Neuronale en netwerkmechanismen van elektrocorticale stimulatie
Elektrocorticale stimulatie (ECS) mapping is een procedure die wordt gebruikt tijdens hersenoperaties, bijvoorbeeld bij de behandeling van ziekten zoals epilepsie of bij het verwijderen van hersentumoren. ECS-mapping helpt chirurgen gebieden van de hersenschors (het buitenste deel van de hersenen) te lokaliseren die belangrijk zijn voor alledaagse taken zoals beweging en spraak. ECS-mapping wordt al tientallen jaren gebruikt en wordt beschouwd als het ‘gouden standaard’-instrument voor het lokaliseren van belangrijke delen van de cortex. Ondanks deze lange geschiedenis bestaat er nog steeds geen duidelijk inzicht in hoe ECS precies werkt.
Het doel van deze studie is om details te leren over de effecten die ECS heeft op de hersenen. De belangrijkste vragen die het onderzoek wil beantwoorden zijn: 1) hoe ECS de neuronen van de cortex op de stimulatieplaats beïnvloedt; en 2) hoe ECS hersengebieden beïnvloedt die van cruciaal belang zijn voor menselijke spraak en taal. Deze zogenaamde ‘kritieke locaties’ kunnen fysiek ver van elkaar verwijderd zijn op het hersenoppervlak, waardoor uitgebreide ECS-kartering en lange operaties nodig zijn. Er wordt aangenomen dat kritieke locaties deel uitmaken van een spraak-/taalnetwerk van hersengebieden, en daarom is het doel van het onderzoek om te leren hoe deze met elkaar verbonden zijn. Bij sommige deelnemers wordt het hersenoppervlak ook enigszins gekoeld. Dit is een pijnloze procedure die de hersenfunctie niet schaadt, maar wel inzicht kan geven in welke delen van de hersenen (de oppervlakte of diepere delen) verantwoordelijk zijn voor de effecten van ECS.
Door het begrip te verbeteren van hoe ECS de hersenen beïnvloedt en het vermogen om kritieke locaties te identificeren te verbeteren, zou deze studie mogelijk kunnen leiden tot kortere operaties en betere resultaten voor toekomstige personen die deze zorg nodig hebben.
Deelnemers zullen worden gerekruteerd uit personen die een hersenoperatie ondergaan voor de behandeling van epilepsie of het verwijderen van een tumor. Deelnemers zullen eenvoudige taken uitvoeren, zoals het lezen van woorden of het benoemen van afbeeldingen, vergelijkbaar met standaardtests die al worden uitgevoerd tijdens hun verblijf in het ziekenhuis.
Studie Overzicht
Toestand
Conditie
Gedetailleerde beschrijving
Het in kaart brengen van elektrocorticale stimulatie (ECS) wordt al tientallen jaren routinematig gebruikt om chirurgen te informeren over hersengebieden die ze moeten vermijden bij het plannen van chirurgische resecties voor tumoren of epilepsie. Het is vooral belangrijk om de gebieden te identificeren die ‘cruciaal’ zijn voor spraak en taal. Toch zijn de precieze mechanismen van ECS, ondanks de lange geschiedenis van klinisch gebruik, slecht begrepen. Het is bijvoorbeeld niet bekend hoe verschillende corticale lagen en celtypen reageren op ECS. Bovendien is het niet eens duidelijk of de gedragseffecten van ECS alleen te wijten zijn aan het beïnvloeden van de onderliggende cortex, het veroorzaken van trans-synaptische activering van andere cortices, of rechtstreeks van invloed zijn op zowel de cortex als de onderliggende witte stof.
Een primair doel van dit project is het bepalen van de effecten van ECS op het corticale netwerk en de subcorticale witte stof. Deze doelstelling zal op twee manieren worden getest. Ten eerste zal de studie de relatie bepalen tussen de effecten van ECS en corticale connectiviteitspatronen. Dit zal worden bereikt met behulp van grafentheoriemetrieken om elektrocorticografie (ECoG) en functionele magnetische resonantiebeeldvorming (fMRI) van mensen met epilepsie of hersentumoren te analyseren. Dit maakt het mogelijk om intracraniële EEG (ECoG of stereo EEG) vast te leggen zonder dat er substantieel extra risico ontstaat als gevolg van de geplande klinische behandeling voor deze aandoeningen. De studie zal zowel statische als dynamische netwerkconnectiviteitspatronen onderzoeken, gedefinieerd met behulp van statische en dynamische grafiekstatistieken die connectiviteit op verschillende schaalniveaus (lokaal, interregionaal, mondiaal) meten. De studie veronderstelt dat structurele (ook bekend als anatomische) en functionele connectiviteitspatronen van een corticale site bepalen de betekenis ervan voor het taalnetwerk. Om deze hypothese te testen, zal het onderzoek metingen van structurele en functionele connectiviteit gebruiken om te voorspellen welke knooppunten door ECS als kritisch worden bestempeld.
