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

Модуляция схемы вознаграждения с помощью музыкальной нейробиоуправления на основе ЭЭГ, основанной на фМРТ

2 мая 2021 г. обновлено: Tel-Aviv Sourasky Medical Center

Модуляция цепи вознаграждения с помощью нейробиоуправления на основе ЭЭГ

Цель этого исследования — проверить, возможно ли произвольное усиление активации мезолимбической системы вознаграждения, и изучить нейроповеденческие эффекты специфической нейромодуляции этой цепи на обработку вознаграждения. Эта цель будет достигнута путем тестирования эффектов новой неинвазивной экспериментальной схемы нейромодуляции, основанной на нейробиоуправлении (NF), которая управляется активацией нейронов в вентральном полосатом теле (VS) и сопряжена с персонализированной приятной музыкой в ​​качестве обратной связи. Мы выдвигаем гипотезу, что можно научиться произвольно регулировать ПС, используя этот подход к музыкальному НФ. Мы также предсказываем, что успешная тренировка NF для усиления сигнала VS-EFP приведет к заметным изменениям в нервных и поведенческих результатах, связанных с усилением дофаминергической передачи сигналов.

Обзор исследования

Статус

Рекрутинг

Условия

Вмешательство/лечение

Подробное описание

Нейробиоуправление — это подход к обучению, при котором люди учатся регулировать активность своего мозга, используя сигнал обратной связи, отражающий сигналы мозга в реальном времени. Эффективное использование этого подхода требует, чтобы представленная мозговая активность измерялась с высокой специфичностью, но в доступной форме, позволяющей проводить повторные сеансы. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что люди способны произвольно регулировать свою собственную региональную нервную активацию, в том числе в глубоких областях мозга, таких как VS, с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (rt-fMRI) в реальном времени. Тем не менее, полезность rt-fMRI-NF для повторного обучения ограничена из-за неподвижности, высокой стоимости и обширных физических требований. С другой стороны, электроэнцефалография (ЭЭГ) недорога и доступна. Однако поведенческие и клинические преимущества ЭЭГ-НФ, особенно в контексте депрессии и других аффективных расстройств, все еще обсуждаются. Предыдущая работа лаборатории Хендлера создала новую основу для доступного зондирования определенных сетей мозга, называемого электрическим снятием отпечатков пальцев [1]. Снятие отпечатков пальцев основано на статистическом моделировании паттерна ЭЭГ, вдохновленном фМРТ, на основе одновременной записи ЭЭГ/фМРТ в сочетании с алгоритмами обучения. Этот подход был успешно применен и проверен для миндалевидного тела, выявив успешную модуляцию сигнала EFP-амигдалы во время обучения NF, а также сохраняющиеся нейронные и поведенческие эффекты среди обучаемых по сравнению с тренировкой ложного NF. В текущем исследовании процедура обучения NF использует недавно разработанную модель ЭЭГ мезолимбической активности, вдохновленную фМРТ, с центром в VS; VS-электрический отпечаток пальца (VS-EFP). Кроме того, чтобы улучшить доступ к мезолимбической системе, интерфейс обратной связи основан на приятной музыке, которая, как неоднократно показывалось, задействует схему вознаграждения и приводит к дофаминергическому высвобождению в стриатуме [например, 2; ср. 3]. Основной принцип музыкального интерфейса заключается в том, что во время обучения участникам предоставляется выбранная ими музыка, которая становится более или менее акустически искаженной, чтобы надежно изменять уровень ее приятности в режиме реального времени. Технико-экономическое обоснование с двадцатью участниками (тестовая группа N=10, контрольная группа N=10), проведенное в McGill, продемонстрировало осуществимость этого подхода. В текущем исследовании мы хотим воспроизвести и расширить эти результаты на большей выборке (N = ~ 40; N = 20 тестовая группа и N = 20 ложно-контрольная группа) и проверить гипотезы, возникшие в этом исследовании в отношении его Возможные нейроповеденческие последствия.

