Эта страница была переведена автоматически, точность перевода не гарантируется. Пожалуйста, обратитесь к английской версии для исходного текста.

Модуляция сигналов когнитивного управления в префронтальной коре с помощью ритмической транскраниальной магнитной стимуляции

23 октября 2020 г. обновлено: University of North Carolina, Chapel Hill

Модуляция альфа- и тета-осцилляций в ретроспективной задаче когнитивного контроля с частотно-специфической ритмической транскраниальной магнитной стимуляцией

Цель: в этом исследовании исследователи предоставят причинно-следственные доказательства роли альфа- и тета-колебаний в когнитивном контроле.

Участники: участники должны быть здоровыми, в возрасте от 18 до 35 лет, правшами, способными дать информированное согласие, готовыми соблюдать все процедуры исследования и быть доступными на протяжении всего исследования, говорить и понимать по-английски.

Процедуры: Альфа- и тета-колебания мозга будут измеряться, а затем тренироваться с использованием частотно-специфической ритмической ТМС во время ретроспективной задачи когнитивного контроля.

Обзор исследования

Статус

Завершенный

Условия

Вмешательство/лечение

Подробное описание

Предполагается, что нейронные колебания являются механизмом координации обработки информации в распределенных областях коры. Разные нейронные колебания могут соответствовать разным базовым нейронным вычислениям. Неинвазивная стимуляция мозга позволяет экспериментаторам модулировать определенные нейронные колебания, ориентируясь на определенные полосы частот. Ранее было показано, что с помощью одновременной электроэнцефалографии (ЭЭГ) ритмическая транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) захватывает нейронные колебания на частоте стимуляции. Кроме того, когда частота вовлеченных нейронных колебаний соответствует частоте эндогенной активности в когнитивной задаче, стимуляция мозга улучшает поведенческие характеристики. Таким образом, неинвазивная стимуляция мозга является многообещающим инструментом для улучшения когнитивных функций путем индукции оптимальной нейронной активности с помощью внешних электромагнитных полей; например улучшения когнитивного контроля.

Предыдущие данные свидетельствовали о причастности нейронной активности в альфа-диапазоне (8-12 Гц) к подавлению информации и активности в тета-диапазоне (4-7 Гц) к приоритизации информации. Было показано, что парадигмы задач когнитивного контроля вызывают различную активность в обоих этих диапазонах. В этой задаче стимулы латерализованы в правое и левое поле зрения во время кодирования. После небольшой задержки сигнал сообщает участникам, какие стимулы (правый или левый) будут проверены. Предыдущие данные показали, что альфа-активность в теменной коре генерируется контралатерально по отношению к нерелевантным стимулам, что подтверждает роль альфа в подавлении информации, в то время как тета-активность в лобной коре увеличивается с увеличением количества стимулов, которые необходимо запомнить, что подтверждает роль тета в расстановке приоритетов информации.

Для текущего исследования исследователи предлагают доставлять ритмические последовательности ТМС либо с альфа-частотой, либо с тета-частотой, либо с аритмическим контролем, чтобы модулировать нейронную обработку во время задачи когнитивного контроля. Собирая одновременную ЭЭГ с ТМС, исследователи смогут измерить увлеченные колебания от ритмичной ТМС. Цель этого эксперимента — усилить наблюдаемую тета- и альфа-активность, которая наблюдается при успешной расстановке приоритетов и подавлении информации. Чтобы предоставить доказательства того, что теменная кора генерирует альфа-активность, а лобная кора генерирует тета-активность, исследователи будут применять ритмическую стимуляцию ТМС к двум участкам скальпа: передней средней лобной извилине и нижней внутритеменной борозде. Применяя альфа-частоту, тета-частоту и аритмическую ТМС в каждом месте, исследователи смогут изучить причинно-следственную связь лобных тета-колебаний при определении приоритетов информации и теменных альфа-колебаний при подавлении информации.

Тип исследования

Интервенционный

Регистрация (Действительный)

58

Фаза

  • Непригодный

Контакты и местонахождение

В этом разделе приведены контактные данные лиц, проводящих исследование, и информация о том, где проводится это исследование.

Места учебы

Критерии участия

Исследователи ищут людей, которые соответствуют определенному описанию, называемому критериям приемлемости. Некоторыми примерами этих критериев являются общее состояние здоровья человека или предшествующее лечение.

