- ICH GCP
- US Clinical Trials Registry
- Klinisk utprøving NCT04011670
Nevroplastiske endringer av motorisk cortex av koffein
Nevroplastiske endringer av motorisk cortex av koffein: forskjeller mellom koffein- og ikke-koffeinbrukere og påvirkning av årvåkenhet under stimulering
Koffein er et psykostimulerende stoff. Det fungerer som en konkurrerende antagonist ved adenosinreseptorer, som også modulerer kortikal eksitabilitet. Ved dyp hjernestimulering (DBS) forklarer produksjonen av adenosin etter frigjøring av adenosintrifosfat (ATP) reduksjonen av skjelving. Binding av adenosin til adenosin A1-reseptorer 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.
Basert på dette funnet, antar etterforskerne at den antagonistiske effekten av koffein foreløpig kan blokkere de eksitatoriske effektene av transkraniell vekselstrømstimulering (tACS). Plassitetseffektene kan variere mellom koffeinbrukere og ikke-koffeinbrukere avhengig av tilgjengeligheten av reseptorbindingssteder.
Bortsett fra det, er et stort problem i NIBS-studier inkludert de som studerer motorfremkalte potensialer responsvariabiliteten både innen og mellom individer. Variabiliteten av motoriske fremkalte potensialer (MEPs) kan påvirkes av mange faktorer. Iboende for koffein er dens effekt på årvåkenhet. I denne studien skal etterforskeren overvåke deltakerens årvåkenhet ved pupillometri for å (1) bedre forstå faktorene som kan forårsake variasjoner i transkranielle eksitabilitetsinduksjonsstudier og (2) for å skille den direkte farmakologiske effekten fra den indirekte oppmerksomhetseffekten av koffein.
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 i alderen 18-45 år.
- Høyrehendt (Oldfield 1971).
- Fri villig deltakelse og skriftlig, informert samtykke fra alle forsøkspersoner innhentet før studiestart.
- Deltakerens vekt er over 60 kg
Ekskluderingskriterier:
- Alder < 18 eller > 45 år gammel;
- Venstrehåndsdominerende;
- Bevis på en kronisk sykdom eller historie med en forstyrrelse i nervesystemet
- 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
- Amming
- Intoleranse for 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
Deltakerne vil motta en koffeintablett og alle elektriske stimuleringer i tilfeldig rekkefølge (tACS 140 Hz ved 1 mA og sham-tACS).
Deltakerens årvåkenhetsstatus vil overvåkes basert på aktiv årvåkenhetstilstand eller passiv årvåkenhetstilstand.
|
|
|
PLACEBO_COMPARATOR: Placebo gruppe
Deltakerne vil motta en placebotablett og alle elektriske stimuleringer i tilfeldig rekkefølge (tACS 140 Hz ved 1 mA og sham-tACS).
Deltakerens årvåkenhetsstatus vil overvåkes basert på aktiv årvåkenhetstilstand eller passiv årvåkenhetstilstand.
|
|
Hva måler studien?
Primære resultatmål
Resultatmål |
Tiltaksbeskrivelse |
Tidsramme |
|---|---|---|
|
Nevroplastiske endringer i kortikale områder
Tidsramme: Baseline (forhåndsmåling), umiddelbart etter intervensjon, 5 minutter, 10 minutter, 15 minutter, 20 minutter, 25 minutter, 30 minutter
|
Motorisk cortex-plastisitet måles fra endringene i amplituden til de motoriske fremkalte potensialene (MEPs) på forskjellige tidspunkter.
Transkraniell magnetisk stimulering (TMS) vil bli brukt til å måle MEP-amplituder.
|
Baseline (forhåndsmåling), umiddelbart etter intervensjon, 5 minutter, 10 minutter, 15 minutter, 20 minutter, 25 minutter, 30 minutter
|
|
Påvirkning av årvåkenhet under stimulering
Tidsramme: 10 minutter
|
Deltakers nivå av årvåkenhet overvåkes fra pupilldiameter og pupilluroindeks (PUI) ved hjelp av pupillometer.
