten uitvoeren.
Andere namen:
|
|
Experimenteel: Doel: frontale paal; Bestelling: VERTEX EERST
In deze arm is de doelstimulatieplaats de frontale pool, de controlestimulatieplaats is het hoekpunt.
Deelnemers ontvangen de hoekpuntstimulatie in de eerste TMS -sessie en frontale poolstimulatie in de tweede TMS -sessie.
|
Deelnemers ontvangen cTBS (stimulatie van 50 Hz bij 80% AMT gedurende 40 seconden).
Er wordt stimulatie toegepast op het doelgebied (frontale paal of IFG) of het controlegebied (vertex).
Het richten van elke regio zal worden bereikt met behulp van een frameloos neuronavigatiesysteem met een Polaris Spectra-infraroodcamera waarmee stimulatie kan worden gecentreerd op specifieke coördinaten in de ruimte van het Montreal Neurological Institute.
We gebruiken de coördinaten [x,y,z] = [35,50,15] voor de frontale pool en [x,y,z] = [56,16,22] voor de rechter IFG op basis van de locatie van onze activaties in de jonge pilotgroep (Figuur 4).
De vertex-controleplaats wordt gedefinieerd als de Cz-positie van een 10-20 EEG-systeem.
Na het ontvangen van TMS staren de deelnemers 1 minuut naar een witte muur voordat ze de Horizon Taak gedurende 45 minuten uitvoeren.
Andere namen:
|
|
Experimenteel: Target: ifg; Bestelling: IFG Eerst
In deze arm is de doelstimulatieplaats de IFG, de controlestimulatieplaats is het hoekpunt.
Deelnemers ontvangen IFG -stimulatie in de eerste TMS -sessie en hoekpuntstimulatie in de tweede TMS -sessie.
|
Deelnemers ontvangen cTBS (stimulatie van 50 Hz bij 80% AMT gedurende 40 seconden).
Er wordt stimulatie toegepast op het doelgebied (frontale paal of IFG) of het controlegebied (vertex).
Het richten van elke regio zal worden bereikt met behulp van een frameloos neuronavigatiesysteem met een Polaris Spectra-infraroodcamera waarmee stimulatie kan worden gecentreerd op specifieke coördinaten in de ruimte van het Montreal Neurological Institute.
We gebruiken de coördinaten [x,y,z] = [35,50,15] voor de frontale pool en [x,y,z] = [56,16,22] voor de rechter IFG op basis van de locatie van onze activaties in de jonge pilotgroep (Figuur 4).
De vertex-controleplaats wordt gedefinieerd als de Cz-positie van een 10-20 EEG-systeem.
Na het ontvangen van TMS staren de deelnemers 1 minuut naar een witte muur voordat ze de Horizon Taak gedurende 45 minuten uitvoeren.
Andere namen:
|
|
Experimenteel: Target: ifg; Bestelling: VERTEX EERST
In deze arm is de doelstimulatieplaats de IFG, de controlestimulatieplaats is het hoekpunt.
Deelnemers ontvangen hoekpuntstimulatie in de eerste TMS -sessie en IFG -stimulatie in de tweede TMS -sessie.
|
Deelnemers ontvangen cTBS (stimulatie van 50 Hz bij 80% AMT gedurende 40 seconden).
Er wordt stimulatie toegepast op het doelgebied (frontale paal of IFG) of het controlegebied (vertex).
Het richten van elke regio zal worden bereikt met behulp van een frameloos neuronavigatiesysteem met een Polaris Spectra-infraroodcamera waarmee stimulatie kan worden gecentreerd op specifieke coördinaten in de ruimte van het Montreal Neurological Institute.
We gebruiken de coördinaten [x,y,z] = [35,50,15] voor de frontale pool en [x,y,z] = [56,16,22] voor de rechter IFG op basis van de locatie van onze activaties in de jonge pilotgroep (Figuur 4).
De vertex-controleplaats wordt gedefinieerd als de Cz-positie van een 10-20 EEG-systeem.
Na het ontvangen van TMS staren de deelnemers 1 minuut naar een witte muur voordat ze de Horizon Taak gedurende 45 minuten uitvoeren.
Andere namen:
|
Wat meet het onderzoek?
Primaire uitkomstmaten
Uitkomstmaat |
Maatregel Beschrijving |
Tijdsspanne |
|---|---|---|
|
Gerichte verkenning
Tijdsspanne: Tussen TMS-sessie 1 en TMS-sessie 2 (1-2 weken)
|
Verandering in gerichte exploratie als resultaat van stimulatie naar doel versus controleplaats.
