- ICH GCP
- US Clinical Trials Registry
- Klinisk utprøving NCT05732649
Forbedring av visuell persepsjon og visuo-motorisk læring med nevrofeedback av hjernenettverksinteraksjon. (NF-BrainNet)
Nevrovitenskap har lenge fokusert på å forstå hjerneaktivitet under oppgaveutførelse. Som et resultat tar nåværende treningsmetoder sikte på å maksimere hjerneaktivering under en trent oppgave. Nye bevis viser imidlertid at dette kanskje ikke er en effektiv vei å gå. Menneskelige forsøkspersoner oppnår maksimal ytelse bare når hjernenettverket er i en tilstand av høy spontan interaksjon og kommunikasjon mellom hjerneregioner før trening eller, med andre ord, i en tilstand av høy "nettverkskommunikasjon". I dette tilfellet kreves minimal innsats under oppgaven. Dette krever nye læringsstrategier som tar sikte på å indusere høyere nettverkskommunikasjon før oppgaveutførelse. Etterforskerne har tidligere vist at friske mennesker kan lære å øke nettverkskommunikasjonen av motoriske områder (dvs. områdene som kontrollerer bevegelse) når de mottar sanntids tilbakemelding på sin nåværende aktivitet, som er kjent som nevrofeedback. I neurofeedback får forsøkspersoner kontinuerlig tilbakemelding om tilstanden til hjerneaktiviteten deres i et nåværende øyeblikk. Gjennom denne tilbakemeldingen kan de lære å endre sin egen hjerneaktivitet.
Målet med denne studien er å validere neurofeedback som en ny behandlingstilnærming for å indusere høy nettverkskommunikasjon i hvile (dvs. når deltakerne ikke er engasjert i en oppgave), og å teste om denne økte nettverkskommunikasjonen kan forbedre visuell persepsjon og motorisk læring .
Studieoversikt
Status
Forhold
Detaljert beskrivelse
Som etterforskerne har sett i en pilotstudie, er ikke deltakerne i stand til å forbedre nettverkskommunikasjonen av visuelle hjerneregioner (dvs. regioner som behandler lysstimuli) gjennom nevrofeedback når tilbakemeldingene oppfattes med øynene. Derfor er målet med eksperiment 1 å finne en alternativ form for tilbakemelding der deltakerne effektivt kan øke nettverkskommunikasjonen. Konkret vil deltakerne motta neurofeedback i form av en lyd, en vibrasjon på huden eller begge deler. For nevrofeedback som lyd vil etterforskerne bruke avslappende lyder som tidligere har vist seg å forbedre nettverkskommunikasjonen. For nevrofeedback som vibrasjon vil elektriske eller vibrotaktile stimulatorer stimulere både hender og føtter, da tidligere forskning har funnet en positiv effekt på kommunikasjon i hjernenettverk. Den sensoriske stimuleringsintensiteten vil bli modulert basert på det nåværende nivået av nettverkskommunikasjon mellom målhjerneområdet og resten av hjernen. Dermed fører større kommunikasjon til redusert tilbakemeldingsintensitet. Tanken er at forsøkspersoner lærer å opprettholde høy kommunikasjonstilstand uten sensorisk tilbakemelding. Forsøkspersonene vil motta instruksjonen om å senke tilbakemeldingsnivået uten indikasjon på noen spesiell strategi for mentale bilder, ettersom etterforskerne tidligere har observert at ingen spesifikk mental bildeoppgave er i stand til å forbedre alfabånd FC uten tilbakemelding. Til slutt, for å utforske effekter på atferdsnivået, vil etterforskerne i tillegg vurdere visuell persepsjon i begynnelsen og på slutten av hver økt, på samme måte som i en tidligere studie.
I eksperiment 2 er nevrofeedback-modaliteten fra eksperiment 1 tatt i bruk for å teste om økt nettverkskommunikasjon gjennom nevrofeedback kan føre til forbedret visuo-motorisk læring. Visuo-motorisk læring vil bli målt med speiltegningsoppgaven fordi etterforskerne har bevis for gjennomførbarhet fra en tidligere studie og fordi den representerer en god modell for re-læring etter behov i klinikker.
I begge forsøkene skal deltakerne gjennomgå magnetisk resonansavbildning (MRI). Denne MR-en vil øke presisjonen til nevrofeedback.
Studietype
Registrering (Faktiske)
Fase
- Ikke aktuelt
Kontakter og plasseringer
Studiesteder
-
-
-
Bern, Sveits, 3010
- Division of Neurorehabilitation, Department of Neurology, Inselspital, Bern University Hospital, University of Bern, Switzerland.
