Modulação de Sinais de Controle Cognitivo no Córtex Pré-frontal por Estimulação Magnética Transcraniana Rítmica
Modulação de oscilações alfa e teta em uma tarefa retrospectiva de controle cognitivo com estimulação magnética transcraniana rítmica específica de frequência
Objetivo: Neste estudo, os investigadores fornecerão evidências causais para o papel das oscilações alfa e teta no controle cognitivo.
Participantes: Os participantes devem ser saudáveis, com idades entre 18 e 35 anos, destros, capazes de fornecer consentimento informado, dispostos a cumprir todos os procedimentos do estudo e estar disponíveis durante o estudo, falar e entender inglês.
Procedimentos: As oscilações cerebrais alfa e teta serão medidas e, em seguida, arrastadas usando TMS rítmico de frequência específica durante uma tarefa retrospectiva de controle cognitivo.
Visão geral do estudo
Status
Condições
Intervenção / Tratamento
Descrição detalhada
As oscilações neurais são propostas como um mecanismo de coordenação do processamento de informações em regiões distribuídas do córtex. Diferentes oscilações neurais podem corresponder a diferentes cálculos neurais subjacentes. A estimulação cerebral não invasiva permite que os experimentadores modulem oscilações neurais específicas, visando bandas de frequência específicas. Ao coletar eletroencefalografia (EEG) simultânea, a estimulação magnética transcraniana rítmica (TMS) demonstrou anteriormente que arrasta oscilações neurais na frequência da estimulação. Além disso, quando a frequência das oscilações neurais arrastadas é combinada com a frequência da atividade endógena em uma tarefa cognitiva, a estimulação cerebral melhora o desempenho comportamental. Portanto, a estimulação cerebral não invasiva é uma ferramenta promissora para melhorar a cognição, induzindo atividade neural ideal por meio de campos eletromagnéticos aplicados externamente; por exemplo. melhorias no controle cognitivo.
Evidências anteriores implicaram a atividade neural na banda alfa (8-12 Hz) na supressão de informações e a atividade na banda teta (4-7 Hz) na priorização de informações. Foi demonstrado que os paradigmas de tarefas de controle cognitivo provocam atividades distintas em ambas as bandas. Nessa tarefa, os estímulos são lateralizados para o campo visual direito e esquerdo durante a codificação. Após um pequeno atraso, uma dica informa aos participantes quais estímulos (direito ou esquerdo) serão testados. Evidências anteriores descobriram que a atividade alfa no córtex parietal é gerada contralateral a estímulos irrelevantes - apoiando o papel de alfa na supressão de informações - enquanto a atividade teta no córtex frontal aumenta com o número de estímulos a serem lembrados - apoiando o papel de teta na priorização de informações.
Para o estudo atual, os pesquisadores propõem fornecer trens rítmicos de TMS em frequência alfa, frequência teta ou um controle arrítmico para modular o processamento neural durante uma tarefa de controle cognitivo. Ao coletar EEG simultâneo com TMS, os investigadores poderão medir as oscilações arrastadas do TMS rítmico. O objetivo deste experimento é aumentar a atividade teta e alfa observada que é vista com a priorização e supressão de informações bem-sucedidas. Para fornecer evidências causais de que o córtex parietal gera atividade alfa e o córtex frontal gera atividade teta, os pesquisadores aplicarão estimulação TMS rítmica em dois locais do couro cabeludo: o giro frontal médio anterior e o sulco intraparietal inferior. Ao aplicar frequência alfa, frequência teta e TMS arrítmico em cada local, os investigadores poderão examinar a relação causal das oscilações frontais teta na priorização de informações e oscilações parietais alfa na supressão de informações.
Tipo de estudo
Inscrição (Real)
Estágio
- Não aplicável
Contactos e Locais
Locais de estudo
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North Carolina
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Chapel Hill, North Carolina, Estados Unidos, 27516
- University of North Carolina at Chapel Hill
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Critérios de participação
Critérios de elegibilidade
Idades elegíveis para estudo
Aceita Voluntários Saudáveis
Gêneros Elegíveis para o Estudo
Descrição
Critério de inclusão:
- Saudável
- Entre os 18 e os 35 anos
- Destro
- Capaz de fornecer consentimento informado
- Disposto a cumprir todos os procedimentos do estudo
- Disponível para a duração do estudo
- Falar e compreender inglês.
