Hjärnans konnektivitet och kortikospinal excitabilitet som svar på måttlig hypoxi (NEUROXIE)
Studieöversikt
Status
Intervention / Behandling
Detaljerad beskrivning
Hypoxi avser ett tillstånd där tillgängligheten av syre (O₂) är reducerad jämfört med normala förhållanden. Medan svår hypoxi är välkänd för sina skadliga effekter, kan måttlig hypoxi - särskilt när den administreras intermittent - ge potentiellt gynnsamma effekter på kardiometabol hälsa, såsom förbättrad reglering av blodtryck och förbättrad energimetabolism.
Djurmödell indikerar att hypoxi kan främja uttrycket av neurotrofiska faktorer, stimulera neuroplasticitet och förbättra cerebrovaskulär funktion. Hos människor tyder flera studier på att intermittent hypoxi inducerar mer uttalade kardiometabola anpassningar än kontinuerlig hypoxi och kan förbättra vissa kognitiva funktioner hos äldre vuxna. Senare fynd indikerar också att måttlig hypoxi förändrar spontan hjärnaktivitet i vila, särskilt i alfafrekvensbandet, vilket tyder på en möjlig inverkan på funktionella hjärnnätverk.
Effekterna av måttlig hypoxi på vilotillståndets hjärndynamik är dock fortfarande dåligt dokumenterade hos människor. En detaljerad karakterisering av både de elektriska och hemodynamiska svaren från hjärnan krävs därför för att bättre förstå de potentiella adaptiva processerna inblandade och för att utvärdera relevansen av intermittent hypoxi som ett icke-farmakologiskt ingrepp för att optimera hjärnhälsa.
Det primära målet med detta projekt är att utvärdera effekterna av kontinuerlig och intermittent måttlig hypoxi på vilotillståndets hjärndynamik hos friska individer. För detta ändamål kommer simultana EEG- och fNIRS-inspelningar att samlas in för att extrahera funktionella markörer för vilande hjärnaktivitet. Ett sekundärt mål är att undersöka inverkan av måttlig hypoxi på hjärnkonnektivitet och kortikospinal excitabilitet.
Detta är en explorativ deskriptiv studie på en enda centrum. Varje deltagare kommer att utvärderas under tre experimentella sessioner (dvs. intermittent hypoxi, kontinuerlig hypoxi och normoxi) åtskilda av minst en vecka och presenterade i en pseudoslumpmässig ordning. Under hypoxiperioderna kommer en perifer syremättnad (SpO₂) mellan 85% och 90% att eftersträvas.
- Session A: exponering för kontinuerlig måttlig hypoxi (30 minuter)
- Session B: exponering för intermittent måttlig hypoxi (sex cykler om 5 minuter hypoxi följt av 5 minuter normoxi)
- Session C: exponering för normoxi i 30 minuter
Deltagarna kommer att utrustas med en mössa som möjliggör simultan inspelning av EEG-aktivitet och hemodynamiska signaler (via mätningar av oxyhemoglobin [HbO₂] och deoxyhemoglobin [HbR] koncentrationer) med fNIRS. Aktiviteten i den första dorsalinterosseusmuskeln i den dominerande handen kommer att registreras med ytelektromyografi. Under inspelningarna (dvs. hypoxi- eller normoxiexponering) kommer deltagarna att förbli i vila, utan någon motorisk aktivitet eller specifik kognitiv stimulering.
Kortikospinal excitabilitet kommer att bedömas med TMS före och efter varje hypoxiexponeringsperiod. För detta ändamål kommer vi att mäta amplituden av motoriskt evokerade potentialer i den första dorsalinterosseusmuskeln i den dominerande handen efter stimulering av den kontralaterala motoriska kortexen med TMS vid 120% av vilomotortröskeln. Denna mätning kommer att kompletteras med bedömningen av effektiviteten hos tre intracorticala mekanismer som bidrar till förändringar i excitabiliteten i den primära motoriska kortexen: kort- och långintervall intracortical inhibering (SICI respektive LICI), samt intracortical facilitering (ICF). Dessa mått kommer att erhållas med hjälp av parad-puls TMS-protokoll.
