Denna sida har översatts automatiskt och översättningens korrekthet kan inte garanteras. Vänligen se engelsk version för en källtext.

Hjärnkritik, oculomotorisk kontroll och kognitiv ansträngning

5 augusti 2024 uppdaterad av: Andrew Westbrook, PhD, Rutgers, The State University of New Jersey

Theta-burst-stimulering modulerar kritik och kognitiv kontroll

Projektet undersöker elektroencefalografi, MRT och beteendemässiga åtgärder som indexerar flexibilitet (kritisk tillståndsdynamik) i hjärnan när friska unga vuxna utför krävande kognitiva uppgifter, och som svar på transkraniell magnetisk stimulering.

Studieöversikt

Status

Rekrytering

Betingelser

Intervention / Behandling

Detaljerad beskrivning

Den friska mänskliga hjärnan är ett komplext, dynamiskt system som antas fungera, i vila, nära en fasövergång - vid gränsen mellan ordning och kaos. Närhet till denna kritiska punkt är funktionellt adaptiv eftersom den ger maximal flexibilitet, dynamiskt omfång och informationsöverföringskapacitet, med implikationer för korttidsminne och kognitiv kontroll. Avvikelser från denna kritiska punkt har blivit korrelerade med olika former av psykopatologi och neuropati, vilket tyder på att avstånd från en kritisk punkt är både en potentiell biomarkör för störning och även ett mål för intervention i störda hjärnor. Utredarna har vidare antagit en hypotes att uppgiftsutförande beror på hur nära hjärnor fungerar kritiskt under uppgiftsutförande och även att subjektiv kognitiv ansträngning är en återspegling av avvikelse från kritikalitet, inducerad av engagemang med krävande uppgifter.

En nyckelkontrollparameter som bestämmer avståndet från kritiskhet i en vilande hjärna antas vara balansen mellan kortikal excitation och hämning ("E/I-balansen"). Transkraniell magnetisk stimulering är ett flitigt använt experimentellt och kliniskt verktyg för neuromodulering och teta-burst-stimulering (TBS) protokoll tros modulera E/I-balansen. Här testar utredarna om kortikal dynamik systematiskt kan moduleras bort från den kritiska punkten med kontinuerlig theta-burst-stimulering (cTBS) och intermittent theta-burst-stimulering (iTBS), som tros minska respektive öka E/I-balansen. Beroende på baslinje E/I-balans före stimulering kommer detta att få människors hjärnor att antingen arbeta närmare eller längre bort från kritik och därmed påverka kognitiv kontroll och subjektiv kognitiv ansträngning under utförandet av kontrollkrävande uppgifter.

Studietyp

Interventionell

Inskrivning (Beräknad)

60

Fas

  • Inte tillämpbar

Kontakter och platser

Det här avsnittet innehåller kontaktuppgifter för dem som genomför studien och information om var denna studie genomförs.

Studiekontakt

Studieorter

  • Förenta staterna
    • New Jersey
      • Piscataway, New Jersey, Förenta staterna, 08854
        • Rekrytering
        • Center for Advanced Human Brain Imaging Research
        • Kontakt:

Deltagandekriterier

Forskare letar efter personer som passar en viss beskrivning, så kallade behörighetskriterier. Några exempel på dessa kriterier är en persons allmänna hälsotillstånd eller tidigare behandlingar.

Urvalskriterier

Åldrar som är berättigade till studier

  • Vuxen

Tar emot friska volontärer

Ja

Beskrivning

Inklusionskriterier:

  1. Tillhandahållande av undertecknat och daterat informerat samtyckesformulär
  2. Uppgiven villighet att följa alla studier och tillgänglighet under hela studiens varaktighet
  3. Hanar och honor; Åldrarna 18-45
  4. Frisk, neurologiskt normal utan diagnostiserad psykisk eller fysisk sjukdom
  5. Vilja att följa MRI och två sessioner stimuleringsprotokoll
  6. Flytande engelska
  7. Normal eller korrigerad till normal syn
  8. Minst tolv års utbildning (motsvarande gymnasieskola)

Exklusions kriterier:

  1. Pågående drog- eller alkoholmissbruk
  2. Diagnostiserad psykiatrisk eller psykisk sjukdom
  3. Äter för närvarande psykoaktiva läkemedel
  4. Tidigare hjärnskada
  5. Metall i kroppen
  6. Historik av anfall eller diagnos av epilepsi
  7. Klaustrofobi
  8. Gravid eller möjligen gravid
  9. Yngre än 18 eller äldre än 45
  10. Användning av läkemedel som potentiellt sänker användningströskeln

Studieplan

Det här avsnittet ger detaljer om studieplanen, inklusive hur studien är utformad och vad studien mäter.