Ten tweede zal de studie de hypothese testen dat de gedragseffecten van ECS ook afhankelijk zijn van direct verstorende cortico-corticale witte stof. De studie zal focale corticale koeling gebruiken als een manier om de respectievelijke effecten op de taalfunctie van koeling (die alleen de cortex remt) te testen in vergelijking met ECS (die de cortex en de onderliggende witte stof kan verstoren), evenals gecombineerde ECS en koeling.
Studietype
Inschrijving (Geschat)
Contacten en locaties
Studie Locaties
-
-
Illinois
-
Chicago, Illinois, Verenigde Staten, 60611
- Northwestern University
-
-
Iowa
-
Iowa City, Iowa, Verenigde Staten, 52242
- University of Iowa
-
-
Maryland
-
Baltimore, Maryland, Verenigde Staten, 21218
- Johns Hopkins University
-
-
Deelname Criteria
Geschiktheidscriteria
Leeftijden die in aanmerking komen voor studie
- Volwassen
- Oudere volwassene
Accepteert gezonde vrijwilligers
Bemonsteringsmethode
Studie Bevolking
Beschrijving
Inclusiecriteria:
- Vereist wakkere, corticale mapping voor hersentumorresectie of implantatie van intracraniale elektroden voor extraoperatieve monitoring van epilepsie
- Voor extraoperatieve patiënten: Geplande elektrodebedekking die ten minste delen van de frontale en temporale of pariëtale kwabben omvat, bij voorkeur zowel de anterieure (inferieure frontale gyrus) als de posterieure taalgebieden (superieure temporale gyrus) in het taaldominante halfrond
- Voor intraoperatieve patiënten: Geplande craniotomie inclusief delen van zowel frontale als temporale anterieure en posterieure taalgebieden in het taaldominante halfrond.
Uitsluitingscriteria:
- Aanzienlijke taal- of spraakstoornissen, inclusief maar niet beperkt tot afasie, dysartrie en apraxie van spraak, waardoor de patiënt consequent wordt verhinderd woorden te spreken
- Niet Engelssprekend (omdat dit een onderzoek is naar taalnetwerken en de tweede taal anders kan worden gecodeerd)
- Verminderde cognitieve functie, zoals vastgesteld door neurologisch onderzoek, zodat de patiënt de testinstructies niet kan volgen of schriftelijke geïnformeerde toestemming kan geven
- Tumor die infiltreert, of binnen 1 cm van, meerdere van de corticale of subcorticale gebieden die in dit voorstel worden bestudeerd (inferieure frontale gyrus, precentrale gyrus, superieure temporale gyrus)
- Ferromagnetische implantaten die MRI-incompatibel zijn of andere contra-indicaties voor MRI
- Zwangerschap
Studie plan
Hoe is de studie opgezet?
Ontwerpdetails
Wat meet het onderzoek?
Primaire uitkomstmaten
Uitkomstmaat |
Maatregel Beschrijving |
Tijdsspanne |
|---|---|---|
|
Kritieke decoderingsprestaties van knooppunten
Tijdsspanne: Maximaal 1 week tijdens ECoG-opname
|
Nauwkeurigheid bij het decoderen van kritieke knooppunten op basis van netwerkconnectiviteitsstatistieken met behulp van machine learning-algoritmen.
|
Maximaal 1 week tijdens ECoG-opname
|
Secundaire uitkomstmaten
Uitkomstmaat |
Maatregel Beschrijving |
Tijdsspanne |
|---|---|---|
|
Taal functie
Tijdsspanne: Maximaal 4 uur tijdens ECoG-opname
|
Taal- of spraakfouten als gevolg van koeling en ECS, beoordeeld door het klinische ECS-mappingteam als reactie op ECS en koeling.
|
Maximaal 4 uur tijdens ECoG-opname
|
Medewerkers en onderzoekers
Sponsor
Onderzoekers
- Hoofdonderzoeker: Marc Slutzky, Northwestern University
Studie record data
Bestudeer belangrijke data
Studie start (Geschat)
Primaire voltooiing (Geschat)
Studie voltooiing (Geschat)
Studieregistratiedata
Eerst ingediend
Eerst ingediend dat voldeed aan de QC-criteria
Eerst geplaatst (Werkelijk)
Updates van studierecords
Laatste update geplaatst (Werkelijk)
Laatste update ingediend die voldeed aan QC-criteria
Laatst geverifieerd
Meer informatie
Termen gerelateerd aan deze studie
Trefwoorden
Andere studie-ID-nummers
- STU00219749
Informatie over medicijnen en apparaten, studiedocumenten
Bestudeert een door de Amerikaanse FDA gereguleerd geneesmiddel
Bestudeert een door de Amerikaanse FDA gereguleerd apparaatproduct
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 .