Studietyp
Inskrivning (Beräknad)
Fas
- Inte tillämpbar
Kontakter och platser
Studiekontakt
- Namn: Ségolène M. R. Guérin, PhD
- Telefonnummer: +33 3 74 00 82 13
- E-post: segolene.guerin@univ-littoral.fr
Studieorter
-
-
Hauts-de-France
-
Loos, Hauts-de-France, Frankrike, 59120
- Eurasport
-
Kontakt:
- Serge Berthoin, PhD
- Telefonnummer: +33 3 74 00 82 02
- E-post: serge.berthoin@univ-lille.fr
-
-
Deltagandekriterier
Urvalskriterier
Åldrar som är berättigade till studier
- Vuxen
- Äldre vuxen
Tar emot friska volontärer
Beskrivning
Inklusionskriterier:
- Man eller kvinna i åldern 18 till 65 år
- Friska höger- eller vänsterhänta individer utan självrapporterade neurologiska störningar eller tidigare neurologiska tillstånd (t.ex. epilepsi, stroke, hjärn- eller ryggmärgsoperation, eller neurologiska sjukdomar som påverkar motorisk eller sensorisk funktion såsom multipel skleros, eller neurodegenerativa sjukdomar såsom Parkinsons eller Alzheimers)
- Individer som har lämnat informerat samtycke och har tillräckliga kunskaper i franska
- Deltagare anslutna till, eller förmånstagare av, ett socialförsäkringssystem
Exklusionskriterier:
- Kroppsmassaindex (BMI) över 30 kg/m²
- Diagnostiserat och obehandlat obstruktivt sömnapnésyndrom
- Oförmåga att lämna informerat samtycke
- Tidigare hjärt- (t.ex. ischemisk hjärtsjukdom, hjärtsvikt) och/eller respiratoriska störningar (t.ex. KOL, kronisk respiratorisk insufficiens, ihållande eller okontrollerad astma)
- Nuvarande rökare
- Kontraindikationer mot TMS (t.ex. okontrollerad epilepsi, intrakraniell metallisk främmande kropp, hörapparat eller cochleaimplantat, implanterad stimulator eller pump, hårbottensskador, förhöjt intrakraniellt tryck, cerebrospinalvätskeshunt)
- Användning av psykofarmaka
- Individer under förmyndarskap eller god mansskap
- Gravida eller ammande kvinnor
- Deltagare som har flugit med flyg eller rest till landhöjder över 1500 meter inom de sju dagarna före inkludering
Studieplan
Hur är studien utformad?
Designdetaljer
- Primärt syfte: Grundläggande vetenskap
- Tilldelning: Randomiserad
- Interventionsmodell: Crossover tilldelning
- Maskning: Ingen (Open Label)
Vapen och interventioner
Deltagargrupp / Arm |
Intervention / Behandling |
|---|---|
|
Sham Comparator: Normoxi
Sham-konditionen kommer att bestå av 30 minuters kontinuerlig exponering för omgivande luft, inhalerad genom samma mask som används under hypoxiförhållandena.
|
Ambient luft kommer att levereras genom samma mask som används under hypoxiförhållandena.
Enkel- och parpuls-TMS kommer att appliceras över den primära motoriska kortexen (M1) för att bedöma kortikospinal excitabilitet, tillsammans med intracorticala inhiberande och facilitatoriska mekanismer.
Motoriskt framkallade potentialer kommer att registreras från musculus abductor pollicis brevis (APB) i den dominanta handen.
Andra namn:
|
|
Experimentell: Kontinuerlig måttlig hypoxi
Exponeringstiden för kontinuerlig hypoxi kommer att vara 30 minuter.
En perifer syremättnad (SpO₂) mellan 85% och 90% kommer att eftersträvas.
