- ICH GCP
- US Clinical Trials Registry
- Klinisk utprøving NCT03720665
Kortikale eksitabilitetsendringer på den sensorimotoriske cortex indusert av koffeinforbruk: En TMS-studie
Koffein er et mye brukt psykostimulerende stoff og fungerer som en konkurrerende antagonist på adenosinreseptorer. Effekten er på nevroner og gliaceller i alle hjerneområder. Kronisk inntak av koffein fører til toleranse som kan være assosiert med et økt antall bindingssteder i hjernen. Ved dyp hjernestimulering (DBS) forklarer produksjonen av adenosin etter frigjøring av adenosintrifosfat (ATP) reduksjonen av tremor. Binding av adenosin til adenosin A1-reseptor undertrykker eksitatorisk overføring i thalamus og reduserer dermed både tremor- og DBS-induserte bivirkninger. Effekten av adenosin ble også dempet etter administrering av 8-cyklopentyl-1,3-dipropylxanthin (DPCPX) adenosin A1 reseptorantagonist. Derfor ble tilstedeværelsen av en reseptorantagonist som koffein foreslått for å redusere effektiviteten av dyp hjernestimulering (DBS) ved behandling av skjelving og andre bevegelsesforstyrrelser.
I lys av dette funnet, forventer vi at den antagonistiske effekten av koffein er en skyldige i reduksjonen av effektiviteten til enhver stimuleringsprotokoll ved ikke-invasiv stimulering (NIBS). Spesielt de eksitatoriske effektene av en NIBS-protokoll kan foreløpig blokkeres i nærvær av koffein.
I denne studien skal effektene av koffeinforbruk på kortikal eksitabilitet ved sensorimotorisk cortex undersøkes på fokal og ikke-fokal plastisitet. Fokal plastisitet vil bli indusert av paret assosiert stimulering (PAS) og global kortikal plastisitet fra transkraniell vekselstrøm (tACS) stimulering. Ved tACS-stimulering vil 1) en eksitatorisk protokoll (tACS, 140 Hz, 1 mA) og 2) en hemmende protokoll (tACS, 140 Hz, 0,4 mA) med den aktive elektroden over M1 og returelektroden over den orbitofrontale cortex bli brukt. Endringer i kortikal eksitabilitet vurderes ved bruk av transkraniell magnetisk stimulering (TMS) opptak.
Forskningsmål er å undersøke effekten av koffeinforbruk på sensorimotorisk kortikal eksitabilitet og stimuleringsindusert plastisitet. I tillegg utforsker denne studien ytterligere faktorer som vanligvis bidrar til variasjon i kortikale eksitabilitetsstudier. Resultatene forventes å gi en nyttig anbefaling til forskere om å redusere forstyrrende faktorer og dermed forbedre repeterbarheten.
Studieoversikt
Status
Intervensjon / Behandling
Studietype
Registrering (Faktiske)
Fase
- Ikke aktuelt
Kontakter og plasseringer
Studiesteder
-
-
Lower Saxony
-
Goettigen, Lower Saxony, Tyskland, 37075
- Prof. Dr. Walter Paulus
-
-
Deltakelseskriterier
Kvalifikasjonskriterier
Alder som er kvalifisert for studier
Tar imot friske frivillige
Kjønn som er kvalifisert for studier
Beskrivelse
Inklusjonskriterier:
- Mannlige og kvinnelige friske deltakere mellom 18-45 år.
- Høyrehendt (Oldfield 1971).
- Fri villig deltakelse og skriftlig, informert samtykke fra alle forsøkspersoner innhentet før studiestart.