Hur är studien utformad?

Designdetaljer

  • Primärt syfte: Grundläggande vetenskap
  • Tilldelning: Randomiserad
  • Interventionsmodell: Crossover tilldelning
  • Maskning: Dubbel

Vapen och interventioner

Deltagargrupp / Arm
Intervention / Behandling
Aktiv komparator: Kontinuerlig theta burst-stimulering
I en cross-over-design kommer alla deltagare, i en session, att få kontinuerlig theta-burst-stimulering, till det högra frontala ögonfältet. Sessionsordningen kommer att motverkas mellan deltagarna, och stimuleringsprotokollet kommer att förblindas för deltagarna och utredaren tills efter att datainsamlingen är klar.
Enhet: transkraniell magnetisk stimulering

Studieinterventionen involverar modulering av kortikal excitation till inhibering (E/I) balans i det högra frontala ögonfältet (FEF) med hjälp av 2 tåg av åtskilda kontinuerlig eller intermittent theta burst stimulering (cTBS, iTBS, respektive) med hjälp av en transkraniell magnetisk stimulering enhet. Slutpunkten för denna stimulering kommer att vara en minskning (cTBS) eller ökning (iTBS) i det lokala E/I-förhållandet som bör vara minst 60 minuter efter stimulering (Chung et al., 2016).

I separata sessioner kommer alla deltagare att få antingen aktiv eller stimulans till FEF. Utredarna kommer att kontrastera effekterna av både iTBS och cTBS till skenstimulering och till varandra.
Aktiv komparator: Intermittent theta burst-stimulering
I en cross-over-design kommer alla deltagare, i en session, att få intermittent theta burst-stimulering, till det högra frontala ögonfältet. Sessionsordningen kommer att motverkas mellan deltagarna, och stimuleringsprotokollet kommer att förblindas för deltagarna och utredaren tills efter att datainsamlingen är klar.
Enhet: transkraniell magnetisk stimulering

Studieinterventionen involverar modulering av kortikal excitation till inhibering (E/I) balans i det högra frontala ögonfältet (FEF) med hjälp av 2 tåg av åtskilda kontinuerlig eller intermittent theta burst stimulering (cTBS, iTBS, respektive) med hjälp av en transkraniell magnetisk stimulering enhet. Slutpunkten för denna stimulering kommer att vara en minskning (cTBS) eller ökning (iTBS) i det lokala E/I-förhållandet som bör vara minst 60 minuter efter stimulering (Chung et al., 2016).

I separata sessioner kommer alla deltagare att få antingen aktiv eller stimulans till FEF. Utredarna kommer att kontrastera effekterna av både iTBS och cTBS till skenstimulering och till varandra.
Sham Comparator: Sham theta burst stimulering
I en cross-over-design kommer alla deltagare, i en session, att få sham theta burst-stimulering, till det högra frontala ögonfältet. Sessionsordningen kommer att motverkas mellan deltagarna, och stimuleringsprotokollet kommer att förblindas för deltagarna och utredaren tills efter att datainsamlingen är klar.
Enhet: transkraniell magnetisk stimulering

Studieinterventionen involverar modulering av kortikal excitation till inhibering (E/I) balans i det högra frontala ögonfältet (FEF) med hjälp av 2 tåg av åtskilda kontinuerlig eller intermittent theta burst stimulering (cTBS, iTBS, respektive) med hjälp av en transkraniell magnetisk stimulering enhet. Slutpunkten för denna stimulering kommer att vara en minskning (cTBS) eller ökning (iTBS) i det lokala E/I-förhållandet som bör vara minst 60 minuter efter stimulering (Chung et al., 2016).

I separata sessioner kommer alla deltagare att få antingen aktiv eller stimulans till FEF. Utredarna kommer att kontrastera effekterna av både iTBS och cTBS till skenstimulering och till varandra.