Critério de exclusão:
- Transtorno de Déficit de Atenção e Hiperatividade (atualmente em tratamento)
- Distúrbios e condições neurológicas, incluindo, mas não limitado a: História de epilepsia Convulsões (exceto convulsões febris na infância) Demência
- Histórico de AVC
- Mal de Parkinson
- Esclerose múltipla
- Aneurisma cerebral
- Tumores cerebrais
- Doença médica ou neurológica ou tratamento para um distúrbio médico que possa interferir na participação no estudo (por exemplo, doença cardíaca instável, HIV/AIDS, malignidade, insuficiência hepática ou renal)
- Cirurgia cerebral prévia -Quaisquer dispositivos/implantes cerebrais, incluindo implantes cocleares e clipes de aneurisma -Pacemaker cardíaco -Qualquer outro dispositivo eletrônico implantado -História de lesão cerebral traumática atual -(Para mulheres) Gravidez ou amamentação -Qualquer coisa que, na opinião do investigador, colocaria o participante em maior risco ou impediria a adesão total do participante ou a conclusão do estudo
Plano de estudo
Como o estudo é projetado?
Detalhes do projeto
- Finalidade Principal: Ciência básica
- Alocação: Randomizado
- Modelo Intervencional: Atribuição cruzada
- Mascaramento: Nenhum (rótulo aberto)
Armas e Intervenções
Grupo de Participantes / Braço |
Intervenção / Tratamento |
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Experimental: TMS para o córtex frontal seguido de TMS para o córtex parietal
Os participantes receberão TMS durante a execução de uma tarefa de controle cognitivo.
Em sua primeira sessão de estimulação, a bobina TMS será colocada sobre o córtex frontal do couro cabeludo.
Na segunda sessão, a bobina TMS será colocada sobre o córtex parietal do couro cabeludo.
Durante cada sessão, os indivíduos recebem Theta TMS, Alpha TMS e Arhythmic TMS.
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O TMS será administrado na frequência da oscilação teta endógena de cada sujeito (4-7 Hz)
Outros nomes:
O TMS será administrado na frequência da oscilação alfa endógena de cada sujeito (8-12 Hz)
Outros nomes:
TMS será administrado arritmicamente; ou seja, uma sequência de pulsos com temporização aleatória
Outros nomes:
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Experimental: TMS para o córtex parietal seguido de TMS para o córtex frontal
Os participantes receberão TMS durante a execução de uma tarefa de controle cognitivo.
Na primeira sessão de estimulação, a bobina TMS será colocada sobre o córtex parietal do couro cabeludo.
Na segunda sessão, a bobina TMS será colocada sobre o córtex frontal do couro cabeludo.
Durante cada sessão, os indivíduos recebem Theta TMS, Alpha TMS e Arhythmic TMS.
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O TMS será administrado na frequência da oscilação teta endógena de cada sujeito (4-7 Hz)
Outros nomes:
O TMS será administrado na frequência da oscilação alfa endógena de cada sujeito (8-12 Hz)
Outros nomes:
TMS será administrado arritmicamente; ou seja, uma sequência de pulsos com temporização aleatória
Outros nomes:
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O que o estudo está medindo?
Medidas de resultados primários
Medida de resultado |
Descrição da medida |
Prazo |
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Número de itens lembrados
Prazo: 1 semana
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Os participantes pressionam um botão em um teclado para indicar se os itens sondados combinam ou não com os itens mantidos na memória após a apresentação de uma sugestão retrospectiva.
Os investigadores calculam a porcentagem correta para condições não coincidentes, definidas como a taxa de acertos, e a porcentagem incorreta para condições coincidentes, definidas como a taxa de falsos alarmes.
O número de itens lembrados, geralmente referido como capacidade de memória de trabalho, é calculado como o número de itens a serem lembrados (2, 3 ou 4) vezes a taxa de acertos menos a taxa de alarmes falsos, dividido por um menos a taxa de alarmes falsos .
A faixa de valores é de 0 a 4, onde valores maiores significam melhor desempenho.
Para TMS ao córtex frontal, a capacidade de memória de trabalho é relatada quando o participante foi direcionado para a direita.
Para TMS ao córtex parietal, a capacidade de memória de trabalho é relatada quando o participante foi direcionado para a esquerda.
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1 semana
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Amplitude das oscilações neurais
Prazo: 1 semana
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A atividade elétrica do cérebro é registrada durante a execução da tarefa e estimulação cerebral.
Os investigadores realizarão a convolução da ondaleta de Morlet no sinal elétrico registrado para calcular a amplitude das oscilações neurais nas bandas de frequência: teta (4-7 hertz) e alfa (8-12 hertz).
A amplitude das oscilações neurais é relatada durante a segunda metade da estimulação na região que está sendo estimulada.
A amplitude é normalizada para cada participante como a variação percentual da amplitude durante o período de linha de base (antes do início da tarefa).
Para TMS para o córtex frontal, a amplitude das oscilações teta é relatada e para TMS para o córtex parietal, a amplitude das oscilações alfa é relatada.