- Deltaker som villig slutter å innta koffeinholdige drikker minst tre dager før eksperimentet utføres
- Deltakerens vekt er over 60 kg
Ekskluderingskriterier:
- Alder < 18 eller > 45 år gammel;
- Venstrehåndsdominerende;
- Spesielt bevis på en kronisk sykdom eller rester av en lidelse i nervesystemet i historien
- slag
- Historie med epileptiske anfall;
- Pacemaker eller dyp hjernestimulering;
- Metallimplantater i hoderegionen (metall brukt i hoderegionen, for eksempel klips etter operasjon av en intracerebral aneurisme (fartøysekk i området av hjernekarene), implantasjon av en kunstig hørselskanal);
- Cerebralt traume med tap av bevissthet i forhistorien;
- Eksistensen av en alvorlig indre (indre organer) eller psykiatrisk (psykisk sykdom)
- Alkohol, medisiner eller narkotikaavhengighet;
- Reseptiv eller global afasi (forstyrrelse av taleforståelse eller i tillegg av tale);
- Deltakelse i en annen vitenskapelig eller klinisk studie innen de siste 4 ukene;
- Svangerskap
- Fortsatt periode
- Deltaker som ikke tåler koffein eller kaffeprodukter
- Deltaker som har unormal hjerteaktivitet fra et elektrokardiografi (EKG) funn
- Vekten er mindre enn 60 kg
Studieplan
Hvordan er studiet utformet?
Designdetaljer
- Primært formål: BASIC_SCIENCE
- Tildeling: TILFELDIG
- Intervensjonsmodell: CROSSOVER
- Masking: DOBBELT
Våpen og intervensjoner
Deltakergruppe / Arm |
Intervensjon / Behandling |
|---|---|
|
ACTIVE_COMPARATOR: Koffein gruppe
|
Koffeingruppe: deltakerne vil motta en koffeintablett og alle elektriske stimuleringer i en tilfeldig rekkefølge [transkraniell elektrisk stimulering (tACS 140 Hz ved 1 mA, 0,4 mA, sham) og paret assosiativ stimulering (PAS 25)] Placebotablett: deltakerne vil motta en placebotablett og alle elektriske stimuleringer i tilfeldig rekkefølge [transkraniell elektrisk stimulering (tACS 140 Hz ved 1 mA, 0,4 mA, sham) og paret assosiativ stimulering (PAS 25)]
|
|
PLACEBO_COMPARATOR: Placebo gruppe
|
Koffeingruppe: deltakerne vil motta en koffeintablett og alle elektriske stimuleringer i en tilfeldig rekkefølge [transkraniell elektrisk stimulering (tACS 140 Hz ved 1 mA, 0,4 mA, sham) og paret assosiativ stimulering (PAS 25)] Placebotablett: deltakerne vil motta en placebotablett og alle elektriske stimuleringer i tilfeldig rekkefølge [transkraniell elektrisk stimulering (tACS 140 Hz ved 1 mA, 0,4 mA, sham) og paret assosiativ stimulering (PAS 25)]
|
Hva måler studien?
Primære resultatmål
Resultatmål |
Tiltaksbeskrivelse |
Tidsramme |
|---|---|---|
|
Kortikale eksitabilitetsendringer indusert av koffeinforbruk
Tidsramme: Grunnlinje (forhåndsmåling), umiddelbart etter intervensjon, 5 minutter, 10 minutter, 15 minutter, 20 minutter, 25 minutter, 30 minutter, 60 minutter
|
Amplitude av motorfremkalt potensiell endring (MEP)
|
Grunnlinje (forhåndsmåling), umiddelbart etter intervensjon, 5 minutter, 10 minutter, 15 minutter, 20 minutter, 25 minutter, 30 minutter, 60 minutter
|
Sekundære resultatmål
Resultatmål |
Tiltaksbeskrivelse |
Tidsramme |
|---|---|---|
|
Hjerneavledet neurotrofisk faktor (BDNF) genpolymorfismer på kortikal plastisitet
Tidsramme: 3-6 måneder
|
Valin (Val) og metionin (Met) alleler (dvs.
