Beta-hendelser og sensorisk persepsjon
4. februar 2026 oppdatert av: Brown University
Årsaksrollen til neokortikale betahendelser i menneskelig sensorisk persepsjon
Lavfrekvente hjernerytmer i alfa (8-14Hz) og beta (15-29Hz) bånd er sterke prediktorer for persepsjon og funksjonell ytelse i en rekke oppgaver, og forstyrres i flere sykdomstilstander.
Hensikten med denne studien er å undersøke en direkte årsakssammenheng mellom lavfrekvente hjernerytmer og sensorisk persepsjon, og å optimalisere vanlig brukte TMS-paradigmer for å påvirke sensorisk prosessering og persepsjon på en lignende måte som endogene rytmer.
For å gjøre det, kombinerer denne studien human magnetisk resonansavbildning (MRI), elektroencefalografi (EEG), ikke-invasiv hjernestimulering (transkraniell magnetisk stimulering; TMS), og biofysisk prinsippbasert beregningsnevral modellering.
Studieoversikt
Status
Fullført
Forhold
Intervensjon / Behandling
Detaljert beskrivelse
Tidligere studier har vist at lavfrekvente hjernerytmer med høy effekt i alfa (8-14) og beta (15-29 Hz) bånd i primær somatosensorisk cortex (SI) er assosiert med en redusert sannsynlighet for å oppfatte taktile stimuli ved perseptuell terskel, og kan moduleres med oppmerksomhet. Videre fremstår betaaktivitet med høy effekt i SI som korte "hendelser" (<150 ms) i data uten gjennomsnitt, hvis hastighet og timing ligger til grunn for oppmerksomhets- og perseptuelle effekter forbundet med høy betastyrke.
I denne studien brukes menneskelig elektroencefalografi (EEG) og en ikke-smertefull taktil deteksjonsoppgave for å vurdere om og hvordan hastigheten og tidspunktet for pågående rytmiske hendelser i alfa/beta-båndene før en taktil stimulus forårsaker berøringsoppfatning, og hvordan dette gjelder oppmerksomhet. En tilpasset TMS-protokoll som er antatt å etterligne endogene beta-frekvens-hendelsesmønstre, brukes for å teste om TMS kan påvirke persepsjonen på lignende måte. Til slutt brukes beregningsmessig nevrale modellering designet for å simulere EEG-signaler i makroskala for å hjelpe til med tolkningen av potensielle nevrale kretsmekanismer som ligger til grunn for trekk ved innhentede EEG-data.
TMS-EEG-komponentene i denne studien vil bruke en crossover-design innen fag. I de første studieøktene vil deltakerne ha en MR. I påfølgende studieøkter vil deltakerne fullføre en taktil deteksjonsoppgave mens EEG-data registreres samtidig med online aktiv eller falsk TMS. Analyser vil fokusere på å sammenligne deteksjonssannsynligheter for taktile stimuli presentert ved perseptuell terskel og taktile fremkalte responspotensialbølgeformer mellom forsøk der TMS-pulser eller endogene beta-hendelser forekommer med lignende timing og intensitet.
Studietype
Intervensjonell
Registrering (Faktiske)
39
Fase
- Ikke aktuelt
Kontakter og plasseringer
Denne delen inneholder kontaktinformasjon for de som utfører studien, og informasjon om hvor denne studien blir utført.
Studiesteder
-
-
Rhode Island
-
Providence, Rhode Island, Forente stater, 02906
- Brown University, Carney Institute for Brain Science Human Testing Space (HuTS)
-
-
Deltakelseskriterier
Forskere ser etter personer som passer til en bestemt beskrivelse, kalt kvalifikasjonskriterier. Noen eksempler på disse kriteriene er en persons generelle helsetilstand eller tidligere behandlinger.
Kvalifikasjonskriterier
Alder som er kvalifisert for studier
18 år til 65 år (Voksen, Eldre voksen)
Tar imot friske frivillige
Ja
Beskrivelse
Inklusjonskriterier:
- Evne til å gi informert samtykke/samtykke
- Alder: 18-65 år
- Flytende engelsk: Deltakerne må kunne forstå screeningsspørreskjemaer og oppgaveinstruksjoner muntlig/skrevet på engelsk.
- Høyrehendt: å redusere heterogenitet relatert til hånddominans, siden vår oppgave involverer berøringsoppfatning på hånden, og undersøkelse av nevrale korrelater i lateraliserte hjerneregioner.