Vad mäter studien?

Primära resultatmått

Resultatmått
Åtgärdsbeskrivning
Tidsram
Kritisk dynamik - omedelbara effekter av cTBS kontra skenstimulering
Tidsram: Förändring i korrelationer registrerade under vila, omedelbart efter stimulering, för aktiv kontra skenstimulering.
Tidskorrelationer på lång räckvidd kvantifierade av skalningsexponenten, som härleds från EEG-data, via detrended fluktuationsanalys. Poäng varierar från 0,5 (okorrelerade tidsserier) till 1,0 (korrelerade tidsserier). Lägre poäng, vilket indikerar svagare korrelationer, förväntas efter aktiv kontinuerlig theta-burst-stimulering (cTBS) jämfört med skenstimulering. Så skillnadspoängen bör vara negativ, vilket indikerar svagare tidsmässiga korrelationer på lång räckvidd som ett resultat av cTBS, omedelbart efter stimulering.
Förändring i korrelationer registrerade under vila, omedelbart efter stimulering, för aktiv kontra skenstimulering.
Funktionell E/I-balans - omedelbara effekter av cTBS kontra skenstimulering
Tidsram: Förändring i den funktionella E/I-balansen registrerad under vila, omedelbart efter stimulering, för aktiv kontra skenstimulering.
Det funktionella E/I-förhållandet, som härrör från en jämförelse av bandbegränsad amplitud med fluktuationsfunktionen, återspeglar balansen mellan excitation och inhibering som driver de associerade svängningarna. Poäng varierar från ungefär 0,5 till 1,5 med värden under 1,0 som indikerar hämningsdominans och värden över 1,0 indikerar excitationsdominans. Lägre poäng, vilket indikerar mer hämningsdominans, förväntas efter aktiv kontinuerlig theta-burst-stimulering (cTBS) jämfört med skenstimulering. Så skillnadspoängen bör vara negativ, vilket indikerar en lägre E/I-balans som ett resultat av cTBS, omedelbart efter stimulering.
Förändring i den funktionella E/I-balansen registrerad under vila, omedelbart efter stimulering, för aktiv kontra skenstimulering.
Avalanche branching ratio - omedelbara effekter av cTBS kontra skenstimulering
Tidsram: Förändring i lavinförgreningsförhållandet registrerat under vila, omedelbart efter stimulering, för aktiv kontra skenstimulering.
Tillväxthastigheten för neuronala laviner kan uppskattas från klustringen av händelser med hög amplitud i en elektroencefalografi (EEG)-signal. Snabbare växande laviner motsvarar tätare kluster av händelser i tiden. Poäng varierar från ungefär 0,5 till 1,5 med värden under 1,0 som indikerar hämningsdominans och värden över 1,0 indikerar excitationsdominans. Lägre poäng, vilket indikerar mer hämningsdominans, förväntas efter aktiv kontinuerlig theta-burst-stimulering (cTBS) jämfört med skenstimulering. Så skillnadspoängen bör vara negativ, vilket indikerar en lägre E/I-balans som ett resultat av cTBS, omedelbart efter stimulering.
Förändring i lavinförgreningsförhållandet registrerat under vila, omedelbart efter stimulering, för aktiv kontra skenstimulering.
Kritisk dynamik - omedelbara effekter av iTBS kontra skenstimulering
Tidsram: Förändring i korrelationer registrerade under vila, omedelbart efter stimulering, för aktiv kontra skenstimulering.
Tidskorrelationer på lång räckvidd kvantifierade av skalningsexponenten, som härleds från EEG-data, via detrended fluktuationsanalys. Poäng varierar från 0,5 (okorrelerade tidsserier) till 1,0 (korrelerade tidsserier). Högre poäng, vilket indikerar starkare korrelationer, förväntas efter aktiv intermittent theta burst-stimulering (iTBS) jämfört med skenstimulering. Så skillnadspoängen bör vara positiv, vilket indikerar starkare tidsmässiga korrelationer på lång räckvidd som ett resultat av iTBS, omedelbart efter stimulering.
Förändring i korrelationer registrerade under vila, omedelbart efter stimulering, för aktiv kontra skenstimulering.
Funktionell E/I-balans - omedelbara effekter av iTBS kontra skenstimulering
Tidsram: Förändring i den funktionella E/I-balansen registrerad under vila, omedelbart efter stimulering, för aktiv kontra skenstimulering.
Det funktionella E/I-förhållandet, som härrör från en jämförelse av bandbegränsad amplitud med fluktuationsfunktionen, återspeglar balansen mellan excitation och inhibering som driver de associerade svängningarna. Poäng varierar från ungefär 0,5 till 1,5 med värden under 1,0 som indikerar hämningsdominans och värden över 1,0 indikerar excitationsdominans. Högre poäng, vilket indikerar mer excitationsdominans, förväntas efter aktiv intermittent theta burst-stimulering (iTBS) jämfört med skenstimulering. Så skillnadspoängen bör vara positiv, vilket indikerar en högre E/I-balans som ett resultat av iTBS, omedelbart efter stimulering.
