Przezczaszkowa ultradźwiękowa neuromodulacja pierwszorzędowej kory wzrokowej i pierwszorzędowej kory słuchowej u ludzi

To badanie oceni wpływ niskointensywnego przezczaszkowego skupionego ultradźwięku (tFUS) na aktywność mózgu u zdrowych dorosłych ochotników. Transkranialna ultrasonografia jest nieinwazyjną techniką, która dostarcza energię akustyczną przez czaszkę do małego, celowanego obszaru mózgu. W przeciwieństwie do innych form nieinwazyjnej stymulacji mózgu, ultradźwięki mogą docierać do głębokich i powierzchownych struktur mózgu z precyzją na poziomie milimetra.<\/p>

Transkranialna ultrasonografia jest obecnie badana jako potencjalne leczenie schorzeń neurologicznych i psychiatrycznych, w tym przewlekłego bólu, uzależnienia i depresji. Jednak optymalne parametry stymulacji dla zwiększania versus zmniejszania aktywności mózgu u ludzi nie są jeszcze dobrze ustalone. Celem tego badania jest określenie, które parametry impulsu ultradźwiękowego powodują mierzalne pobudzenie lub hamowanie aktywności mózgu w korze ludzkiej.<\/p>

Badanie skupi się na dwóch obszarach mózgu: pierwotnej korze wzrokowej i pierwotnej korze słuchowej. Te regiony zostały wybrane, ponieważ stymulacja tych obszarów może wywoływać doświadczenia percepcyjne, takie jak widzenie błysków światła lub słyszenie dźwięków. Te raporty percepcyjne, wraz z rejestracjami mózgu, pozwalają badaczom bezpośrednio ocenić, jak ultradźwięki wpływają na aktywność neuronalną.<\/p>

Uczestnicy odbędą trzy wizyty.<\/p>

Podczas Wizyty 1 uczestnicy przejdą świadomą zgodę, podstawowe testy funkcji wzrokowych lub słuchowych oraz obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (MRI). Skanowanie MRI zostanie wykorzystane do zidentyfikowania indywidualnej anatomii mózgu każdego uczestnika i precyzyjnego zlokalizowania celu stymulacji.<\/p>

Podczas Wizyty 2 uczestnicy przejdą stymulację ultradźwiękami, podczas gdy aktywność mózgu będzie rejestrowana za pomocą elektroencefalografii (EEG). EEG jest nieinwazyjną metodą, która mierzy sygnały elektryczne ze skóry głowy. Podstawowe odpowiedzi mózgu na bodźce wzrokowe lub słuchowe zostaną zarejestrowane przed stymulacją. Następnie ultradźwięki będą dostarczane w krótkich seriach, podczas gdy EEG będzie nadal rejestrować aktywność mózgu. Uczestnicy mogą zostać poproszeni o zgłoszenie wszelkich odczuć doświadczanych podczas stymulacji. Po stymulacji zostaną wykonane dodatkowe rejestracje EEG i testy behawioralne w celu oceny krótkoterminowych efektów.<\/p>

Trzy różne czasy trwania impulsu ultradźwiękowego będą testowane w losowej kolejności. Każdy warunek stymulacji będzie składał się z krótkich serii oddzielonych okresami odpoczynku. Całkowity czas stymulacji będzie ograniczony, a między warunkami będą włączone przerwy.<\/p>

Podczas Wizyty 3, która odbędzie się co najmniej tydzień później, uczestnicy powtórzą testy behawioralne i przejdą kontrolne strukturalne skanowanie MRI, aby potwierdzić, że nie wystąpiły zmiany strukturalne.<\/p>

Intensywności ultradźwięków stosowane w tym badaniu są poniżej ustalonych limitów bezpieczeństwa amerykańskiej Agencji Żywności i Leków (FDA) dla ultrasonografii diagnostycznej. Szczytowa średnia intensywność impulsu w przestrzeni (Isppa) i szczytowa średnia intensywność czasowa w przestrzeni (Ispta) będą utrzymywane poniżej limitów ekspozycji FDA, nawet przed uwzględnieniem tłumienia sygnału przez czaszkę. Wartości indeksu mechanicznego (MI) również pozostaną poniżej zalecanych progów bezpieczeństwa. Na podstawie wcześniejszych badań na ludziach z udziałem tysięcy uczestników, ryzyko poważnych działań niepożądanych jest uważane za bardzo niskie.<\/p>

Potencjalne ryzyka obejmują tymczasowy dyskomfort skóry głowy, łagodne podrażnienie skóry od żelu ultradźwiękowego lub przejściowe efekty sensoryczne, takie jak błyski światła lub dźwięki. Chociaż napady padaczkowe nie zostały zgłoszone w badaniach na ludziach przy użyciu tych parametrów, ultradźwięki modulują aktywność mózgu, i istnieje teoretyczne ryzyko podobne do innych nieinwazyjnych metod stymulacji mózgu. Uczestnicy będą monitorowani podczas wszystkich procedur.<\/p>

Nie ma bezpośredniej korzyści medycznej dla uczestników. Jednak wyniki tego badania mogą pomóc w kierowaniu rozwojem terapii opartych na ultradźwiękach dla zaburzeń neurologicznych i psychiatrycznych oraz poprawić zrozumienie, jak celowana stymulacja mózgu wpływa na percepcję sensoryczną.<\/p>

Zebrane dane będą obejmować obrazy MRI, rejestracje EEG, pomiary wydajności behawioralnej oraz doświadczenia zgłaszane przez uczestników. Wszystkie dane zostaną zakodowane i bezpiecznie przechowywane zgodnie z politykami instytucjonalnymi.<\/p>