Ekskluderingskriterier:
- Historie med besvimelsesanfall av ukjent eller ubestemt etiologi som kan utgjøre anfall
- Historie med anfall, diagnose av epilepsi eller umiddelbar (1. grads slektning) familiehistorie epilepsi
- Enhver progressiv (f.eks. nevrodegenerativ) nevrologisk lidelse
- Kroniske medisinske tilstander som kan forårsake en medisinsk nødsituasjon i tilfelle et provosert anfall (hjertemisdannelse, hjerterytmeforstyrrelser, astma, etc.)
- Metallimplantater (unntatt tannfyllinger)
- Pacemaker
- Implantert medisinpumpe eller cochleaimplantat
- Vagal nervestimulator
- Dyp hjernestimulator
- TENS-enhet (med mindre den er fjernet fullstendig for studien)
- Ventrikulo-peritoneal shunt
- Tegn på økt intrakranielt trykk
- Intrakraniell lesjon
- Anamnese med hodeskade som resulterer i langvarig tap av bevissthet
- Svangerskap
- Deltakere som har mottatt tidligere TMS for medisinsk behandlingsformål.
- Intellektuell funksjonshemming eller autismespekterforstyrrelse (ASD)
- Aktiv psykose, diagnose av unipolar depresjon eller bipolar lidelse, aktive alvorlige rusmiddelbruksforstyrrelser (i løpet av den siste måneden), eller aktive selvmordsintensjoner eller ideer.
- Tilstander som kan resultere i manglende evne til effektivt å utføre den taktile deteksjonsoppgaven, inkludert tap av følelse, nevropati eller nerveskade i hender eller føtter, kroniske smerter eller fibromyalgi, og smerter på grunn av kreft, infeksjon eller leddgikt.
- Hvis deltakeren aktivt tar noen av medisinene som øker risikoen for TMS som angitt nedenfor, om de har inntatt alkohol eller andre misbruksmedisiner (se https://www.drugabuse.gov/drugs-abuse) på dag for studieøkten (før økten).
Kontraindiserte medisiner:
alcohol Amitriptyline Amphetamines ampicillin Anticholinergics Antihistamines aripiprazole BCNU **bupropion** cephalosporins chlorambucil chloroquine Chlorpromazine citalopram Clozapine Cocaine cyclosporine cytosine arabinoside Doxepine duloxetine fluoxetine fluphenazine fluvoxamine Foscarnet gamma-hydroxybutyrate (GHB) Ganciclovir haloperidol imipenem Imipramine isoniazid ketamine levofloxacin Lithium Maprotiline MDMA (ecstasy) mefloquine methotrexate metronidazol mianserin mirtazapin Nortriptylin olanzapin paroksetin penicillin fencyklidin (PCP, englestøv) pimozid quetiapin reboxetin risperidon Ritonavir **Sertralin** Sympatomimetisk teofyllin venlafaksin vinkristin ziprasidon
Studieplan
Denne delen gir detaljer om studieplanen, inkludert hvordan studien er utformet og hva studien måler.
Hvordan er studiet utformet?
Designdetaljer
- Primært formål: Grunnvitenskap
- Tildeling: Randomisert
- Intervensjonsmodell: Crossover-oppdrag
- Masking: Enkelt
Våpen og intervensjoner
Deltakergruppe / Arm |
Intervensjon / Behandling |
|---|---|
|
Eksperimentell: Aktiv SI-Hand TMS vs. Aktiv Kontroll TMS
Deltakerne mottar taktile stimuli på terskelnivå til tredje finger på høyre hånd og rapporterer deteksjon eller ikke-deteksjon.
EEG registreres og TMS-applikasjon utføres samtidig under oppgaven.
I en studieøkt påføres aktiv TMS over håndregionen i den primære somatosensoriske cortex (SI-Hand).
I en annen studieøkt påføres aktiv TMS over en kontrollhjerneregion, i en mer superior og lateral lokasjon innenfor SI.
|
Enkeltpulser av TMS vil bli levert ved hjelp av en aktiv spole.
Én puls vil bli levert per forsøk (minst 5 sekunder mellom hver) "online" (under den taktile oppdagelsesoppgaven), ved 80 % av den aktive motorterskelen.
TMS vil målrette mot håndområdet i den primære somatosensoriske cortex (SI-Hand).
Enkelte pulser av TMS vil bli levert ved hjelp av en aktiv spole.
Én puls vil bli levert per forsøk (minst 5 sekunder mellom hver) "online" (under den taktile oppdagelsesoppgaven), ved 80 % av den aktive motorterskelen.