Denne målingen utføres i løpet av 10 minutter med transkraniell vekselstrømstimulering (tACS)
|
10 minutter
|
Sekundære resultatmål
Resultatmål |
Tiltaksbeskrivelse |
Tidsramme |
|---|---|---|
|
Genetisk polymorfisme
Tidsramme: 1 år
|
Hjerneavledet neurotrofisk faktor (BDNF) genpolymorfismer på kortikal plastisitet
|
1 år
|
Samarbeidspartnere og etterforskere
Etterforskere
- Hovedetterforsker: Walter Paulus, University Medical Center Goettingen, 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.
- 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.
- Antal A, Chaieb L, Moliadze V, Monte-Silva K, Poreisz C, Thirugnanasambandam N, Nitsche MA, Shoukier M, Ludwig H, Paulus W. Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) gene polymorphisms shape cortical plasticity in humans. Brain Stimul. 2010 Oct;3(4):230-7. doi: 10.1016/j.brs.2009.12.003. Epub 2010 Jan 14.
- Biabani M, Farrell M, Zoghi M, Egan G, Jaberzadeh S. The minimal number of TMS trials required for the reliable assessment of corticospinal excitability, short interval intracortical inhibition, and intracortical facilitation. Neurosci Lett. 2018 May 1;674:94-100. doi: 10.1016/j.neulet.2018.03.026. Epub 2018 Mar 15.
- Cavaleri R, Schabrun SM, Chipchase LS. The number of stimuli required to reliably assess corticomotor excitability and primary motor cortical representations using transcranial magnetic stimulation (TMS): a systematic review and meta-analysis. Syst Rev. 2017 Mar 6;6(1):48. doi: 10.1186/s13643-017-0440-8.
- Cuypers K, Thijs H, Meesen RL. Optimization of the transcranial magnetic stimulation protocol by defining a reliable estimate for corticospinal excitability. PLoS One. 2014 Jan 24;9(1):e86380. doi: 10.1371/journal.pone.0086380. eCollection 2014.
- Goldsworthy MR, Hordacre B, Ridding MC. Minimum number of trials required for within- and between-session reliability of TMS measures of corticospinal excitability. Neuroscience. 2016 Apr 21;320:205-9. doi: 10.1016/j.neuroscience.2016.02.012. Epub 2016 Feb 9.
- Hanajima R, Tanaka N, Tsutsumi R, Shirota Y, Shimizu T, Terao Y, Ugawa Y. Effect of caffeine on long-term potentiation-like effects induced by quadripulse transcranial magnetic stimulation. Exp Brain Res. 2019 Mar;237(3):647-651. doi: 10.1007/s00221-018-5450-9. Epub 2018 Dec 10.
- Karabanov A, Ziemann U, Hamada M, George MS, Quartarone A, Classen J, Massimini M, Rothwell J, Siebner HR. Consensus Paper: Probing Homeostatic Plasticity of Human Cortex With Non-invasive Transcranial Brain Stimulation. Brain Stimul. 2015 May-Jun;8(3):442-54. doi: 10.1016/j.brs.2015.01.404. Epub 2015 Apr 1.
- Di Lazzaro V, Pellegrino G, Di Pino G, Corbetto M, Ranieri F, Brunelli N, Paolucci M, Bucossi S, Ventriglia MC, Brown P, Capone F. Val66Met BDNF gene polymorphism influences human motor cortex plasticity in acute stroke. Brain Stimul. 2015 Jan-Feb;8(1):92-6. doi: 10.1016/j.brs.2014.08.006. Epub 2014 Aug 23.
- Lewis GN, Signal N, Taylor D. Reliability of lower limb motor evoked potentials in stroke and healthy populations: how many responses are needed? Clin Neurophysiol. 2014 Apr;125(4):748-754. doi: 10.1016/j.clinph.2013.07.029. Epub 2013 Oct 5.
- Muller-Dahlhaus F, Ziemann U. Metaplasticity in human cortex. Neuroscientist. 2015 Apr;21(2):185-202. doi: 10.1177/1073858414526645. Epub 2014 Mar 11.
- Ridding MC, Ziemann U. Determinants of the induction of cortical plasticity by non-invasive brain stimulation in healthy subjects. J Physiol. 2010 Jul 1;588(Pt 13):2291-304. doi: 10.1113/jphysiol.2010.190314. Epub 2010 May 17.
- Robertson D, Wade D, Workman R, Woosley RL, Oates JA. Tolerance to the humoral and hemodynamic effects of caffeine in man. J Clin Invest. 1981 Apr;67(4):1111-7. doi: 10.1172/jci110124.
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
- 33/3/19
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. .