Тип исследования

Интервенционный

Регистрация (Ожидаемый)

40

Фаза

  • Непригодный

Контакты и местонахождение

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

Контакты исследования

  • Имя: Talma Hendler, MD, PhD
  • Номер телефона: 972-36973953
  • Электронная почта: talma@tlvmc.gov.il

Учебное резервное копирование контактов

  • Имя: Neomi Singer, PhD

Места учебы

  • Израиль
      • Tel Aviv, Израиль
        • Рекрутинг
        • Sagol Brain Institute, Tel Aviv Sourasky Medical Center
        • Контакт:
          • Talma Hendler, MD, PhD
          • Номер телефона: 972-36973953
          • Электронная почта: talma@tlvmc.gov.il

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 65 лет (ВЗРОСЛЫЙ, OLDER_ADULT)

Принимает здоровых добровольцев

Да

Полы, имеющие право на обучение

Все

Описание

Критерии включения:

Здоров без известных фоновых заболеваний Без известного снижения когнитивных функций Нормальный слух Доминирует правая рука Отсутствие в анамнезе психических или неврологических заболеваний, требующих госпитализации. Будут применяться принятые критерии для включения в МРТ-обследование в медицинских целях в соответствии с процедурами, установленными в Институте МРТ в Медицинском центре Сураски в Тель-Авиве.

Критерий исключения:

Имеет диагноз психиатрического или неврологического заболевания. Применяет психиатрические или неврологические препараты. Потеря слуха. Применяются принятые критерии исключения для МРТ-обследования в медицинских целях в соответствии с процедурами, установленными в Институте МРТ при Медицинском центре Сураски в Тель-Авиве.

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: БАЗОВАЯ_НАУКА
  • Распределение: РАНДОМИЗИРОВАННЫЙ
  • Интервенционная модель: ПАРАЛЛЕЛЬ
  • Маскировка: ТРОЙНОЙ

Оружие и интервенции

Группа участников / Армия
Вмешательство/лечение
ACTIVE_COMPARATOR: VS-EFP нейробиоуправление
Нейробиоуправление основано на заученных изменениях в конкретном нейронном сигнале или комбинации нейронных сигналов, когда обратная связь и вознаграждение за эти сигналы неоднократно предъявляются организму. Таким образом, люди учатся модулировать свою нейронную активность через замкнутую петлю NF; в этом случае участники получат музыкальную обратную связь, основанную на их собственном VS-EFP.
Другой: Интерфейс мозг-компьютер: музыкальная задача нейробиоуправления на основе ЭЭГ
Тренинг нейробиоуправления с ЭЭГ, в ходе которого участникам представляют выбранную ими музыку и просят улучшить звучание представленной музыки, применяя ментальные стратегии. Шесть повторных тренировок, каждая из которых состоит из пяти тренировочных циклов. Каждый цикл состоит из 120 секунд блока «локальная базовая линия» и 90 секунд блока «регуляция» во время прослушивания самостоятельно выбранной музыки. Участникам предлагается пассивно слушать выбранную ими музыку во время блока «локальный базовый уровень» и «улучшать звучание музыки» во время блока «регулирование». Участникам предлагается использовать выбранные ментальные стратегии, которые они считают наиболее эффективными для выполнения этой регулирующей задачи. Во время «регулирования» качество звука меняется в реальном времени (каждые 3 секунды) пропорционально разнице между текущим значением VS-EFP и его средним значением во время «локальной базовой линии».
SHAM_COMPARATOR: Ложная нейробиоуправление
Нейробиоуправление основано на заученных изменениях в конкретном нейронном сигнале или комбинации нейронных сигналов, когда обратная связь и вознаграждение за эти сигналы неоднократно предъявляются организму. Таким образом, люди учатся модулировать свою нейронную активность через замкнутую петлю NF; в этом случае музыкальная обратная связь будет обеспечиваться на основе сигнала VS-EFP другого участника. Следовательно, каждый участник из фиктивной группы находится в паре с участником из тестовой группы, таким образом получая обратную связь на основе парного участника теста. Таким образом, обе группы подвергаются точной манипуляции со звуком, которая указывает на их уровень успеха. Чтобы учесть возможный вклад временного порядка представления обратной связи, у половины контрольных участников шаблон обратной связи будет «воспроизведен» вперед (с сохранением исходного временного шаблона VS-EFP, который получил парный участник), а в половина - назад (переворачивание исходного временного паттерна справа налево).
Другой: Интерфейс мозг-компьютер: музыкальная задача нейробиоуправления на основе ЭЭГ
Тренинг нейробиоуправления с ЭЭГ, в ходе которого участникам представляют выбранную ими музыку и просят улучшить звучание представленной музыки, применяя ментальные стратегии. Шесть повторных тренировок, каждая из которых состоит из пяти тренировочных циклов. Каждый цикл состоит из 120 секунд блока «локальная базовая линия» и 90 секунд блока «регуляция» во время прослушивания самостоятельно выбранной музыки. Участникам предлагается пассивно слушать выбранную ими музыку во время блока «локальный базовый уровень» и «улучшать звучание музыки» во время блока «регулирование». Участникам предлагается использовать выбранные ментальные стратегии, которые они считают наиболее эффективными для выполнения этой регулирующей задачи. Во время «регулирования» качество звука меняется в реальном времени (каждые 3 секунды) пропорционально разнице между текущим значением VS-EFP и его средним значением во время «локальной базовой линии».

