Теанин и кофеин в нейрофизиологии внимания (THECNA)

Набор участников: участники будут набираться с помощью рекламы в социальных сетях, электронных и печатных досках объявлений в Техасском техническом университете (например, Tech Announce, доски объявлений кампуса), местные СМИ (например, газеты), веб-СМИ (например, Крейга) и листовки, размещенные на досках объявлений за пределами кампуса. Девять участников будут набраны после проверки на соответствие следующим критериям включения и исключения.

Предварительный отбор (по телефону): с лицами, выразившими заинтересованность в участии, свяжется выпускник или научный сотрудник бакалавриата, который проведет структурированное телефонное интервью, чтобы: 1) предоставить информацию, связанную с требованиями исследования, а также с потенциальными рисками. и преимущества 2) Проверка на соответствие требованиям на основе конкретных критериев включения и исключения. Все потенциальные испытуемые будут проинформированы о том, что их ответы останутся конфиденциальными и что участие в отборочном интервью никоим образом не обязывает их участвовать.

Первые 9 участников, отвечающие критериям приемлемости, будут назначены на прием (в Техасский технический институт нейровизуализации; TTNI) немедленно или в течение 48 часов после телефонного разговора, в зависимости от усмотрения каждого потенциального участника. Каждый участник должен будет совершить 5 посещений TTNI с интервалом не менее 5 дней, чтобы завершить свое участие в исследовании. Продолжительность первого посещения составляет 45 минут, а продолжительность каждого из 4 последующих посещений — 90 минут. Участникам будет предоставлено право выйти из исследования в любой момент. В случае, если прошедший скрининг и включенный участник должен прекратить исследование досрочно, будут набраны дополнительные субъекты, чтобы поддерживать общее количество участников исследования на уровне 9 участников. Поскольку исследование является перекрестным, все участники будут подвергаться воздействию всех экспериментальных условий (т. теанин, кофеин, ТС и дистиллированная вода) в случайном порядке.

Размеры:

1. Распознавание времени визуальной реакции (RVRT) Задача: Участники будут заранее проинструктированы о важности точности при выполнении задачи RVRT. Будет представлен синий фон. Участникам будет предложено нажать кнопку на клавиатуре компьютера (во время практических занятий) и на портативном устройстве с оптоволоконным кабелем во время активных сеансов тестирования (в сканере фМРТ), используя указательный палец ведущей руки в ответ на белую вспышку. в течение 30 мс (целевой стимул) как можно быстрее, игнорируя красную вспышку, продолжающуюся 30 мс (отвлекающий стимул). Во время каждого запуска будет представлено 20 ± 2 стимула каждой категории стимулов, а интервал между стимулами будет увеличен до 5000 ± 3000 мс. Время, необходимое для ответа на целевые стимулы, будет записано как RVRT. Пропуски и ответы на отвлекающие стимулы (ошибки) также будут регистрироваться.
2. Парадигма сканирования: каждый сеанс сканирования будет рассчитан на 20 минут и будет состоять из 3 прогонов сканирования фМРТ, в то время как участники выполняют задачи RVRT, отображаемые на ЖК-экране и проецируемые через зеркало, прикрепленное к головной катушке аппарата фМРТ (каждый прогон длительностью 4 минуты) с последующим структурным (T1-взвешенным) сканированием продолжительностью 5 минут.

Протокол сбора данных: всем набранным участникам будет назначено 5 посещений TTNI в течение 48 часов с момента получения и последующей оценки материала предварительного отбора по критериям включения и исключения. Участникам будут напоминать о посещениях по электронной почте / телефону (в соответствии с их заявленными предпочтениями) как за 1 неделю, так и снова за 1 день до каждого посещения. Посещения планируются с интервалом не менее 5 дней.

1. Первый визит: предварительный отбор, согласие и обучение:

   1. Исследование будет подробно объяснено, чтобы подкрепить предыдущие объяснения и обеспечить полное понимание.
   2. Участники будут снова проверены для проверки критериев включения и исключения путем повторного заполнения опросника скрининга и листа безопасности МРТ сотрудником лаборатории BMTR.
   3. Будет получено информированное письменное согласие.
   4. Будет присвоен номер участника, который идентифицирует порядок введения четырех веществ (т.е. теанин, кофеин, TC и плацебо) во время последующих посещений. Этот порядок будет определен с помощью генератора случайных чисел.
   5. Каждому участнику будет предоставлен раствор 160 мг кофеина, растворенного в 200 мл дистиллированной воды в одноразовом, чистом, непрозрачном пластиковом стаканчике, который будет полностью употреблен в течение 1 минуты, чтобы научить участников потреблять необходимые вещества во время последующих визитов. и гарантировать, что участники могут переносить слегка горьковатый вкус веществ.
   6. Чтобы акклиматизировать участников к задаче RVRT, которую они будут выполнять на МРТ-сканере во время своих последующих посещений, каждый участник проведет тренировку, на которой они будут выполнять задачу RVRT в течение трех 5-минутных сеансов, разделенных 60-секундными интервалами отдыха, используя портативный компьютер (под руководством аспиранта/младшего научного сотрудника).
   7. Каждому участнику напомнят о последующих визитах и ​​важности соблюдения рекомендаций по подготовке.
2. Приготовление и введение веществ: L-теанин и кофеин будут приобретаться в виде очищенного порошка у зарегистрированного поставщика. Оба вещества будут храниться в герметичной упаковке до подготовки к введению в соответствии с рекомендациями производителя. Все растворы будут подготовлены для введения с соблюдением самых высоких стандартов гигиены. Каждый раствор L-теанина будет приготовлен путем растворения 200 мг порошка теанина в 200 мл дистиллированной воды. Каждый раствор кофеина будет приготовлен путем растворения 160 мг порошка кофеина. Порошок L-теанина и кофеина (200 мг и 160 мг соответственно) растворяют в аликвоте 200 мл дистиллированной воды для получения каждого раствора TC. В качестве плацебо будет использовано двести миллилитров дистиллированной воды. Каждый раствор готовят в течение 4 часов после запланированного времени введения и хранят в одноразовой, чистой, непрозрачной чашке с крышкой. Участники будут проинструктированы полностью потреблять раствор после введения.

3. Подготовка участников ко второму, третьему, четвертому и пятому визитам: Все набранные участники будут проинструктированы строго соблюдать следующие правила до 2-го, 3-го, 4-го и 5-го визитов, чтобы свести к минимуму искажение результатов.

   1. Избегайте употребления алкоголя в течение 48 часов до теста
   2. Не курите за 12 часов до исследования
   3. Спите не менее 6 часов в день, предшествующий дате тестирования.
   4. Избегайте употребления чая, кофе или продуктов/напитков, содержащих кофеин, в течение 12 часов до теста.

4. Второй, третий, четвертый и пятый визиты: введение веществ и МРТ:

   1. Участникам кратко напомнят о цели исследования.
   2. Соблюдение рекомендаций по подготовке будет оцениваться. Если участник укажет на несоблюдение рекомендаций по подготовке, он будет исключен из исследования.
   3. Раствор (содержащий соответствующее вещество/комбинацию веществ), который будет введен каждому участнику во время визита, будет предоставлен в одноразовой чистой чашке для употребления в течение 1 минуты.
   4. Будет проведен опрос относительно вкуса и характеристик раствора.
   5. Каждому участнику будет дан устный обзор задачи RVRT, и ему будет разрешено практиковать задачу RVRT на портативном компьютере в течение 5 минут.
   6. Каждому участнику будет разрешено расслабиться, сидя в удобном кресле, пока не истечет 60 минут с момента введения раствора (чтобы дать время для действия L-теанина и кофеина на мозг достичь максимальных уровней).
   7. Комбинированные функциональные и структурные МРТ будут выполняться, пока участники будут выполнять задачи RVRT.
   8. Визуальные аналоговые шкалы (линии 100 мм с крайними значениями измеренного параметра, указанными на каждом конце; участник оценивает измеренный параметр, делая вертикальную отметку на линии) будут применяться для измерения воспринимаемого улучшения/ухудшения RVRT и воспринимаемого улучшения/ухудшения аккуратности в задачах
   9. В конце 5-го визита каждый участник будет проинструктирован.

Анализ: RVRT будет сравниваться по четырем условиям (теанин, кофеин, TC и плацебо) с построением модели дисперсионного анализа повторных измерений (ANOVA) с использованием программного обеспечения R-statistics. Впоследствии будут проведены попарные сравнения RVRT между четырьмя условиями, поддерживая частоту ошибок по семействам на уровне 0,05. Следующая последовательность операций будет проводиться с данными фМРТ с использованием программной библиотеки FMRIB (FSL): визуальный осмотр, коррекция искажений, коррекция движения, коррекция времени среза, пространственное сглаживание и статистический анализ. Ответы BOLD будут сравниваться в четырех условиях путем построения моделей ANOVA на уровне всего мозга, а также в областях передней поясной коры и передне-медиальной префронтальной коры. Попарные сравнения ответов BOLD также будут проводиться между условиями. RVRT, пропуски и ошибки будут включены как ковариаты в анализ фМРТ.