-
-
Deltakelseskriterier
Kvalifikasjonskriterier
Alder som er kvalifisert for studier
Tar imot friske frivillige
Beskrivelse
Inklusjonskriterier:
- Signert informert samtykke
- Alder minst 18 år gammel
- Normalt eller korrigert til normalt syn
- Ingen nevrologiske eller psykiatriske sykdommer
- Ingen regelmessig inntak av benzodiazepiner eller nevroleptika
Ekskluderingskriterier:
- Ethvert kirurgisk inngrep i hjernen
- Narkotika- eller alkoholmisbruk
- Tilstedeværelse av ikke-MR-sikkert metall i kroppen
Studieplan
Hvordan er studiet utformet?
Designdetaljer
- Primært formål: Behandling
- Tildeling: Randomisert
- Intervensjonsmodell: Faktoriell oppgave
- Masking: Enkelt
Våpen og intervensjoner
Deltakergruppe / Arm |
Intervensjon / Behandling |
|---|---|
|
Eksperimentell: Eksperiment 1
Deltakerne vil delta på tre ulike økter.
I hver økt vil nettverkskommunikasjon ved visuelle områder kobles med intensiteten til en lyd, av en taktil stimulering, eller begge deler.
|
Nettverksinteraksjon målt med EEG ved visuelle områder vil være koblet med intensiteten til en lyd.
Nettverksinteraksjon målt med EEG ved visuelle områder vil være kombinert med intensiteten av taktil stimulering (dvs. elektriske eller vibrotaktile stimulatorer brukt på både hender og føtter).
Nettverksinteraksjon målt med EEG ved visuelle områder vil bli koblet med intensiteten av en lyd- og taktil stimulering.
|
|
Eksperimentell: Eksperiment 2 (gruppe A)
Deltakerne gjennomgår nevrofeedback-trening av nettverkskommunikasjon mellom målhjerneområdet (dvs. venstre øvre parietale område) og resten av hjernen i løpet av ca. 20 minutter (den nøyaktige varigheten vil bli definert med erfaringen fra eksperiment 1), ved bruk av sensorisk tilbakemelding modalitet definert i eksperiment 1.
Deretter utfører de speiltegningsoppgaven.
|
Deltakerne trener for å redusere intensiteten til en sansestimulering (definert i eksperiment 1) som er kombinert med nettverksinteraksjonen i en bestemt hjerneregion.
|
|
Aktiv komparator: Eksperiment 2 (gruppe B)
Deltakerne vil bruke nevrofeedback for å trene nettverkskommunikasjon av et kontrollhjerneområde i den andre (høyre) hjernehalvdelen som ikke er direkte knyttet til visuo-motorisk prosessering eller læring, ellers bruke samme varighet og tilbakemeldingsoppsett.
Denne kontrollbetingelsen gjør det mulig å oppnå en lignende tilbakemeldingsopplevelse og dermed en ekte blending.
Dessuten muliggjør det en evaluering av den romlige spesifisiteten til tilbakemeldingstreningen.
Etter neurofeedback utfører de speiltegningsoppgaven.
|
Deltakerne trener for å redusere intensiteten til en sansestimulering (definert i eksperiment 1) som er kombinert med nettverksinteraksjonen i en bestemt hjerneregion.
|
|
Ingen inngripen: Eksperiment 2 (gruppe C)
Deltakerne vil ikke motta nevrofeedback, men trener direkte speiltegningsoppgaven.
|
Hva måler studien?
Primære resultatmål
Resultatmål |
Tiltaksbeskrivelse |
Tidsramme |
|---|---|---|
|
Endringer i nettverkskommunikasjon
Tidsramme: Alpha-band FC vil bli målt ved hjelp av EEG i 10 minutter (min) før neurofeedback, i ca. 20 min under neurofeedback, og i 10 min etter neurofeedback.
|
Det primære utfallsmålet for begge eksperimentene vil være endringen i nettverkskommunikasjon under nevrofeedback målt med elektroencefalografi (EEG).
Nettverkskommunikasjon vil bli beregnet som alpha-band functional connectivity (FC) som beskrevet i etterforskernes valideringspapirer.
|
Alpha-band FC vil bli målt ved hjelp av EEG i 10 minutter (min) før neurofeedback, i ca. 20 min under neurofeedback, og i 10 min etter neurofeedback.
|
Sekundære resultatmål
Resultatmål |
Tiltaksbeskrivelse |
Tidsramme |
|---|---|---|
|
Visuell oppfatning
Tidsramme: Den visuelle persepsjonsoppgaven vil bli gitt ved starten av hver økt. Deretter, etter 10 min EEG, ca. 20 min neurofeedback, og 10 min EEG vil oppgaven gjentas.
|
Det sekundære utfallsmålet for eksperiment 1 vil være atferdsytelsen i visuell persepsjon.