Что измеряет исследование?

Первичные показатели результатов

Мера результата
Мера Описание
Временное ограничение
Успех регулирования VS-EFP
Временное ограничение: От 0 до 4 недель
Измеряется изменением мощности VS-EFP; на основе разницы между EFP во время «регулируемых» и «локальных исходных» условий во время циклов нейробиоуправления. Исследователи предсказывают большую модуляцию мощности VS-EFP среди группы нейробиоуправления по сравнению с контрольной группой (тест > имитация).
От 0 до 4 недель
Перенос регулирования VS-EFP: успех произвольного регулирования VS-EFP в другом контексте
Временное ограничение: От 1 до 5 недель
Измеряется изменением мощности VS-EFP; на основе разницы между нормативными и местными базовыми условиями во время условия перевода; волевая регуляция, когда нет ни музыки, ни обратной связи. Условие переноса вводится в начале каждой тренировки. Исследователи предсказывают положительное изменение в регуляции VS-EFP после успешного обучения в группе нейробиоуправления по сравнению с контрольной группой.
От 1 до 5 недель
Мезолимбическая саморегуляция в другом контексте
Временное ограничение: От 1 до 5 недель

Измерено с помощью фМРТ; задание на перенос (произвольная регуляция при отсутствии обратной связи) во время сканирования фМРТ, которое будет происходить до и после всего периода обучения. Анализ области интереса (ROI) вентрального полосатого тела (VS) будет определяться на основе целевой области, используемой для разработки VS-EFP. Дополнительные регионы мезолимбической сети будут определены на основе метаанализа вознаграждения.

Результат будет измеряться для каждой группы как изменение (после > до) по контрасту между «регулируемым» и «локальным исходным» состоянием.

Исследователи предсказывают положительное изменение в активации VS после успешного обучения в группе нейробиоуправления по сравнению с контрольной группой.

Исследовательский анализ: исследователи намерены дополнительно изучить, привела ли тренировка NF к положительным изменениям в активации дополнительных мезолимбических узлов.
От 1 до 5 недель

Вторичные показатели результатов

Мера результата
Мера Описание
Временное ограничение
Поощрение обучения
Временное ограничение: От 1 до 5 недель

Оценивается с помощью выполнения задачи вероятностного выбора (PST), которая будет проводиться до и после всего периода обучения. Это задача вероятностного обучения с вознаграждением, в которой способность участников научиться выбирать часто вознаграждаемый символ (например, символ A, который вознаграждается в 80% случаев) или избегать редко встречающегося символа (B, 20% раз) рассматривается [4].

Результат будет измеряться для каждой группы как изменение (после > до) точности обучения за счет вознаграждения (выберите A) или наказания (избегайте B).