Förändring i den funktionella E/I-balansen registrerad under vila, omedelbart efter stimulering, för aktiv kontra skenstimulering.
Avalanche branching ratio - omedelbara effekter av iTBS kontra skenstimulering
Tidsram: Förändring i lavinförgreningsförhållandet registrerat under vila, omedelbart efter stimulering, för aktiv kontra skenstimulering.
Tillväxthastigheten för neuronala laviner kan uppskattas från klustringen av händelser med hög amplitud i en elektroencefalografi (EEG)-signal. Snabbare växande laviner motsvarar tätare kluster av händelser i tiden. Poäng varierar från ungefär 0,5 till 1,5 med värden under 1,0 som indikerar hämningsdominans och värden över 1,0 indikerar excitationsdominans. Högre poäng, vilket indikerar mer excitationsdominans, förväntas efter aktiv intermittent theta burst-stimulering (iTBS) jämfört med skenstimulering. Så skillnadspoängen bör vara positiv, vilket indikerar en högre E/I-balans som ett resultat av iTBS, omedelbart efter stimulering.
Förändring i lavinförgreningsförhållandet registrerat under vila, omedelbart efter stimulering, för aktiv kontra skenstimulering.
Minnesstyrd saccade-noggrannhet - effekter av cTBS kontra skenstimulering
Tidsram: Förändring i grader av synvinkelfel uppskattad 44 minuter efter stimulering, för cTBS kontra skenstimulering.
Noggrannheten på den minnesstyrda saccade-uppgiften, kvantifierad genom medelgrader av synvinkelavvikelse, sträcker sig vanligtvis från ~1,0 till 5,0 grader, med högre poäng som indikerar högre felaktighet. Theta-burst-stimulering till FEF bör modulera kortikal excitabilitet vilket gör att FEF i vissa människors hjärnor fungerar närmare kritikalitet och i andras hjärnor verkar längre från kritikalitet. Eftersom kritikalitet innebär mottaglighet och flexibilitet, kommer stimuleringsprotokoll som får FEF att arbeta närmare kritikalitet, i förhållande till skenstimulering, att visa större fel i grader av synvinkel.
Förändring i grader av synvinkelfel uppskattad 44 minuter efter stimulering, för cTBS kontra skenstimulering.
Minnesstyrd saccade-noggrannhet - effekter av iTBS kontra skenstimulering
Tidsram: Förändring i grader av synvinkelfel uppskattad 44 minuter efter stimulering, för iTBS kontra skenstimulering.
Noggrannheten på den minnesstyrda saccade-uppgiften, kvantifierad genom medelgrader av synvinkelavvikelse, sträcker sig vanligtvis från ~1,0 till 5,0 grader, med högre poäng som indikerar högre felaktighet. Theta-burst-stimulering till FEF bör modulera kortikal excitabilitet vilket gör att FEF i vissa människors hjärnor fungerar närmare kritikalitet och i andras hjärnor verkar längre från kritikalitet. Eftersom kritikalitet innebär mottaglighet och flexibilitet, kommer stimuleringsprotokoll som får FEF att arbeta närmare kritikalitet, i förhållande till skenstimulering, att visa större fel i grader av synvinkel.
Förändring i grader av synvinkelfel uppskattad 44 minuter efter stimulering, för iTBS kontra skenstimulering.
Anti-saccade-noggrannhet - effekter av cTBS kontra skenstimulering
Tidsram: Förändring i procentuell noggrannhet uppskattad 12 minuter efter stimulering, för cTBS kontra skenstimulering.
Noggrannheten på anti-saccade-uppgiften, kvantifierad som medelprocent av korrekta saccader bort från en cue, varierar vanligtvis mellan 80 % och 100 % korrekt. Theta-burst-stimulering till FEF bör modulera kortikal excitabilitet vilket gör att FEF i vissa människors hjärnor fungerar närmare kritikalitet och i andras hjärnor verkar längre från kritikalitet. Eftersom kritikalitet innebär större interregional kommunikation mellan top-down kontrollregioner och sensorimotorisk cortex, kommer stimuleringsprotokoll som gör att FEF fungerar närmare kritikalitet, i förhållande till skenstimulering, en högre perfekt ökning av noggrannheten som ett resultat av stimulering.
Förändring i procentuell noggrannhet uppskattad 12 minuter efter stimulering, för cTBS kontra skenstimulering.
Anti-saccade-noggrannhet - effekter av iTBS kontra skenstimulering
Tidsram: Förändring i procentuell noggrannhet uppskattad 12 minuter efter stimulering, för iTBS kontra skenstimulering.
