Funktionell hjärnavbildning hos friska frivilliga för att studera kognitiva funktioner

Mål:

Målet med detta protokoll är att förbättra förståelsen av skalfri hjärnaktivitet och medveten kontra omedveten bearbetning genom att utföra små beteendemässiga, elektrofysiologiska, neuroimaging och hjärnstimuleringspilotunderstudier. Denna forskning förväntas bidra till att utveckla tekniker och hypoteser för framtida forskning om dessa ämnen.

Vi kommer att genomföra:

• Pilotdelstudie: Pilotdelstudier är av utforskande karaktär för att utveckla tillräckligt med information för att generera en hypotes. Kriteriet för övergång till ett nytt fullständigt protokoll kommer att vara inhämtning av tillräcklig information för att generera en effektanalys. Det finns inga antagningsbegränsningar för pilotdelstudier.
• Hypothesis-Testing Substudy definieras som en studie med en specifik hypotes som ska testas och som kan genomföras med ett fåtal friska frivilliga eller patienter. Hypotestestande delstudier kommer att genomgå statistiska och PIRC-granskningar efter 6 försökspersoner (om det finns en grupp) eller efter 12 (6 per arm) om två grupper studeras innan ytterligare försökspersoner rekryteras. Vid bortfall av ämnet eller misslyckad inspelning kommer ersättare att rekryteras. Tillsammans har P.I. och PIRC kommer att besluta om hypotesunderstudien ska fortsätta med fler försökspersoner utan ändring eller om en ändring eller ett nytt protokoll skulle vara nödvändigt. Ett memo som begär en granskning av hypotestestande delstudier för eventuell ytterligare registrering kommer att skickas till PIRC och den statistiska granskaren. Memo kommer att vidarebefordras till CNS IRB.
• Teknisk utveckling av nya experimentella paradigm och dataanalysmetoder.

Detta protokoll inkluderar endast icke-invasiva tekniker med minimal risk (MRT, EEG, MEG, EMG, tDCS).

Studera befolkning:

Vi planerar att rekrytera upp till 200 friska frivilliga i åldrarna 18-65.

Design:

Vi kommer att designa små projekt som är relevanta för temat skalfri hjärnaktivitet och medveten/omedveten bearbetning. Vi kommer att undersöka friska frivilliga i vilotillstånd eller medan de utför enkla motoriska eller sensoriska uppgifter. Om en hypotestestande delstudie leder till resultat av intresse och om en större population är nödvändig för att nå statistisk signifikans kommer ett separat protokoll att lämnas in med a priori hypoteser, specifik studiedesign och effektanalys anpassad från de pilot- eller explorativa delstudier som genomförts i nuläget protokoll.

I delstudierna kommer hjärnaktiviteten hos friska frivilliga frivilliga att övervakas genom funktionell magnetisk resonanstomografi (fMRI), magnetoencefalografi (MEG), elektroencefalografi (EEG) eller samtidig MEG-EEG. Anatomisk MRT kommer att samlas in i vissa ämnen för att möjliggöra bättre lokalisering av hjärnans dynamik. Eftersom transkraniell likströmsstimulering (tDCS) är idealiskt lämpad för att modulera den långsamma komponenten av skalfri hjärnaktivitet, kommer vi också att undersöka effekten av tDCS på hjärnaktivitet och/eller beteendeprestanda i kognitiva uppgifter. tDCS kommer att administreras sekventiellt, men inte samtidigt, med hjärnaktivitetsövervakning med fMRI/MEG/EEG. De flesta experiment kommer att utföras i samband med kognitiva uppgifter. I några experiment kommer vi att studera hjärnfunktionen i vilotillstånd, under vilken spontan hjärnaktivitet samlas in utan en specifik extern administrerad uppgift.

Utfallsmått:

MRT: att analysera mått såsom hjärnans anatomiska strukturer (med hjälp av strukturell MRI); amplitud av den blodsyrenivåberoende (BOLD) signalen (med användning av fMRI); cerebralt blodflöde [med arteriell spin-märkning (ASL)] och olika neurotransmittornivåer i hjärnområden av intresse [med hjälp av magnetisk resonansspektroskopi (MRS)].

EEG och MEG: för att kvantifiera mått som effektspektrum, händelse- eller uppgiftsrelaterade potentialer, synkronisering/desynkronisering och koherens mellan sensorer eller källor som är belägna nära hjärnområdena av intresse.

tDCS: för att analysera förändringar i beteendemått och/eller fMRI/EEG/MEG-aktivitet orsakad av tDCS.

Beteendeåtgärder: för att kvantifiera mått som träffhastighet, reaktionstider, elektromyografi (EMG) mönster.

Vi kan mäta autonoma data under experimentets gång (såsom hjärtfrekvens, andning, sluttidal CO2, hudkonduktans), som kommer att korreleras med resultatmåtten.