Bedre visuell ytelse resulterer i en høyere prosentandel av detekterte stimuli enten på venstre eller høyre halvdel av skjermen, som i etterforskernes valideringspapir.
|
Den visuelle persepsjonsoppgaven vil bli gitt ved starten av hver økt. Deretter, etter 10 min EEG, ca. 20 min neurofeedback, og 10 min EEG vil oppgaven gjentas.
|
|
Visuo-motorisk læring
Tidsramme: En forhåndstest på 5 min i speiltegningsoppgaven vil bli oppnådd etter 10 min EEG og 20 min neurofeedback. Deretter, etter 20 min med trening i oppgaven, tas det en etterprøve på 5 min.
|
Det sekundære utfallsmålet for eksperiment 2 vil være læringsgevinsten i en visuo-motorisk læringsoppgave.
Nærmere bestemt er den visuo-motoriske læringsoppgaven som skal brukes speiltegningsoppgaven.
Som i valideringspapirene, er de to variablene av interesse antall feil og gjennomføringstid.
|
En forhåndstest på 5 min i speiltegningsoppgaven vil bli oppnådd etter 10 min EEG og 20 min neurofeedback. Deretter, etter 20 min med trening i oppgaven, tas det en etterprøve på 5 min.
|
Samarbeidspartnere og etterforskere
Samarbeidspartnere
Etterforskere
- Hovedetterforsker: Adrian Guggisberg, Prof. Dr., Division of Neurorehabilitation, Department of Neurology, Inselspital, Bern University Hospital, University of Bern, Switzerland.
Publikasjoner og nyttige lenker
Generelle publikasjoner
- Mottaz A, Solca M, Magnin C, Corbet T, Schnider A, Guggisberg AG. Neurofeedback training of alpha-band coherence enhances motor performance. Clin Neurophysiol. 2015 Sep;126(9):1754-60. doi: 10.1016/j.clinph.2014.11.023. Epub 2014 Dec 6.
- Guggisberg AG, Honma SM, Findlay AM, Dalal SS, Kirsch HE, Berger MS, Nagarajan SS. Mapping functional connectivity in patients with brain lesions. Ann Neurol. 2008 Feb;63(2):193-203. doi: 10.1002/ana.21224.
- Guggisberg AG, Dalal SS, Zumer JM, Wong DD, Dubovik S, Michel CM, Schnider A. Localization of cortico-peripheral coherence with electroencephalography. Neuroimage. 2011 Aug 15;57(4):1348-57. doi: 10.1016/j.neuroimage.2011.05.076. Epub 2011 Jun 7.
- Dubovik S, Pignat JM, Ptak R, Aboulafia T, Allet L, Gillabert N, Magnin C, Albert F, Momjian-Mayor I, Nahum L, Lascano AM, Michel CM, Schnider A, Guggisberg AG. The behavioral significance of coherent resting-state oscillations after stroke. Neuroimage. 2012 May 15;61(1):249-57. doi: 10.1016/j.neuroimage.2012.03.024. Epub 2012 Mar 13.
- Paszkiel S, Dobrakowski P, Lysiak A. The Impact of Different Sounds on Stress Level in the Context of EEG, Cardiac Measures and Subjective Stress Level: A Pilot Study. Brain Sci. 2020 Oct 13;10(10):728. doi: 10.3390/brainsci10100728.
- Freyer F, Reinacher M, Nolte G, Dinse HR, Ritter P. Repetitive tactile stimulation changes resting-state functional connectivity-implications for treatment of sensorimotor decline. Front Hum Neurosci. 2012 May 23;6:144. doi: 10.3389/fnhum.2012.00144. eCollection 2012.
- Allaman L, Mottaz A, Guggisberg AG. Disrupted resting-state EEG alpha-band interactions as a novel marker for the severity of visual field deficits after brain lesion. Clin Neurophysiol. 2021 Sep;132(9):2101-2109. doi: 10.1016/j.clinph.2021.05.029. Epub 2021 Jun 28.
- Allaman L, Mottaz A, Kleinschmidt A, Guggisberg AG. Spontaneous Network Coupling Enables Efficient Task Performance without Local Task-Induced Activations. J Neurosci. 2020 Dec 9;40(50):9663-9675. doi: 10.1523/JNEUROSCI.1166-20.2020. Epub 2020 Nov 6.
- Manuel AL, Guggisberg AG, Theze R, Turri F, Schnider A. Resting-state connectivity predicts visuo-motor skill learning. Neuroimage. 2018 Aug 1;176:446-453. doi: 10.1016/j.neuroimage.2018.05.003. Epub 2018 May 4.
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 (Antatt)
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
- 2022-00976
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
produkt produsert i og eksportert fra USA
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. .