Noggrannheten på anti-saccade-uppgiften, kvantifierad som medelprocent av korrekta saccader bort från en cue, varierar vanligtvis mellan 80 % och 100 % korrekt. Theta-burst-stimulering till FEF bör modulera kortikal excitabilitet vilket gör att FEF i vissa människors hjärnor fungerar närmare kritikalitet och i andras hjärnor verkar längre från kritikalitet. Eftersom kritikalitet innebär större interregional kommunikation mellan top-down kontrollregioner och sensorimotorisk cortex, kommer stimuleringsprotokoll som gör att FEF fungerar närmare kritikalitet, i förhållande till skenstimulering, en högre perfekt ökning av noggrannheten som ett resultat av stimulering.
Förändring i procentuell noggrannhet uppskattad 12 minuter efter stimulering, för iTBS kontra skenstimulering.
Subjektiv ansträngningsdiskontering - cTBS kontra skenstimulering
Tidsram: Förändring i subjektivt värde uppskattat 72 minuter efter stimulering, för cTBS kontra skenstimulering.
Subjektiva värden uppskattade från en ansträngningsrabattprocedur som ett rabatterat erbjudande som sträcker sig från 0,0 (full insatsrabatt) till 1,0 (ingen ansträngningsrabatt). Lägre värden indikerar att människor tycker att subjektiva ansträngningar är mer kostsamma. Theta-burst-stimulering till FEF bör modulera kortikal excitabilitet vilket gör att FEF i vissa människors hjärnor fungerar närmare kritikalitet och i andras hjärnor verkar längre från kritikalitet. Vi antar att avvikelse från kritik ligger bakom fenomenologiska ansträngningar. Så vi förutspår att stimulering som får människors hjärnor att arbeta närmare kritikalitet i förhållande till bluff kommer att uppleva mindre ansträngning och ha ett högre subjektivt värde.
Förändring i subjektivt värde uppskattat 72 minuter efter stimulering, för cTBS kontra skenstimulering.
Subjektiv ansträngningsrabatt - iTBS kontra skenstimulering
Tidsram: Förändring i subjektivt värde uppskattat 72 minuter efter stimulering, för iTBS kontra skenstimulering.
Subjektiva värden uppskattade från en ansträngningsrabattprocedur som ett rabatterat erbjudande som sträcker sig från 0,0 (full insatsrabatt) till 1,0 (ingen ansträngningsrabatt). Lägre värden indikerar att människor tycker att subjektiva ansträngningar är mer kostsamma. Theta-burst-stimulering till FEF bör modulera kortikal excitabilitet vilket gör att FEF i vissa människors hjärnor fungerar närmare kritikalitet och i andras hjärnor verkar längre från kritikalitet. Vi antar att avvikelse från kritik ligger bakom fenomenologiska ansträngningar. Så vi förutspår att stimulering som får människors hjärnor att arbeta närmare kritikalitet i förhållande till bluff kommer att uppleva mindre ansträngning och ha ett högre subjektivt värde.
Förändring i subjektivt värde uppskattat 72 minuter efter stimulering, för iTBS kontra skenstimulering.
Subjektiv ansträngningsbetyg - cTBS kontra skenstimulering
Tidsram: Förändring i subjektivt värde uppskattat 70 minuter efter stimulering, för cTBS kontra skenstimulering.
Likert-betyg av subjektiv ansträngning från 1 (låg ansträngning) till 10 (hög ansträngning). Theta-burst-stimulering till FEF bör modulera kortikal excitabilitet vilket gör att FEF i vissa människors hjärnor fungerar närmare kritikalitet och i andras hjärnor verkar längre från kritikalitet. Vi antar att avvikelse från kritik ligger bakom fenomenologiska ansträngningar. Så vi förutspår att stimulering som får människors hjärnor att arbeta närmare kritikalitet i förhållande till bluff kommer att uppleva mindre ansträngning och ha ett högre subjektivt värde.
Förändring i subjektivt värde uppskattat 70 minuter efter stimulering, för cTBS kontra skenstimulering.
Subjektiv ansträngningsbetyg - iTBS kontra skenstimulering
Tidsram: Förändring i subjektivt värde uppskattat 70 minuter efter stimulering, för iTBS kontra skenstimulering.
Likert-betyg av subjektiv ansträngning från 1 (låg ansträngning) till 10 (hög ansträngning). Theta-burst-stimulering till FEF bör modulera kortikal excitabilitet vilket gör att FEF i vissa människors hjärnor fungerar närmare kritikalitet och i andras hjärnor verkar längre från kritikalitet. Vi antar att avvikelse från kritik ligger bakom fenomenologiska ansträngningar. Så vi förutspår att stimulering som får människors hjärnor att arbeta närmare kritikalitet i förhållande till bluff kommer att uppleva mindre ansträngning och ha ett högre subjektivt värde.
Förändring i subjektivt värde uppskattat 70 minuter efter stimulering, för iTBS kontra skenstimulering.

