Melhorando a inteligibilidade da fala usando estimulação transcraniana de corrente alternada (tACS) (StimSpeechCom)

Antecedentes e Justificativa Na Europa, 71 milhões de pessoas - 16% da população - sofrem de dificuldades auditivas. Uma das principais consequências da deficiência auditiva é a redução da capacidade de compreensão da fala, especialmente em condições acusticamente desafiadoras, como em ambientes ruidosos ou reverberantes.

O projeto proposto visa desenvolver nossa compreensão dos mecanismos que podem ser explorados para apoiar a compreensão da fala em condições auditivas desafiadoras e como eles podem ser aprimorados em ouvintes com deficiência auditiva e idosos.

Para tanto, os mecanismos neurais compensatórios da integração articulatório-motora serão testados por meio da aplicação de estimulação transcraniana por corrente alternada (tACS) sobre o vMC.

Objetivo(s) O objetivo geral do estudo é lançar luz sobre os mecanismos compensatórios que suportam a compreensão da fala em condições desafiadoras de percepção.

Experimento 1 a 3 O objetivo primário é testar a utilidade da integração auditivo-motora para a compreensão da fala degradada (SD).

Um objetivo secundário é avaliar a interação entre o nível de degradação de DS e a melhoria do desempenho induzida por tACS. Outro objetivo secundário é explorar diferenças potenciais de melhorias induzidas por tACS em ouvintes com deficiência auditiva mais jovens e mais velhos.

Experimento 4 O objetivo principal é testar a utilidade da coerência cérebro-acústica para a compreensão do SIN. O objetivo secundário do Experimento 4 é testar se a coerência cérebro-acústica reflete o processamento em nível de sílaba.

Considerações estatísticas:

Para todos os experimentos, ANOVAs de medidas repetidas de efeito misto serão conduzidas. Testes t pareados corrigidos para comparações múltiplas serão aplicados para comparações post hoc.

Número de participantes com justificativa

As análises de poder foram conduzidas separadamente para cada experimento assumindo um tamanho de efeito intermediário. O resultado da análise de potência sugere que o tamanho total mínimo da amostra para o Experimento 1 seja 30, para os Experimentos 2+3 seja 50 e 60 para o Experimento 4.

Experimento 1 O resultado da análise de poder sugere um tamanho de amostra total mínimo de 30 participantes mais jovens.

Experimento 2-3 O resultado da análise de poder sugere um tamanho de amostra total mínimo de 50, incluindo 25 participantes mais jovens e 25 mais velhos; Experimento 4 O resultado da análise de poder sugere um tamanho de amostra total mínimo de 60, incluindo 30 participantes mais jovens e 30 mais velhos no experimento.

Tratamento de dados ausentes e desistências Desistentes, bem como participantes que devem ser excluídos devido a limiares auditivos abaixo do normal, conforme determinado pela triagem pré-teste, serão substituídos por participantes recém-recrutados. Em caso de falta de dados, as análises são feitas com os dados disponíveis. Os dados de abandono serão analisados ​​e anonimizados após o término da análise de dados.

Intervenção do estudo

A principal intervenção do estudo é a estimulação tACS. Serão utilizados dois protocolos de estimulação.

O Protocolo de Estimulação 1 (SP1) usado nos Experimentos 1-3 envolve estimulação contínua de alta frequência (2 kHz). No experimento 1, o SP1 será aplicado online (durante a gravação do aMEP). Nos experimentos 2-3, o SP1 será aplicado offline (antes do início da tarefa) durante 20 minutos.

O Protocolo de Estimulação 2 (SP2) usado no Experimento 4, envolve estimulação tACS online (durante a execução da tarefa) de envelope de fala de baixa frequência (env) (1-8 Hz).

Em todos os experimentos, a intensidade de estimulação será de 2 mA (valor pico a pico, correspondendo a uma onda senoidal de ±1 mA de amplitude).

A estimulação será entregue através de eletrodos de borracha condutores colocados sobre o córtex motor ventral (vMC). Os eletrodos serão colocados de acordo com o 10-20 International EEG System para identificar o local de destino.

Além disso, a estimulação TMS será aplicada no experimento 1 para medir os potenciais evocados motores articulatórios (aMEPs).

A intensidade da estimulação será de 120% do limiar motor individual dos participantes [3].

O TMS monofásico de pulso único será aplicado sobre o córtex motor labial no vMC para induzir aMEPs.

Procedimentos de estudo

Pré-triagem

• avaliação dos critérios de inclusão/exclusão
• coleta de informações demográficas

Triagem da audição e percepção da fala

• Triagem do limiar auditivo
• Limiar de recepção de fala
• Limite de recepção de texto

Nível de inteligibilidade subjetiva Antes da sessão experimental de cada experimento, será avaliado o nível de inteligibilidade subjetiva, a fim de estimar os níveis de degradação que resultam em desempenho de reconhecimento de 75% (fácil), 50% (médio) e 25% (difícil). A degradação assumirá a forma de codificação de ruído, que permite a manipulação paramétrica da inteligibilidade da fala. Trata-se de uma manipulação que reduz o conteúdo espectral da fala, sem afetar seu conteúdo temporal. O resultado se assemelha a um sussurro robótico rouco.

