Нейрональные и сетевые механизмы электрокортикальной стимуляции
Картирование электрокортикальной стимуляции (ЭКС) — это процедура, используемая во время операций на головном мозге, например, при лечении таких заболеваний, как эпилепсия, или при удалении опухолей головного мозга. Картирование ECS помогает хирургам находить области коры головного мозга (внешнюю часть мозга), которые важны для повседневных задач, таких как движение и речь. Картирование ECS используется уже несколько десятилетий и считается «золотым стандартом» для определения местоположения важных областей коры головного мозга. Несмотря на столь долгую историю, до сих пор нет четкого понимания того, как именно работает ECS.
Цель этого исследования — узнать подробности о влиянии ECS на мозг. Основные вопросы, на которые призвано ответить исследование: 1) как ЭКС влияет на нейроны коры головного мозга в месте стимуляции; и 2) как ECS влияет на области мозга, которые критически важны для человеческой речи и языка. Эти так называемые «критические участки» могут быть физически удалены друг от друга на поверхности мозга, что требует обширного картирования ECS и длительных операций. Считается, что критические участки являются частью речевой/языковой сети областей мозга, поэтому цель исследования — узнать, как они связаны. У некоторых участников поверхность мозга также будет слегка охлаждена. Это безболезненная процедура, которая не вредит функциям мозга, но может дать представление о том, какие части мозга (поверхностные или более глубокие части) ответственны за эффекты ЭКС.
Улучшая понимание того, как ECS влияет на мозг, и улучшая способность идентифицировать критические участки, это исследование потенциально может привести к сокращению продолжительности операций и лучшим результатам для будущих людей, нуждающихся в такой помощи.
Участники будут набраны из числа людей, перенесших операцию на головном мозге по поводу лечения эпилепсии или удаления опухоли. Участники будут выполнять простые задания, такие как чтение слов или называние изображений, аналогично стандартному тестированию, которое уже проводится во время их пребывания в больнице.
Обзор исследования
Статус
Подробное описание
Картирование электрокортикальной стимуляции (ЭКС) регулярно использовалось в течение многих десятилетий для информирования хирургов об областях мозга, которых следует избегать при планировании хирургических резекций по поводу опухолей или эпилепсии. В частности, важно выявить те области, которые являются «критическими» для речи и языка. Тем не менее, несмотря на долгую историю клинического применения, точные механизмы ЭКС плохо изучены. Например, неизвестно, как различные слои коры и типы клеток реагируют на ЭКС. Более того, даже неясно, обусловлены ли поведенческие эффекты ECS воздействием только на нижележащую кору, вызывая транссинаптическую активацию других кортикальных слоев, или напрямую влияют как на кору, так и на лежащее под ней белое вещество.
Основная цель этого проекта — определить влияние ECS на корковую сеть и подкорковое белое вещество. Эта цель будет проверяться двумя способами. Во-первых, исследование определит взаимосвязь между эффектами ECS и паттернами корковых связей. Это будет достигнуто с использованием показателей теории графов для анализа электрокортикографии (ЭКоГ) и функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) у людей с эпилепсией или опухолями головного мозга. Это позволит записывать внутричерепную ЭЭГ (ЭКоГ или стерео ЭЭГ) без существенного дополнительного риска, связанного с запланированным клиническим лечением этих состояний. В исследовании будут изучены как статические, так и динамические модели сетевых подключений, определенные с использованием статических и динамических графовых показателей, которые измеряют связность в разных масштабах (локальном, межрегиональном, глобальном). Исследование предполагает, что структурные (т. анатомические) и функциональные закономерности связности коркового участка определяют его значимость для языковой сети. Чтобы проверить эту гипотезу, в исследовании будут использованы показатели структурной и функциональной связности, чтобы предсказать, какие узлы будут помечены ECS как критические.