Samarbetspartners och utredare

Det är här du hittar personer och organisationer som är involverade i denna studie.

Sponsor

Rutgers, The State University of New Jersey

Utredare

  • Huvudutredare: John A Westbrook, PhD, Rutgers University

Publikationer och användbara länkar

Den som ansvarar för att lägga in information om studien tillhandahåller frivilligt dessa publikationer. Dessa kan handla om allt som har med studien att göra.

Allmänna publikationer

Studieavstämningsdatum

Dessa datum spårar framstegen för inlämningar av studieposter och sammanfattande resultat till ClinicalTrials.gov. Studieposter och rapporterade resultat granskas av National Library of Medicine (NLM) för att säkerställa att de uppfyller specifika kvalitetskontrollstandarder innan de publiceras på den offentliga webbplatsen.

Studera stora datum

Studiestart (Faktisk)

1 augusti 2024

Primärt slutförande (Beräknad)

1 juni 2026

Avslutad studie (Beräknad)

1 juni 2026

Studieregistreringsdatum

Först inskickad

27 mars 2024

Först inskickad som uppfyllde QC-kriterierna

27 mars 2024

Första postat (Faktisk)

3 april 2024

Uppdateringar av studier

Senaste uppdatering publicerad (Faktisk)

7 augusti 2024

Senaste inskickade uppdateringen som uppfyllde QC-kriterierna

5 augusti 2024

Senast verifierad

1 augusti 2024

Mer information

Termer relaterade till denna studie

Andra studie-ID-nummer

  • 2023001006

Plan för individuella deltagardata (IPD)

Planerar du att dela individuella deltagardata (IPD)?

NEJ

IPD-planbeskrivning

All anonymiserad data kommer att göras allmänt tillgänglig i slutet av försöket på Rutgers Universitys (RUresearch) dataportal.

Läkemedels- och apparatinformation, studiedokument

Studerar en amerikansk FDA-reglerad läkemedelsprodukt

Nej

Studerar en amerikansk FDA-reglerad produktprodukt

Ja

produkt tillverkad i och exporterad från U.S.A.

Nej

Denna information hämtades direkt från webbplatsen clinicaltrials.gov utan några ändringar. Om du har några önskemål om att ändra, ta bort eller uppdatera dina studieuppgifter, vänligen kontakta register@clinicaltrials.gov. Så snart en ändring har implementerats på clinicaltrials.gov, kommer denna att uppdateras automatiskt även på vår webbplats .

Prenumerera