Experimento 1:

Cada participante é submetido a duas sessões de tACS: uma sessão experimental com tACS online a 2kHz e uma sessão de controle, na qual a estimulação simulada é aplicada, cada uma com duração de 20 minutos (a ordem das sessões é contrabalançada). Durante o experimento, os aMEPs induzidos por TMS serão registrados nos músculos labiais dos participantes.

Experimento 2:

Cada participante passa por duas sessões de tACS: uma sessão experimental em que 2kHz tACS é entregue e uma sessão de controle em que a estimulação simulada é entregue, cada uma com duração de 10 minutos (a ordem da sessão é contrabalançada). No período de 20 minutos após cada sessão de tACS, os participantes ouvirão estímulos de fala degradados em vários níveis de inteligibilidade. Será solicitado que transcrevam as palavras que ouvem (usando um teclado de computador) o mais rápido possível, e com um máximo de 10s por item. Eles serão apresentados com 30 palavras em cada um dos níveis de degradação baixo, médio e alto, bem como 30 estímulos claros, em ordem aleatória.

Experimento 3:

A compreensão da fala de linha de base de voz codificada por ruído dos participantes (para uma descrição do procedimento, consulte a seção 3.2) será avaliada usando o mesmo procedimento de teste do Experimento 1. Em um grupo experimental, o tACS com as mesmas configurações descritas acima (SP1) será usado para induzir aumento da excitabilidade articulatório-motora; em um grupo de controle, o sham tACS será entregue. No período seguinte de 20 minutos, os participantes receberão treinamento sobre fala codificada com ruído. O treinamento consistirá em 250 palavras apresentadas em pares, primeiro uma instância clara de uma palavra, depois sua contraparte degradada, 200 ms após o deslocamento da palavra clara. Os pares de palavras serão apresentados com um intervalo entre tentativas (ITI) de 1500±500ms. Demonstrou-se que esse tipo de apresentação pode ser altamente eficaz para melhorar rapidamente a compreensão de palavras codificadas com ruído: com a apresentação de 120 itens (levando cerca de 10 minutos para serem apresentados), a precisão dos participantes na identificação de palavras melhorou de aproximadamente 20% para mais de 30 % [4]. A compreensão de palavras codificadas por ruído será avaliada novamente após o treinamento.

Experiência 4:

Os participantes passam por duas sessões de tACS, nas quais serão testados na compreensão do DS enquanto recebem tentativas env-tACS ou env-tACS com tempo reverso, intercaladas por tentativas de estimulação simulada. Como no Experimento 1, os participantes serão apresentados a 30 estímulos degradados em cada uma das três extensões diferentes e 30 estímulos claros e serão solicitados a transcrever as palavras que ouvirem em 10 segundos.

Aspectos Adicionais Considerações Éticas Gerais O estudo tem o potencial de carregar tanto um valor científico, associado a melhorar a compreensão dos mecanismos compensatórios que suportam a compreensão degradada da fala, quanto um valor social, pois seus resultados podem informar o desenvolvimento de novas estratégias de intervenção para superar problemas auditivos deficiência ou informar a melhoria dos existentes. Os resultados do estudo são generalizáveis ​​para muitas (se não a maioria) situações de audição sob condições desafiadoras de percepção, como deficiência auditiva. Dado que os maiores encargos sociais da deficiência auditiva estão associados ao declínio auditivo normal relacionado à idade (ou seja, presbiacusia), pretendemos estender a generalização dos resultados para a terceira idade, incluindo uma amostra de participantes de uma população idosa.

Declaração de Boas Práticas Clínicas (GCP) Este estudo será conduzido em conformidade com o protocolo, a versão atual da Declaração de Helsinque, a Conferência Internacional sobre Harmonização-GCP, a Lei Suíça de Pesquisa Humana, bem como outros requisitos legais e regulamentares relevantes localmente

Avaliação de risco-benefício Não há riscos associados às próprias intervenções do estudo, desde que os critérios de exclusão sejam respeitados, com exceção dos raros efeitos leves e transitórios da estimulação tACS. Também não são esperados riscos de acesso não autorizado a dados por meio de terceiros ou identificação indesejada de participantes.

Os estudos também não esperam benefícios imediatos para o participante. No entanto, os participantes (e qualquer outra pessoa) podem se beneficiar dos valores científicos e sociais potencialmente fortes do estudo resultantes de uma melhor compreensão dos mecanismos neurais (compensatórios) envolvidos em desafiar a percepção da fala e dispositivos médicos (por exemplo, aparelhos auditivos) que podem seguir .

Controle de qualidade e proteção de dados Medidas de qualidade Para garantir uma boa qualidade dos dados, todos os membros do projeto são treinados em todos os aspectos importantes relacionados ao estudo. O pessoal receberá conhecimento teórico e prático sobre o dispositivo específico de estimulação cerebral elétrica não invasiva, bem como o protocolo experimental usado no experimento específico em que ele está envolvido, por meio de uma consideração cuidadosa do protocolo experimental e da realização de sessões práticas. Para garantir que os dados não sejam perdidos ou danificados, eles serão armazenados duplamente. O investigador realizará verificações regulares da qualidade dos dados.