Исследователи предсказывают положительные изменения в обучении за счет вознаграждения после успешного обучения в группе нейробиоуправления по сравнению с контрольной группой.
От 1 до 5 недель
Побудительное мотивационное поведение
Временное ограничение: От 1 до 5 недель

Измеряется производительностью в задаче «Затраты усилий на вознаграждение» (задача Eefrt), которая будет выполняться до и после всего периода обучения. Это задача принятия решений, основанная на усилиях, в которой участники выбирают между «сложной» и «легкой» задачей для получения различных сумм денежного вознаграждения при низкой/средней/высокой вероятности получения вознаграждения [5].

Результат будет измеряться для каждой группы как изменение (после > до) пропорции выбора затратить больше усилий для получения высокой/низкой денежной выгоды при высокой/средней/низкой вероятности.

Исследователи предсказывают положительное изменение доли выбора сложной задачи для получения высокой денежной выгоды при более низких вероятностях получения вознаграждения после успешного обучения в группе нейробиоуправления по сравнению с контрольной группой.
От 1 до 5 недель
Гедонистическая черта: связь между гедонистическими чертами и успехом нейробиоуправления
Временное ограничение: От 1 до 5 недель

Измеряется с помощью шкалы удовольствия Снайта Хемилтона (SHAPS), анкеты из 14 пунктов, которая оценивает гедонистическую способность; индекс с-ангедонии будет получен как сумма ответов [6].

Исследователи предсказывают, что будет отрицательная корреляция между показателями ангедонии после тренировки и показателями NF-VS-EFP в группе нейробиоуправления.
От 1 до 5 недель

Другие показатели результатов

Мера результата
Мера Описание
Временное ограничение
Обработка вознаграждения (нейронная): мезолимбическая реакция на вознаграждение (например, денежное, музыкальное удовольствие).
Временное ограничение: От 1 до 5 недель

Измерено с помощью фМРТ; применение приятного прослушивания музыки и задания на отсрочку денежного поощрения во время фМРТ-сканирования до и после всего периода обучения.

Анализ рентабельности инвестиций VS будет определяться на основе целевого региона, используемого для разработки VS-EFP. Дополнительные мезолимбические узлы будут определены на основе метаанализа вознаграждения.

Результат будет измеряться для каждой группы как изменение (после > до) контраста между условиями вознаграждения и контроля во время выполнения задачи, связанной с вознаграждением.

Исследователи предсказывают положительное изменение реакции VS на вознаграждение после успешного обучения в группе нейробиоуправления по сравнению с контрольной группой.

Исследовательский анализ: Исследователи изучат профиль изменений в активации VS по отношению к различным этапам обработки вознаграждения (например, ожидание вознаграждения, потребление).

Исследователи дополнительно изучат, привело ли обучение NF к положительным изменениям в активации, связанной с вознаграждением, в дополнительных мезолимбических узлах.
От 1 до 5 недель

Соавторы и исследователи

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

Спонсор

Tel-Aviv Sourasky Medical Center

Соавторы

McGill University
Tel Aviv University

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)

10 июля 2020 г.

Первичное завершение (ОЖИДАЕТСЯ)

10 сентября 2021 г.

Завершение исследования (ОЖИДАЕТСЯ)

10 сентября 2021 г.

Даты регистрации исследования

Первый отправленный

2 мая 2021 г.

Впервые представлено, что соответствует критериям контроля качества

2 мая 2021 г.

Первый опубликованный (ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫЙ)

6 мая 2021 г.

Обновления учебных записей

Последнее опубликованное обновление (ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫЙ)

6 мая 2021 г.

Последнее отправленное обновление, отвечающее критериям контроля качества

2 мая 2021 г.

Последняя проверка

1 мая 2021 г.

Дополнительная информация

Термины, связанные с этим исследованием

Другие идентификационные номера исследования

  • 0401-17-TLV
  • 00040030000 (OTHER_GRANT: MOST-FRQNT-FRQS collaboration)

Планирование данных отдельных участников (IPD)

Планируете делиться данными об отдельных участниках (IPD)?

НЕ РЕШЕНО

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.

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