TMS vil målrette en kontrollhjerneområde, i en mer overlegen og lateral plassering innenfor SI.
Denne kontrolltilstanden er ment å etterligne de perifere (f.eks. kranielle/ansiktsmuskel- og/eller nerveaktivering, auditivt fremkalt respons), men ikke de biologiske effektene av TMS spesifikt relatert til somatosensorisk oppfatning.
|
|
Eksperimentell: Aktiv SI-Hånd TMS vs. Simulert SI-Hånd TMS
Deltakere mottar taktile stimuli på terskelnivå på tredje finger på høyre hånd og rapporterer om de oppdager dem eller ikke.
EEG registreres og TMS-applikasjoner utføres samtidig under oppgaven.
I en studieøkt påføres aktiv TMS over håndregionen i den primære somatosensoriske cortex (SI-Hand).
I en annen studieøkt påføres sham-TMS over samme målområde (SI-Hand).
|
Enkeltpulser av TMS vil bli levert ved hjelp av en aktiv spole.
Én puls vil bli levert per forsøk (minst 5 sekunder mellom hver) "online" (under den taktile oppdagelsesoppgaven), ved 80 % av den aktive motorterskelen.
TMS vil målrette mot håndområdet i den primære somatosensoriske cortex (SI-Hand).
Enkeltpulser av TMS vil bli levert ved bruk av en sham-spole.
Én puls vil bli levert per forsøk (minst 5 sekunder mellom hver) "online" (under den taktile deteksjonsoppgaven), ved 80% av den aktive motorterskelen.
TMS vil rette seg mot håndområdet i den primære somatosensoriske cortex (SI-Hand).
Denne kontrollbetingelsen er ment å etterligne de perifere (f.eks.
kraniale/ansiktsmuskel- og/eller nervestimuleringer, auditivt fremkalt respons), men ikke de biologiske effektene av TMS spesifikt relatert til somatosensorisk oppfatning.
|
Hva måler studien?
Primære resultatmål
Resultatmål |
Tiltaksbeskrivelse |
Tidsramme |
|---|---|---|
|
Terskelnivå taktil deteksjons treffrate
Tidsramme: Taktil deteksjon ble vurdert mellom TMS og ingen TMS-forsøk kontinuerlig under TMS-intervensjonene – under den aktive SI TMS-økten, og enten under den aktive kontroll TMS- eller sham-kontroll TMS-økten. Øktene var minst 1 uke fra hverandre.
|
Deltakere mottar ett eller ingen taktile stimuli per forsøk og rapporterer deteksjon eller ikke-deteksjon ved å trykke på en knapp.
Taktile stimuli leveres på deltakernes individuelle persepsjonsgrensenivå (oppfattet omtrent halvparten av tiden).
I et gitt forsøk kan TMS også leveres 100 ms før berøringen ('TMS100'), 25 ms etter berøringen ('TMS25'), eller ikke i det hele tatt ('TMS Null'), hver for et like antall forsøk.
'Hit rate' er definert som antall forsøk med korrekt detekterte taktile stimuli delt på totalt antall forsøk der et taktilt stimulus ble presentert.
|
Taktil deteksjon ble vurdert mellom TMS og ingen TMS-forsøk kontinuerlig under TMS-intervensjonene – under den aktive SI TMS-økten, og enten under den aktive kontroll TMS- eller sham-kontroll TMS-økten. Øktene var minst 1 uke fra hverandre.
|
Sekundære resultatmål
Resultatmål |
Tiltaksbeskrivelse |
Tidsramme |
|---|---|---|
|
EEG taktil evokert responspotensial (ERP)
Tidsramme: EEG-målinger ble vurdert mellom TMS- og ikke-TMS-forsøk kontinuerlig under TMS-intervensjonene - under den aktive SI TMS-økten, og under enten den aktive kontroll-TMS- eller sham-kontroll-TMS-økten. Øktene var minst 1 uke fra hverandre.
|
Deltakerne mottar én taktil stimulus per forsøk samtidig med EEG-opptak.
Den EEG-målte ERP umiddelbart etter hver taktil stimulus vurderes og sammenlignes på tvers av betingelser, med og uten TMS ved ulike forsinkelser.
'TMS null' refererer til forsøk der ingen TMS ble levert, 'TMS100' refererer til forsøk der TMS ble levert 100 ms før den taktile stimulensen, og 'TMS25' refererer til forsøk der TMS ble levert 25 ms etter den taktile stimulensen.