Hypoxiexponeringen kommer att ske i vila, med deltagaren bekvämt sittande.
Dessutom är den hypoxianordning som används i studien utrustad med ett säkerhetssystem som gör det möjligt att definiera en lägsta andel inspirerad syre (FiO₂).
Denna tröskel kommer att ställas in på 10%, vilket säkerställer att FiO₂ inte kan sjunka under detta värde.
|
Enkel- och parpuls-TMS kommer att appliceras över den primära motoriska kortexen (M1) för att bedöma kortikospinal excitabilitet, tillsammans med intracorticala inhiberande och facilitatoriska mekanismer.
Motoriskt framkallade potentialer kommer att registreras från musculus abductor pollicis brevis (APB) i den dominanta handen.
Andra namn:
Höjd förhållanden (normobarisk hypoxi) kommer att återskapas med hjälp av OnePlus VA-enheten (GO2Altitude, Biomedtech, Melbourne, Australien).
Denna enhet modulerar andelen syre i inandningsluften (FiO₂) genom ett patenterat semipermeabelt membransystem utvecklat av företaget.
Den producerar därigenom en gasblandning som inhaleras av deltagaren genom en mask.
Denna enhet inkluderade en algoritm för syrereduktion, som justerar FiO₂ i realtid enligt ett mål för perifer syremättnad (SpO₂ = 85-90%).
|
|
Experimentell: Intermittent måttlig hypoxi
Det intermitterande hypoxitillståndet kommer att bestå av sex perioder av 5 minuters hypoxi, åtskilda av 5-minutersperioder av normoxi.
Under de hypoxiska perioderna kommer ett SpO₂ mellan 85% och 90% att eftersträvas.
Som i det kontinuerliga tillståndet kommer hypoxexponeringen att äga rum i vila, med deltagaren bekvämt sittande.
Hypoxenheten inkluderar också ett säkerhetssystem som tillåter att ett minimum av FiO₂ definieras; denna tröskel kommer att ställas in på 10%, vilket säkerställer att FiO₂ inte kan sjunka under detta värde.
|
Enkel- och parpuls-TMS kommer att appliceras över den primära motoriska kortexen (M1) för att bedöma kortikospinal excitabilitet, tillsammans med intracorticala inhiberande och facilitatoriska mekanismer.
Motoriskt framkallade potentialer kommer att registreras från musculus abductor pollicis brevis (APB) i den dominanta handen.
Andra namn:
Höjd förhållanden (normobarisk hypoxi) kommer att återskapas med hjälp av OnePlus VA-enheten (GO2Altitude, Biomedtech, Melbourne, Australien).
Denna enhet modulerar andelen syre i inandningsluften (FiO₂) genom ett patenterat semipermeabelt membransystem utvecklat av företaget.
Den producerar därigenom en gasblandning som inhaleras av deltagaren genom en mask.
Denna enhet inkluderade en algoritm för syrereduktion, som justerar FiO₂ i realtid enligt ett mål för perifer syremättnad (SpO₂ = 85-90%).
|
Vad mäter studien?
Primära resultatmått
Resultatmått |
Åtgärdsbeskrivning |
Tidsram |
|---|---|---|
|
Elektrisk hjärnaktivitet
Tidsram: Utvärderas under hela interventionen, på dag 2, 3 och 4 av protokollet.
|
Elektroencefalografi (EEG)-data kommer att registreras med ett SAGA-system (TMSi, Einsteinweg, Nederländerna).
Detta system inkluderar 64 Ag/AgCl stiftselektroder.
En ytterligare elektrod kommer att placeras på antingen vänster eller höger mastoid.
Det primära utfallet kommer att vara variationen i spektral effekt inom alfafrekvensbandet.
|
Utvärderas under hela interventionen, på dag 2, 3 och 4 av protokollet.
|
|
Hemodynamisk aktivitet
Tidsram: Utvärderas under hela interventionen, på dag 2, 3 och 4 i protokollet.
|
Ett Brite-system (Artinis, Einsteinweg, Nederländerna) kommer att användas för att samla in funktionell nära-infraröd spektroskopi (fNIRS)-data.
