Teanina i kofeina w neurofizjologii uwagi (THECNA)

Rekrutacja: Uczestnicy będą rekrutowani poprzez ogłoszenia w mediach społecznościowych, elektroniczne i papierowe tablice ogłoszeń na Texas Tech University (np. Ogłoszenie techniczne, tablice ogłoszeniowe kampusu), lokalne media (np. gazety), media internetowe (np. Craiga) i ulotek umieszczonych na tablicach ogłoszeń poza kampusem. Dziewięciu uczestników zostanie zrekrutowanych po sprawdzeniu pod kątem następujących kryteriów włączenia i wyłączenia.

Wstępna weryfikacja (telefoniczna): Z osobami, które wyrażą zainteresowanie udziałem, skontaktuje się absolwent lub asystent naukowy, który przeprowadzi ustrukturyzowaną rozmowę telefoniczną w celu: 1) dostarczenia informacji związanych z wymaganiami badania oraz potencjalnym ryzykiem i świadczenia 2) Badanie kwalifikowalności na podstawie określonych kryteriów włączenia i wyłączenia. Wszystkie potencjalne osoby zostaną poinformowane, że ich odpowiedzi pozostaną poufne, a udział w rozmowie kwalifikacyjnej w żaden sposób nie zobowiązuje ich do udziału.

Pierwszych 9 uczestników, którzy spełnią kryteria kwalifikacyjne, zostanie umówionych na wizyty (w Texas Tech Neuroimaging Institute; TTNI) natychmiast lub w ciągu 48 godzin od rozmowy telefonicznej, w zależności od uznania każdego potencjalnego uczestnika. Każdy uczestnik będzie zobowiązany do odbycia 5 wizyt w TTNI, zaplanowanych w odstępie co najmniej 5 dni, w celu pełnego udziału w badaniu. Pierwsza wizyta będzie trwała 45 minut, a każda z 4 kolejnych wizyt będzie trwała 90 minut. Uczestnikom przysługuje prawo do wycofania się z badania w dowolnym momencie. W przypadku, gdy przebadany i włączony uczestnik powinien przedwcześnie przerwać badanie, zostaną zrekrutowani dodatkowi uczestnicy, aby utrzymać łączną liczbę 9 osób, które ukończyły badanie. Ponieważ badanie jest projektem krzyżowym, wszyscy uczestnicy będą narażeni na wszystkie warunki eksperymentalne (tj. teanina, kofeina, TC i woda destylowana) w losowej kolejności.

Wymiary:

1. Rozpoznawanie Czasu Reakcji Wizualnej (RVRT) Zadanie: Uczestnicy zostaną z wyprzedzeniem poinstruowani o znaczeniu dokładności w wykonywaniu zadania RVRT. Zostanie wyświetlone niebieskie tło. Uczestnicy zostaną poproszeni o naciśnięcie przycisku na klawiaturze komputera (podczas sesji treningowych) i na ręcznym urządzeniu światłowodowym podczas aktywnych sesji testowych (w skanerze fMRI) za pomocą palca wskazującego dominującej ręki w odpowiedzi na biały błysk trwające 30 ms (bodziec docelowy) tak szybko, jak to możliwe, ignorując czerwony błysk trwający przez 30 ms (bodziec rozpraszający uwagę). Podczas każdego przebiegu zostanie zaprezentowanych 20 ± 2 bodźców z każdej kategorii bodźców, a odstęp między bodźcami zostanie przesunięty do 5000 ms ± 3000 ms. Czas potrzebny do odpowiedzi na bodźce docelowe będzie rejestrowany jako RVRT. Rejestrowane będą również pominięcia i reakcje na bodźce dystraktorowe (błędy).
2. Paradygmat skanowania: Każda sesja skanowania zostanie zaplanowana na 20 minut i będzie składać się z 3 przebiegów skanów fMRI, podczas gdy uczestnicy wykonują zadania RVRT wyświetlane na ekranie LCD i wyświetlane przez lustro przymocowane do cewki nagłownej urządzenia fMRI (każdy przebieg trwające 4 minuty), a następnie skan strukturalny (zależny od T1) trwający 5 minut.

Protokół zbierania danych: Wszyscy zrekrutowani uczestnicy zostaną zaplanowani na 5 wizyt w TTNI w ciągu 48 godzin od otrzymania i późniejszej oceny materiału do wstępnej selekcji pod kątem kryteriów włączenia i wyłączenia. Uczestnicy otrzymają przypomnienie o wizytach za pośrednictwem poczty elektronicznej / telefonu (zgodnie z ich preferencjami) zarówno na 1 tydzień, jak i ponownie na 1 dzień przed każdą wizytą. Wizyty będą umawiane w odstępie co najmniej 5 dni.