'Treffforsøk' er forsøk der den taktile stimulensen ble levert og korrekt oppdaget, og 'bomforsøk' er forsøk der den taktile stimulensen ble levert, men feilaktig ikke oppdaget.
Resultatmålet som beregnes her representerer et tidsvindu mellom 78-161 ms etter den taktile stimulensen, hvor vi forventet å se en signifikant forskjell i signalamplitude mellom treff- og bomforsøk basert på tidligere publikasjoner.
|
EEG-målinger ble vurdert mellom TMS- og ikke-TMS-forsøk kontinuerlig under TMS-intervensjonene - under den aktive SI TMS-økten, og under enten den aktive kontroll-TMS- eller sham-kontroll-TMS-økten. Øktene var minst 1 uke fra hverandre.
|
Samarbeidspartnere og etterforskere
Det er her du vil finne personer og organisasjoner som er involvert i denne studien.
Sponsor
Samarbeidspartnere
Etterforskere
- Hovedetterforsker: Stephanie R Jones, PhD, Brown University
Publikasjoner og nyttige lenker
Den som er ansvarlig for å legge inn informasjon om studien leverer frivillig disse publikasjonene. Disse kan handle om alt relatert til studiet.
Generelle publikasjoner
- Jones SR, Kerr CE, Wan Q, Pritchett DL, Hamalainen M, Moore CI. Cued spatial attention drives functionally relevant modulation of the mu rhythm in primary somatosensory cortex. J Neurosci. 2010 Oct 13;30(41):13760-5. doi: 10.1523/JNEUROSCI.2969-10.2010.
- Sherman MA, Lee S, Law R, Haegens S, Thorn CA, Hamalainen MS, Moore CI, Jones SR. Neural mechanisms of transient neocortical beta rhythms: Converging evidence from humans, computational modeling, monkeys, and mice. Proc Natl Acad Sci U S A. 2016 Aug 16;113(33):E4885-94. doi: 10.1073/pnas.1604135113. Epub 2016 Jul 28.
- Shin H, Law R, Tsutsui S, Moore CI, Jones SR. The rate of transient beta frequency events predicts behavior across tasks and species. Elife. 2017 Nov 6;6:e29086. doi: 10.7554/eLife.29086.
- Jones SR, Pritchett DL, Stufflebeam SM, Hamalainen M, Moore CI. Neural correlates of tactile detection: a combined magnetoencephalography and biophysically based computational modeling study. J Neurosci. 2007 Oct 3;27(40):10751-64. doi: 10.1523/JNEUROSCI.0482-07.2007.
- Jones SR, Pritchett DL, Sikora MA, Stufflebeam SM, Hamalainen M, Moore CI. Quantitative analysis and biophysically realistic neural modeling of the MEG mu rhythm: rhythmogenesis and modulation of sensory-evoked responses. J Neurophysiol. 2009 Dec;102(6):3554-72. doi: 10.1152/jn.00535.2009. Epub 2009 Oct 7.
Studierekorddatoer
Disse datoene sporer fremdriften for innsending av studieposter og sammendragsresultater til ClinicalTrials.gov. Studieposter og rapporterte resultater gjennomgås av National Library of Medicine (NLM) for å sikre at de oppfyller spesifikke kvalitetskontrollstandarder før de legges ut på det offentlige nettstedet.
Studer hoveddatoer
Studiestart (Faktiske)
25. juli 2019
Primær fullføring (Faktiske)
2. november 2024
Studiet fullført (Faktiske)
2. november 2024
Datoer for studieregistrering
Først innsendt
16. august 2019
Først innsendt som oppfylte QC-kriteriene
16. august 2019
Først lagt ut (Faktiske)
20. august 2019
Oppdateringer av studieposter
Sist oppdatering lagt ut (Faktiske)
23. februar 2026
Siste oppdatering sendt inn som oppfylte QC-kriteriene
4. februar 2026
Sist bekreftet
1. september 2025
Mer informasjon
Begreper knyttet til denne studien
Nøkkelord
Andre studie-ID-numre
- 1902002327
- P20GM103645 (U.S. NIH-stipend/kontrakt)
Plan for individuelle deltakerdata (IPD)
Planlegger du å dele individuelle deltakerdata (IPD)?
UBESLUTTE
Legemiddel- og utstyrsinformasjon, studiedokumenter
Studerer et amerikansk FDA-regulert medikamentprodukt
Nei
Studerer et amerikansk FDA-regulert enhetsprodukt
Ja
produkt produsert i og eksportert fra USA
Nei
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. .