Во-вторых, исследование проверит гипотезу о том, что поведенческие эффекты ECS также зависят от непосредственного воздействия на корково-кортикальное белое вещество. В исследовании будет использоваться фокальное корковое охлаждение как способ проверить соответствующее влияние охлаждения на языковую функцию (которое подавляет только кору) по сравнению с ECS (которое может нарушать кору и лежащее в основе белое вещество), а также комбинированное ECS и охлаждение.
Тип исследования
Регистрация (Оцененный)
Контакты и местонахождение
Места учебы
-
-
Illinois
-
Chicago, Illinois, Соединенные Штаты, 60611
- Northwestern University
-
-
Iowa
-
Iowa City, Iowa, Соединенные Штаты, 52242
- University of Iowa
-
-
Maryland
-
Baltimore, Maryland, Соединенные Штаты, 21218
- Johns Hopkins University
-
-
Критерии участия
Критерии приемлемости
Возраст, подходящий для обучения
- Взрослый
- Пожилой взрослый
Принимает здоровых добровольцев
Метод выборки
Исследуемая популяция
Описание
Критерии включения:
- Требуется картирование коры головного мозга в сознании при резекции опухоли головного мозга или имплантации внутричерепных электродов для экстраоперационного мониторинга эпилепсии.
- Для внеоперационных пациентов: запланированное покрытие электродами, включая, по крайней мере, части лобной и височной или теменной долей, предпочтительно как переднюю (нижняя лобная извилина), так и заднюю речевую область (верхняя височная извилина) в доминантном полушарии языка.
- Для интраоперационных пациентов: плановая краниотомия, включающая части как лобной, так и височной передней и задней языковых областей в доминантном полушарии языка.
Критерий исключения:
- Значительные нарушения речи или речи, включая, помимо прочего, афазию, дизартрию и апраксию речи, постоянно мешающие пациенту произносить слова.
- Неанглоязычные (потому что это исследование языковых сетей, а второй язык может быть закодирован по-другому)
- Нарушение когнитивной функции, определяемое неврологическим тестированием, такое, что пациент не может следовать инструкциям по тестированию или предоставить письменное информированное согласие.
- Опухоль, инфильтрирующая или в пределах 1 см нескольких корковых или подкорковых областей, изученных в этом предложении (нижняя лобная извилина, прецентральная извилина, верхняя височная извилина)
- Ферромагнитные имплантаты, несовместимые с МРТ, или другие противопоказания к МРТ.
- Беременность
Учебный план
Как устроено исследование?
Детали дизайна
Что измеряет исследование?
Первичные показатели результатов
Мера результата |
Мера Описание |
Временное ограничение |
|---|---|---|
|
Критическая производительность декодирования узла
Временное ограничение: До 1 недели во время записи ЭКоГ
|
Точность декодирования критических узлов на основе показателей сетевого подключения с использованием алгоритмов машинного обучения.
|
До 1 недели во время записи ЭКоГ
|
Вторичные показатели результатов
Мера результата |
Мера Описание |
Временное ограничение |
|---|---|---|
|
Языковая функция
Временное ограничение: До 4 часов во время записи ЭКоГ
|
Языковые или речевые ошибки из-за охлаждения и ECS, оцененные группой клинического картографирования ECS в ответ на ECS и охлаждение.
|
До 4 часов во время записи ЭКоГ
|
Соавторы и исследователи
Спонсор
Следователи
- Главный следователь: Marc Slutzky, Northwestern University
Даты записи исследования
Изучение основных дат
Начало исследования (Оцененный)
Первичное завершение (Оцененный)
Завершение исследования (Оцененный)
Даты регистрации исследования
Первый отправленный
Впервые представлено, что соответствует критериям контроля качества
Первый опубликованный (Действительный)
Обновления учебных записей
Последнее опубликованное обновление (Действительный)
Последнее отправленное обновление, отвечающее критериям контроля качества
Последняя проверка
Дополнительная информация
Термины, связанные с этим исследованием
Ключевые слова
Другие идентификационные номера исследования
- STU00219749
Информация о лекарствах и устройствах, исследовательские документы
Изучает лекарственный продукт, регулируемый FDA США.
Изучает продукт устройства, регулируемый Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США.
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. .