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1 semana
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Tempo de resposta
Prazo: 1 semana
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Os participantes pressionam um botão em um teclado para indicar se os itens da sonda correspondem ou não aos itens mantidos na memória após a apresentação de uma sugestão retrospectiva.
Os investigadores calcularão o tempo de resposta dessa escolha como a diferença entre o tempo do pressionamento do botão e a apresentação da sonda.
Para TMS para o córtex frontal, o tempo de resposta é relatado quando o participante foi direcionado para a direita.
Para TMS para o córtex parietal, o tempo de resposta é relatado quando o participante foi direcionado para a esquerda.
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1 semana
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Colaboradores e Investigadores
Patrocinador
Colaboradores
Publicações e links úteis
Publicações Gerais
- Fries P. Rhythms for Cognition: Communication through Coherence. Neuron. 2015 Oct 7;88(1):220-35. doi: 10.1016/j.neuron.2015.09.034.
- Klimesch W, Sauseng P, Hanslmayr S. EEG alpha oscillations: the inhibition-timing hypothesis. Brain Res Rev. 2007 Jan;53(1):63-88. doi: 10.1016/j.brainresrev.2006.06.003. Epub 2006 Aug 1.
- Albouy P, Weiss A, Baillet S, Zatorre RJ. Selective Entrainment of Theta Oscillations in the Dorsal Stream Causally Enhances Auditory Working Memory Performance. Neuron. 2017 Apr 5;94(1):193-206.e5. doi: 10.1016/j.neuron.2017.03.015. Epub 2017 Mar 23.
- Roux F, Uhlhaas PJ. Working memory and neural oscillations: alpha-gamma versus theta-gamma codes for distinct WM information? Trends Cogn Sci. 2014 Jan;18(1):16-25. doi: 10.1016/j.tics.2013.10.010. Epub 2013 Nov 19.
- Hanslmayr S, Matuschek J, Fellner MC. Entrainment of prefrontal beta oscillations induces an endogenous echo and impairs memory formation. Curr Biol. 2014 Apr 14;24(8):904-9. doi: 10.1016/j.cub.2014.03.007. Epub 2014 Mar 27.
- Popov T, Popova P, Harkotte M, Awiszus B, Rockstroh B, Miller GA. Cross-frequency interactions between frontal theta and posterior alpha control mechanisms foster working memory. Neuroimage. 2018 Nov 1;181:728-733. doi: 10.1016/j.neuroimage.2018.07.067. Epub 2018 Jul 31.
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- Romei V, Thut G, Silvanto J. Information-Based Approaches of Noninvasive Transcranial Brain Stimulation. Trends Neurosci. 2016 Nov;39(11):782-795. doi: 10.1016/j.tins.2016.09.001. Epub 2016 Sep 30.
- Thut G, Veniero D, Romei V, Miniussi C, Schyns P, Gross J. Rhythmic TMS causes local entrainment of natural oscillatory signatures. Curr Biol. 2011 Jul 26;21(14):1176-85. doi: 10.1016/j.cub.2011.05.049. Epub 2011 Jun 30.
- Wallis G, Stokes M, Cousijn H, Woolrich M, Nobre AC. Frontoparietal and Cingulo-opercular Networks Play Dissociable Roles in Control of Working Memory. J Cogn Neurosci. 2015 Oct;27(10):2019-34. doi: 10.1162/jocn_a_00838. Epub 2015 Jun 4.
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- Wolinski N, Cooper NR, Sauseng P, Romei V. The speed of parietal theta frequency drives visuospatial working memory capacity. PLoS Biol. 2018 Mar 14;16(3):e2005348. doi: 10.1371/journal.pbio.2005348. eCollection 2018 Mar.
- Rouder JN, Morey RD, Morey CC, Cowan N. How to measure working memory capacity in the change detection paradigm. Psychon Bull Rev. 2011 Apr;18(2):324-30. doi: 10.3758/s13423-011-0055-3.
Datas de registro do estudo
Datas Principais do Estudo
Início do estudo (Real)
Conclusão Primária (Real)
Conclusão do estudo (Real)
Datas de inscrição no estudo
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Enviado pela primeira vez que atendeu aos critérios de CQ
Primeira postagem (Real)
Atualizações de registro de estudo
Última Atualização Postada (Real)
Última atualização enviada que atendeu aos critérios de controle de qualidade
Última verificação
Mais Informações
Termos relacionados a este estudo
Outros números de identificação do estudo
- 18-1789
- R01MH111889 (Concessão/Contrato do NIH dos EUA)
Informações sobre medicamentos e dispositivos, documentos de estudo
Estuda um medicamento regulamentado pela FDA dos EUA
Estuda um produto de dispositivo regulamentado pela FDA dos EUA
produto fabricado e exportado dos EUA
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