1. Pierwsza wizyta: wstępna kontrola, zgoda i szkolenie:

   1. Badanie zostanie dokładnie wyjaśnione, aby wzmocnić wcześniejsze wyjaśnienia i zapewnić pełne zrozumienie.
   2. Uczestnicy zostaną ponownie poddani badaniu przesiewowemu w celu zweryfikowania kryteriów włączenia i wyłączenia poprzez ponowne podanie kwestionariusza przesiewowego i karty bezpieczeństwa MRI przez członka laboratorium BMTR.
   3. Uzyskana zostanie świadoma pisemna zgoda.
   4. Uczestnikowi zostanie nadany numer, który identyfikuje kolejność podawania czterech substancji (tj. teanina, kofeina, TC i placebo) podczas kolejnych wizyt. Kolejność ta zostanie ustalona za pomocą generatora liczb losowych.
   5. Każdy uczestnik otrzyma roztwór 160 mg kofeiny rozpuszczony w 200 ml wody destylowanej w jednorazowym, czystym, nieprzezroczystym, plastikowym kubku do całkowitego spożycia w ciągu 1 minuty, w celu wyszkolenia uczestników w zakresie spożywania wymaganych substancji podczas kolejnych wizyt oraz upewnienie się, że uczestnicy mogą tolerować lekko gorzki smak substancji.
   6. W celu aklimatyzacji uczestników do zadania RVRT, które będą wykonywać w aparacie MRI podczas kolejnych wizyt, każdy z uczestników przeprowadzi sesję treningową, podczas której wykona zadanie RVRT w trzech 5-minutowych sesjach, oddzielonych 60-sekundowymi przerwami na odpoczynek przy komputer przenośny (pod opieką adiunkta/asystenta).
   7. Każdemu uczestnikowi zostanie przypomniane o kolejnych wizytach i znaczeniu przestrzegania wytycznych przygotowawczych.
2. Przygotowanie i podawanie substancji: L-teanina i kofeina będą zakupione w postaci oczyszczonego proszku od zarejestrowanego dostawcy. Obie substancje będą przechowywane w hermetycznych opakowaniach przed przygotowaniem do podania zgodnie z zaleceniami producenta. Wszystkie rozwiązania będą przygotowane do podania z zachowaniem najwyższych standardów higieny. Każdy roztwór L-teaniny zostanie sporządzony poprzez rozpuszczenie 200mg teaniny w proszku w 200ml wody destylowanej. Każdy roztwór kofeiny zostanie sporządzony poprzez rozpuszczenie 160 mg kofeiny w proszku. Zarówno L-teanina, jak i kofeina w proszku (odpowiednio 200 mg i 160 mg) zostaną rozpuszczone w 200 ml podwielokrotności wody destylowanej, aby utworzyć każdy roztwór TC. Jako placebo zostanie użyte dwieście mililitrów wody destylowanej. Każdy roztwór zostanie przygotowany w ciągu 4 godzin od zaplanowanego czasu podania i przechowywany w jednorazowym, czystym, nieprzezroczystym kubku z pokrywką. Uczestnicy zostaną poinstruowani, aby całkowicie spożyć roztwór po podaniu.

3. Przygotowanie uczestników do drugiej, trzeciej, czwartej i piątej wizyty: Wszyscy zrekrutowani uczestnicy zostaną poinstruowani, aby ściśle przestrzegać następujących wytycznych przed drugą, trzecią, czwartą i piątą wizytą, aby zminimalizować zafałszowanie wyników.

   1. Unikaj spożywania alkoholu w ciągu 48 godzin przed badaniem
   2. Unikaj palenia na 12 godzin przed badaniem
   3. Śpij co najmniej 6 godzin w dniu poprzedzającym terminy badań
   4. Unikaj spożywania herbaty, kawy lub pokarmów/napojów zawierających kofeinę w ciągu 12 godzin przed badaniem.

4. Wizyta druga, trzecia, czwarta i piąta: podawanie substancji i badanie MRI:

   1. Uczestnicy zostaną pokrótce przypomnieni o celu badania.
   2. Oceniane będzie przestrzeganie wytycznych dotyczących przygotowania. Jeśli uczestnik zgłosi nieprzestrzeganie wytycznych dotyczących przygotowania, zostanie wycofany z badania.
   3. Roztwór (zawierający odpowiednią substancję/kombinację substancji) do podania każdemu uczestnikowi podczas wizyty zostanie dostarczony w jednorazowym, czystym kubku do spożycia w ciągu 1 minuty.
   4. Zostanie przeprowadzona ankieta dotycząca smaku i właściwości roztworu.
   5. Każdy uczestnik otrzyma ustną recenzję zadania RVRT i będzie mógł przećwiczyć zadanie RVRT na laptopie przez 5 minut.
   6. Każdy uczestnik będzie mógł zrelaksować się, siedząc w wygodnym fotelu, aż do upływu 60 minut od momentu podania roztworu (aby czas działania L-teaniny i kofeiny na mózg osiągnął maksimum).
   7. Połączone funkcjonalne i strukturalne skany MRI zostaną wykonane, gdy uczestnicy zaangażują się w zadania RVRT.
   8. Wizualne skale analogowe (linie o długości 100 mm ze skrajnymi wartościami mierzonego parametru wymienione na każdym końcu; uczestnik ocenia mierzony parametr poprzez zaznaczenie pionowej linii na linii) zostaną zastosowane w celu zmierzenia postrzeganej poprawy/pogorszenia RVRT oraz postrzeganej poprawy/pogorszenia dokładności w zadaniach
   9. Pod koniec piątej wizyty każdy uczestnik zostanie przesłuchany.

Analiza: RVRT zostanie porównany w czterech warunkach (teanina, kofeina, TC i placebo) konstruując model analizy wariancji z powtarzanymi pomiarami (ANOVA) przy użyciu oprogramowania R-statistical. Następnie zostaną przeprowadzone porównania RVRT parami między czterema warunkami, utrzymując współczynnik błędu rodzinnego na poziomie 0,05. Na danych fMRI zostanie przeprowadzona następująca sekwencja operacji z wykorzystaniem biblioteki oprogramowania FMRIB (FSL): badanie wizualne, korekcja zniekształceń, korekcja ruchu, korekcja synchronizacji warstw, wygładzanie przestrzenne i analiza statystyczna. Odpowiedzi BOLD zostaną porównane w czterech warunkach poprzez skonstruowanie modeli ANOVA na poziomie całego mózgu, jak również w obszarach przedniej części kory zakrętu obręczy i przednio-przyśrodkowej kory przedczołowej. Porównania parami odpowiedzi BOLD zostaną również przeprowadzone między warunkami. RVRT, pominięcia i błędy zostaną uwzględnione jako współzmienne w analizie fMRI.