Para garantir a qualidade, o patrocinador, o Comitê de Ética ou um monitor de estudo independente pode visitar os locais de pesquisa. O acesso direto aos dados de origem e a todos os arquivos relacionados ao estudo é concedido nessas ocasiões. Todas as partes envolvidas mantêm os dados dos participantes estritamente confidenciais.

Registro de dados e dados de origem

Um formulário eletrônico de relato de caso (e-CRF) será mantido para:

• participantes que foram incluídos* e concluíram o estudo com sucesso
• participantes que foram incluídos* no estudo, mas tiveram que ser excluídos devido à audição subnormal conforme determinado pela pré-triagem (os participantes estão cientes dessa possibilidade, pois será declarado na folha de informações do participante e no consentimento informado) *inclusão é determinado pela assinatura do formulário de consentimento. É responsabilidade do investigador garantir que todos os dados no decorrer do estudo sejam inseridos de forma completa e correta no respectivo banco de dados. Os documentos essenciais devem ser conservados durante, pelo menos, 10 anos após o fim regular ou cessação prematura do respetivo estudo (art. 25 der KlinV). Os e-CRFs não identificarão os participantes pelo nome ou data de nascimento, mas fornecerão IDs de identificação codificados fictícios apropriados. Os e-CRFs serão armazenados em uma planilha Excel protegida por senha e só estarão acessíveis ao pessoal autorizado que necessite dos dados para cumprir suas funções no âmbito do estudo. O investigador principal controlará a entrada correta dos dados no banco de dados.

Os documentos de origem neste estudo são dados demográficos, formulários de consentimento informado, números de randomização, (S)AEs e resultados de exames relevantes. Os dados registrados nos e-CRFs são a identificação anônima do participante, idade, data de participação, critérios de inclusão e exclusão, limiares auditivos, condições atribuídas e avaliação subjetiva do tratamento.

Confidencialidade e codificação Os dados do ensaio e dos participantes serão tratados com a máxima discrição e só estarão acessíveis ao pessoal autorizado que necessite dos dados para cumprir as suas funções no âmbito do estudo. Nos CRFs e outros documentos específicos do estudo, os participantes são identificados apenas por um número de participante exclusivo, armazenado na lista de identificação do participante.

A fim de protegê-lo contra divulgação não autorizada ou acidental, alteração, exclusão, cópia e roubo, mas ao mesmo tempo para garantir a rastreabilidade (trilha de auditoria; ClinO, art. 18), o investigador armazenará a lista de identificação dos participantes em dois formatos. Uma versão eletrônica será armazenada em uma pasta de rede segura do centro de pesquisa responsável (Universidade de Zurique (UZH) ou Inselspital Berna) acessível apenas pelos investigadores. Além disso, uma versão em papel será trancada no edifício Psychologisches Institut do UZH e acessível apenas ao investigador.

Retenção e destruição dos dados do estudo Todos os dados do estudo são arquivados por 10 anos após o término do estudo ou término prematuro do estudo. Todos os dados do estudo (incluindo cópias digitais de documentos físicos) serão armazenados em dois arquivos, a fim de garantir a disponibilidade de uma cópia de segurança caso os arquivos em um dos arquivos sejam corrompidos, modificados incorretamente ou perdidos. Assim, os dados serão armazenados em uma pasta de rede segura do UZH acessível apenas pelos membros do projeto e apenas dentro da rede da Universidade de Zurique, bem como em uma pasta de uma unidade de disco rígido (HDD) de armazenamento em massa protegida por senha. Se uma unidade central de armazenamento de backup da UZH ficar disponível antes do término do estudo, os dados do disco rígido serão movidos para lá. Os dados em papel (ou seja, consentimento informado e questionários) serão trancados no prédio da UZH.

Monitoramento e registro Devido aos baixos riscos associados a este estudo, um monitoramento interno do estudo será aplicado: o investigador principal verificará o protocolo, os dados e os consentimentos informados obtidos pelos membros do projeto regularmente quanto à precisão e garantirá que nenhum dado esteja faltando e armazenamento de dados em conformidade com o protocolo. Os dados/documentos de origem estarão acessíveis aos monitores e as perguntas serão respondidas durante o monitoramento.

O estudo também será registrado em um idioma nacional (alemão) no Swiss National Clinical Trial Portal (SNCTP) via BASEC.

Financiamento/Publicação/Declaração de Interesse O estudo é totalmente financiado pela Swiss National Science Foundation (SNSF). Após análises estatísticas de cada experimento, o gerente do projeto disponibilizará as pré-impressões não publicadas e não revisadas por pares por meio de um portal de acesso aberto (por exemplo, BioRχive®) e fará todos os esforços para publicar os dados em uma publicação científica revisada por pares Diário. Somente dados não clínicos serão disponibilizados de forma anônima. Os resultados do estudo serão comunicados aos participantes se eles indicarem que desejam ser informados sobre os resultados do estudo.

Todos os membros do projeto declaram não haver conflito de interesses.