Gerichte verkenning wordt gemeten met behulp van de Horizontaak (Wilson et al. 2014) waarin gerichte verkenning wordt gedefinieerd als de verandering in p(high info) tussen horizon 1 en horizon 6.
|
Tussen TMS-sessie 1 en TMS-sessie 2 (1-2 weken)
|
|
Willekeurige verkenning
Tijdsspanne: Tussen TMS-sessie 1 en TMS-sessie 2 (1-2 weken)
|
Verandering in willekeurige verkenning als gevolg van stimulatie naar doel versus controleplaats.
Willekeurige verkenning zal worden gemeten met behulp van de Horizon-taak (Wilson et al. 2014) waarin willekeurige verkenning wordt gedefinieerd als de verandering in p(laag gemiddelde) tussen horizon 1 en horizon 6.
|
Tussen TMS-sessie 1 en TMS-sessie 2 (1-2 weken)
|
Medewerkers en onderzoekers
Sponsor
Medewerkers
Publicaties en nuttige links
Algemene publicaties
- Wischnewski M, Schutter DJ. Efficacy and Time Course of Theta Burst Stimulation in Healthy Humans. Brain Stimul. 2015 Jul-Aug;8(4):685-92. doi: 10.1016/j.brs.2015.03.004. Epub 2015 Mar 26.
- Rossi S, Hallett M, Rossini PM, Pascual-Leone A; Safety of TMS Consensus Group. Safety, ethical considerations, and application guidelines for the use of transcranial magnetic stimulation in clinical practice and research. Clin Neurophysiol. 2009 Dec;120(12):2008-2039. doi: 10.1016/j.clinph.2009.08.016. Epub 2009 Oct 14.
- Huang YZ, Edwards MJ, Rounis E, Bhatia KP, Rothwell JC. Theta burst stimulation of the human motor cortex. Neuron. 2005 Jan 20;45(2):201-6. doi: 10.1016/j.neuron.2004.12.033.
- Wilson RC, Geana A, White JM, Ludvig EA, Cohen JD. Humans use directed and random exploration to solve the explore-exploit dilemma. J Exp Psychol Gen. 2014 Dec;143(6):2074-81. doi: 10.1037/a0038199. Epub 2014 Oct 27.
- Daw ND, O'Doherty JP, Dayan P, Seymour B, Dolan RJ. Cortical substrates for exploratory decisions in humans. Nature. 2006 Jun 15;441(7095):876-9. doi: 10.1038/nature04766.
- Zajkowski WK, Kossut M, Wilson RC. A causal role for right frontopolar cortex in directed, but not random, exploration. Elife. 2017 Sep 15;6:e27430. doi: 10.7554/eLife.27430.
Studie record data
Bestudeer belangrijke data
Studie start (Werkelijk)
Primaire voltooiing (Werkelijk)
Studie voltooiing (Werkelijk)
Studieregistratiedata
Eerst ingediend
Eerst ingediend dat voldeed aan de QC-criteria
Eerst geplaatst (Werkelijk)
Updates van studierecords
Laatste update geplaatst (Geschat)
Laatste update ingediend die voldeed aan QC-criteria
Laatst geverifieerd
Meer informatie
Termen gerelateerd aan deze studie
Trefwoorden
Andere studie-ID-nummers
- R01AG061888 (Subsidie/contract van de Amerikaanse NIH)
Plan Individuele Deelnemersgegevens (IPD)
Bent u van plan om gegevens van individuele deelnemers (IPD) te delen?
Beschrijving IPD-plan
Alle gedrags- en neuroimaging-gegevens zullen worden gedeeld na publicatie van de bevindingen in tijdschriftartikelen. Gedragsgegevens van alle experimenten, inclusief gedrag in de scanner, worden gedeeld op dataverse.org. Neuroimaging-gegevens zullen worden gedeeld op openneuro.org een door de NIH gesponsorde opslagplaats voor neuroimaging-gegevens, waaronder complexe fMRI-gegevenssets. Alle code met betrekking tot gegevensanalyses die voor publicaties worden gebruikt, wordt gedeeld op GitHub.
Alle gegevens worden geanonimiseerd voordat ze worden gedeeld.
IPD-tijdsbestek voor delen
IPD-toegangscriteria voor delen
IPD delen Ondersteunend informatietype
- LEERPROTOCOOL
- ANALYTIC_CODE
Informatie over medicijnen en apparaten, studiedocumenten
Bestudeert een door de Amerikaanse FDA gereguleerd geneesmiddel
Bestudeert een door de Amerikaanse FDA gereguleerd apparaatproduct
product vervaardigd in en geëxporteerd uit de V.S.
Deze informatie is zonder wijzigingen rechtstreeks van de website clinicaltrials.gov gehaald. Als u verzoeken heeft om uw onderzoeksgegevens te wijzigen, te verwijderen of bij te werken, neem dan contact op met register@clinicaltrials.gov. Zodra er een wijziging wordt doorgevoerd op clinicaltrials.gov, wordt deze ook automatisch bijgewerkt op onze website .