Val66Met; Val66Val; Met66Met; Met66Val)
|
3-6 måneder
|
Samarbeidspartnere og etterforskere
Etterforskere
- Hovedetterforsker: Walter Paulus, Prof. Dr, University of Goettingen
Publikasjoner og nyttige lenker
Generelle publikasjoner
- Nitsche MA, Paulus W. Excitability changes induced in the human motor cortex by weak transcranial direct current stimulation. J Physiol. 2000 Sep 15;527 Pt 3(Pt 3):633-9. doi: 10.1111/j.1469-7793.2000.t01-1-00633.x.
- Oldfield RC. The assessment and analysis of handedness: the Edinburgh inventory. Neuropsychologia. 1971 Mar;9(1):97-113. doi: 10.1016/0028-3932(71)90067-4. No abstract available.
- Antal A, Alekseichuk I, Bikson M, Brockmoller J, Brunoni AR, Chen R, Cohen LG, Dowthwaite G, Ellrich J, Floel A, Fregni F, George MS, Hamilton R, Haueisen J, Herrmann CS, Hummel FC, Lefaucheur JP, Liebetanz D, Loo CK, McCaig CD, Miniussi C, Miranda PC, Moliadze V, Nitsche MA, Nowak R, Padberg F, Pascual-Leone A, Poppendieck W, Priori A, Rossi S, Rossini PM, Rothwell J, Rueger MA, Ruffini G, Schellhorn K, Siebner HR, Ugawa Y, Wexler A, Ziemann U, Hallett M, Paulus W. Low intensity transcranial electric stimulation: Safety, ethical, legal regulatory and application guidelines. Clin Neurophysiol. 2017 Sep;128(9):1774-1809. doi: 10.1016/j.clinph.2017.06.001. Epub 2017 Jun 19.
- Stefan K, Kunesch E, Cohen LG, Benecke R, Classen J. Induction of plasticity in the human motor cortex by paired associative stimulation. Brain. 2000 Mar;123 Pt 3:572-84. doi: 10.1093/brain/123.3.572.
- Bekar L, Libionka W, Tian GF, Xu Q, Torres A, Wang X, Lovatt D, Williams E, Takano T, Schnermann J, Bakos R, Nedergaard M. Adenosine is crucial for deep brain stimulation-mediated attenuation of tremor. Nat Med. 2008 Jan;14(1):75-80. doi: 10.1038/nm1693. Epub 2007 Dec 23.
- Cappelletti S, Piacentino D, Sani G, Aromatario M. Caffeine: cognitive and physical performance enhancer or psychoactive drug? Curr Neuropharmacol. 2015 Jan;13(1):71-88. doi: 10.2174/1570159X13666141210215655. Erratum In: Curr Neuropharmacol. 2015;13(4):554. Daria, Piacentino [corrected to Piacentino, Daria].
- Cappelletti S, Piacentino D, Fineschi V, Frati P, Cipolloni L, Aromatario M. Caffeine-Related Deaths: Manner of Deaths and Categories at Risk. Nutrients. 2018 May 14;10(5):611. doi: 10.3390/nu10050611.
- Feurra M, Paulus W, Walsh V, Kanai R. Frequency specific modulation of human somatosensory cortex. Front Psychol. 2011 Feb 2;2:13. doi: 10.3389/fpsyg.2011.00013. eCollection 2011.
- Higdon JV, Frei B. Coffee and health: a review of recent human research. Crit Rev Food Sci Nutr. 2006;46(2):101-23. doi: 10.1080/10408390500400009.
- Marquez-Ruiz J, Leal-Campanario R, Sanchez-Campusano R, Molaee-Ardekani B, Wendling F, Miranda PC, Ruffini G, Gruart A, Delgado-Garcia JM. Transcranial direct-current stimulation modulates synaptic mechanisms involved in associative learning in behaving rabbits. Proc Natl Acad Sci U S A. 2012 Apr 24;109(17):6710-5. doi: 10.1073/pnas.1121147109. Epub 2012 Apr 9.