Критерии приемлемости

Возраст, подходящий для обучения

От 18 лет до 35 лет (Взрослый)

Принимает здоровых добровольцев

Да

Полы, имеющие право на обучение

Все

Описание

Критерии включения:

  • Здоровый
  • В возрасте от 18 до 35 лет
  • Правша
  • Возможность дать информированное согласие
  • Готов соблюдать все процедуры обучения
  • Доступно на время обучения
  • Говорите и понимайте по-английски.

Критерий исключения:

  • Синдром дефицита внимания с гиперактивностью (в настоящее время лечится)
  • Неврологические расстройства и состояния, включая, но не ограничиваясь: Эпилепсия в анамнезе Судороги (кроме детских фебрильных судорог) Деменция
  • История инсульта
  • болезнь Паркинсона
  • Рассеянный склероз
  • Церебральная аневризма
  • Опухоли головного мозга
  • Медицинское или неврологическое заболевание или лечение медицинского расстройства, которое может помешать участию в исследовании (например, нестабильное заболевание сердца, ВИЧ/СПИД, злокачественное новообразование, нарушение функции печени или почек)
  • Предшествующая операция на головном мозге - Любые мозговые устройства/имплантаты, включая кохлеарные имплантаты и зажимы для аневризмы - Кардиостимулятор - Любое другое имплантированное электронное устройство - История текущей черепно-мозговой травмы - (Для женщин) Беременность или кормление грудью - Все, что, по мнению исследователь, подвергает участника повышенному риску или препятствует полному соблюдению или завершению участником исследования.

Учебный план

В этом разделе представлена ​​подробная информация о плане исследования, в том числе о том, как планируется исследование и что оно измеряет.

Как устроено исследование?

Детали дизайна

  • Основная цель: Фундаментальная наука
  • Распределение: Рандомизированный
  • Интервенционная модель: Назначение кроссовера
  • Маскировка: Нет (открытая этикетка)

Оружие и интервенции

Группа участников / Армия
Вмешательство/лечение
Экспериментальный: ТМС в лобной коре с последующей ТМС в теменной коре
Участники получат ТМС во время выполнения задачи когнитивного контроля. Во время первого сеанса стимуляции катушка ТМС будет размещена над лобной корой на коже головы. Во время второго сеанса катушка ТМС будет размещена над теменной корой на коже головы. Во время каждого сеанса субъекты получают тета-ТМС, альфа-ТМС и аритмическую ТМС.
Устройство: Тета ТМС
ТМС будет вводиться на частоте эндогенных тета-колебаний каждого субъекта (4-7 Гц).
Другие имена:
  • MagProX100
Устройство: Альфа ТМС
ТМС будет вводиться на частоте эндогенного альфа-колебания каждого субъекта (8-12 Гц).
Другие имена:
  • MagProX100
Устройство: Аритмическая ТМС
ТМС будет вводиться аритмично; то есть последовательность импульсов с рандомизированной синхронизацией
Другие имена:
  • MagProX100
Экспериментальный: ТМС в теменную кору с последующей ТМС в лобную кору.
Участники получат ТМС во время выполнения задачи когнитивного контроля. Во время первого сеанса стимуляции катушка ТМС будет размещена над теменной корой на коже головы. Во время второго сеанса катушка ТМС будет размещена над лобной корой на коже головы. Во время каждого сеанса субъекты получают тета-ТМС, альфа-ТМС и аритмическую ТМС.
Устройство: Тета ТМС
ТМС будет вводиться на частоте эндогенных тета-колебаний каждого субъекта (4-7 Гц).
Другие имена:
  • MagProX100
Устройство: Альфа ТМС
ТМС будет вводиться на частоте эндогенного альфа-колебания каждого субъекта (8-12 Гц).
Другие имена:
  • MagProX100
Устройство: Аритмическая ТМС
ТМС будет вводиться аритмично; то есть последовательность импульсов с рандомизированной синхронизацией
Другие имена:
  • MagProX100

Что измеряет исследование?