- Moliadze V, Antal A, Paulus W. Boosting brain excitability by transcranial high frequency stimulation in the ripple range. J Physiol. 2010 Dec 15;588(Pt 24):4891-904. doi: 10.1113/jphysiol.2010.196998.
- Moliadze V, Antal A, Paulus W. Electrode-distance dependent after-effects of transcranial direct and random noise stimulation with extracephalic reference electrodes. Clin Neurophysiol. 2010 Dec;121(12):2165-71. doi: 10.1016/j.clinph.2010.04.033. Epub 2010 Jun 15.
- Moliadze V, Atalay D, Antal A, Paulus W. Close to threshold transcranial electrical stimulation preferentially activates inhibitory networks before switching to excitation with higher intensities. Brain Stimul. 2012 Oct;5(4):505-11. doi: 10.1016/j.brs.2011.11.004. Epub 2012 Feb 22.
- Polania R, Nitsche MA, Korman C, Batsikadze G, Paulus W. The importance of timing in segregated theta phase-coupling for cognitive performance. Curr Biol. 2012 Jul 24;22(14):1314-8. doi: 10.1016/j.cub.2012.05.021. Epub 2012 Jun 7.
- Stefan K, Kunesch E, Benecke R, Cohen LG, Classen J. Mechanisms of enhancement of human motor cortex excitability induced by interventional paired associative stimulation. J Physiol. 2002 Sep 1;543(Pt 2):699-708. doi: 10.1113/jphysiol.2002.023317.
- Zaehle T, Rach S, Herrmann CS. Transcranial alternating current stimulation enhances individual alpha activity in human EEG. PLoS One. 2010 Nov 1;5(11):e13766. doi: 10.1371/journal.pone.0013766.
- Zulkifly MFM, Merkohitaj O, Brockmoller J, Paulus W. Confounding effects of caffeine on neuroplasticity induced by transcranial alternating current stimulation and paired associative stimulation. Clin Neurophysiol. 2021 Jun;132(6):1367-1379. doi: 10.1016/j.clinph.2021.01.024. Epub 2021 Mar 10.
- Zulkifly MFM, Merkohitaj O, Paulus W, Brockmoller J. The roles of caffeine and corticosteroids in modulating cortical excitability after paired associative stimulation (PAS) and transcranial alternating current stimulation (tACS) in caffeine-naive and caffeine-adapted subjects. Psychoneuroendocrinology. 2021 May;127:105201. doi: 10.1016/j.psyneuen.2021.105201. Epub 2021 Mar 15.
Studierekorddatoer
Studer hoveddatoer
Studiestart (FAKTISKE)
Primær fullføring (FAKTISKE)
Studiet fullført (FAKTISKE)
Datoer for studieregistrering
Først innsendt
Først innsendt som oppfylte QC-kriteriene
Først lagt ut (FAKTISKE)
Oppdateringer av studieposter
Sist oppdatering lagt ut (FAKTISKE)
Siste oppdatering sendt inn som oppfylte QC-kriteriene
Sist bekreftet
Mer informasjon
Begreper knyttet til denne studien
Ytterligere relevante MeSH-vilkår
Andre studie-ID-numre
- UMCGoettingen
Plan for individuelle deltakerdata (IPD)
Planlegger du å dele individuelle deltakerdata (IPD)?
Legemiddel- og utstyrsinformasjon, studiedokumenter
Studerer et amerikansk FDA-regulert medikamentprodukt
Studerer et amerikansk FDA-regulert enhetsprodukt
Denne informasjonen ble hentet direkte fra nettstedet clinicaltrials.gov uten noen endringer. Hvis du har noen forespørsler om å endre, fjerne eller oppdatere studiedetaljene dine, vennligst kontakt register@clinicaltrials.gov. Så snart en endring er implementert på clinicaltrials.gov, vil denne også bli oppdatert automatisk på nettstedet vårt. .