Первичные показатели результатов

Мера результата
Мера Описание
Временное ограничение
Количество запомненных элементов
Временное ограничение: 1 неделя
Участники нажимают кнопку на клавиатуре, чтобы указать, совпадают или не совпадают исследуемые элементы с элементами, хранящимися в памяти, после предъявления ретроспективного сигнала. Исследователи рассчитывают процент верных условий несоответствия, определяемый как частота совпадений, и процент неверных условий совпадения, определяемый как процент ложных тревог. Количество запоминаемых элементов, часто называемое емкостью рабочей памяти, рассчитывается как количество элементов, которые необходимо запомнить (2, 3 или 4), умноженное на частоту попаданий минус частота ложных срабатываний, деленное на единицу минус частота ложных срабатываний. . Диапазон значений составляет от 0 до 4, где большие значения означают лучшую производительность. Для ТМС лобной коры сообщается об объеме рабочей памяти, когда участнику показывали вправо. Для ТМС в теменную кору сообщается объем рабочей памяти, когда участнику дали сигнал влево.
1 неделя
Амплитуда нейронных колебаний
Временное ограничение: 1 неделя
Электрическая активность головного мозга регистрируется во время выполнения задания и стимуляции мозга. Исследователи выполнят свертку вейвлета Морле на записанном электрическом сигнале, чтобы вычислить амплитуду нейронных колебаний в частотных диапазонах: тета (4-7 герц) и альфа (8-12 герц). Амплитуда нейронных колебаний регистрируется во время второй половины стимуляции в стимулируемой области. Амплитуда нормируется для каждого участника как процентное изменение от амплитуды в течение базового периода (до начала задачи). Для ТМС в лобной коре сообщается об амплитуде тета-колебаний, а для ТМС в теменной коре сообщается об амплитуде альфа-колебаний.
1 неделя
Время отклика
Временное ограничение: 1 неделя
Участники нажимают кнопку на клавиатуре, чтобы указать, совпадают или не совпадают элементы зонда с элементами, хранящимися в памяти, после предъявления ретроспективного сигнала. Исследователи рассчитают время отклика на этот выбор как разницу между временем нажатия кнопки и предъявлением зонда. Для TMS для лобной коры сообщается время отклика, когда участнику дали сигнал вправо. Для ТМС теменной коры сообщается время отклика, когда участнику дали сигнал влево.
1 неделя

Соавторы и исследователи

Здесь вы найдете людей и организации, участвующие в этом исследовании.

Спонсор

University of North Carolina, Chapel Hill

Соавторы

National Institute of Mental Health (NIMH)

Публикации и полезные ссылки

Лицо, ответственное за внесение сведений об исследовании, добровольно предоставляет эти публикации. Это может быть что угодно, связанное с исследованием.

Общие публикации

Даты записи исследования

Эти даты отслеживают ход отправки отчетов об исследованиях и сводных результатов на сайт ClinicalTrials.gov. Записи исследований и сообщаемые результаты проверяются Национальной медицинской библиотекой (NLM), чтобы убедиться, что они соответствуют определенным стандартам контроля качества, прежде чем публиковать их на общедоступном веб-сайте.

Изучение основных дат

Начало исследования (Действительный)

13 февраля 2019 г.

Первичное завершение (Действительный)

22 ноября 2019 г.

Завершение исследования (Действительный)

22 ноября 2019 г.

Даты регистрации исследования

Первый отправленный

29 января 2019 г.

Впервые представлено, что соответствует критериям контроля качества

31 января 2019 г.

Первый опубликованный (Действительный)

4 февраля 2019 г.

Обновления учебных записей

Последнее опубликованное обновление (Действительный)

19 ноября 2020 г.

Последнее отправленное обновление, отвечающее критериям контроля качества

23 октября 2020 г.

Последняя проверка

1 декабря 2019 г.

Дополнительная информация

Термины, связанные с этим исследованием

Другие идентификационные номера исследования

  • 18-1789
  • R01MH111889 (Грант/контракт NIH США)

Информация о лекарствах и устройствах, исследовательские документы

Изучает лекарственный продукт, регулируемый FDA США.

Нет

Изучает продукт устройства, регулируемый Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США.

Да

продукт, произведенный в США и экспортированный из США.

Нет

Эта информация была получена непосредственно с веб-сайта clinicaltrials.gov без каких-либо изменений. Если у вас есть запросы на изменение, удаление или обновление сведений об исследовании, обращайтесь по адресу register@clinicaltrials.gov. Как только изменение будет реализовано на clinicaltrials.gov, оно будет автоматически обновлено и на нашем веб-сайте. .

Подписаться