Utrustningen består av fyra LED-sändare och fyra fotodiodmottagare.
En nio-kanals montage kommer att utformas för att täcka de intresseområden som är dorsolaterala prefrontala cortex, ventromediala prefrontala cortex och anteriöra prefrontala cortex.
Det primära utfallsmåttet kommer att vara variationen i deoxihemoglobin (HbR).
|
Utvärderas under hela interventionen, på dag 2, 3 och 4 i protokollet.
|
Sekundära resultatmått
Resultatmått |
Åtgärdsbeskrivning |
Tidsram |
|---|---|---|
|
Kortikospinal excitabilitet
Tidsram: Bedömd vid baslinje och omedelbart efter intervention under var och en av de tre experimentella sessionerna (dvs. intermitterande moderat hypoxi, kontinuerlig moderat hypoxi, normoxi).
|
Corticospinal excitabilitet kommer att bedömas med hjälp av transkraniell magnetstimulering (TMS) applicerad på den primära motoriska hjärnbarken.
Motoriska evokerade potentialer (MEP) registreras med ytelektromyografi från abductor pollicis brevis (APB)-muskeln på den dominanta handen. Det primära utfallsmåttet kommer att vara lutningen på I/O-kurvan.
|
Bedömd vid baslinje och omedelbart efter intervention under var och en av de tre experimentella sessionerna (dvs. intermitterande moderat hypoxi, kontinuerlig moderat hypoxi, normoxi).
|
|
EEG-hjärnkonnektivitet
Tidsram: Bedömdes under hela interventionen, på dag 2, 3 och 4 av protokollet.
|
Viloläget för kortikal kopplingsförmåga kommer att undersökas med hjälp av EEG-data, på vilka koherensanalyser kommer att tillämpas.
Utfallsmåttet kommer att vara graden av funktionell kopplingsförmåga mellan kortikala regioner, kvantifierad genom koherensvärden över specifika frekvensband (t.ex. alfa, beta), vilket speglar synkroniseringen av neural aktivitet mellan dessa regioner.
|
Bedömdes under hela interventionen, på dag 2, 3 och 4 av protokollet.
|
|
fNIRS hjärnkonnektivitet
Tidsram: Bedöms genom hela interventionen, på dag 2, 3 och 4 i protokollet.
|
Vilolägets kortikala konnektivitet kommer att undersökas med hjälp av fNIRS-signaler genom korrelationer av deoxyhämoglobin (HbR) mellan de kortikala områden av intresse.
Utfallsmåttet kommer att vara styrkan av den funktionella konnektiviteten mellan dessa områden, kvantifierad av korrelationskoefficienter för hemodynamiska fluktuationer, vilket återspeglar synkroniteten i kortikal aktivitet i vila.
|
Bedöms genom hela interventionen, på dag 2, 3 och 4 i protokollet.
|
Samarbetspartners och utredare
Studieavstämningsdatum
Studera stora datum
Studiestart (Beräknad)
Primärt slutförande (Beräknad)
Avslutad studie (Beräknad)
Studieregistreringsdatum
Först inskickad
Först inskickad som uppfyllde QC-kriterierna
Första postat (Faktisk)
Uppdateringar av studier
Senaste uppdatering publicerad (Faktisk)
Senaste inskickade uppdateringen som uppfyllde QC-kriterierna
Senast verifierad
Mer information
Termer relaterade till denna studie
Nyckelord
Ytterligare relevanta MeSH-villkor
Andra studie-ID-nummer
- 2025-A02509-40
Plan för individuella deltagardata (IPD)
Planerar du att dela individuella deltagardata (IPD)?
Läkemedels- och apparatinformation, studiedokument
Studerar en amerikansk FDA-reglerad läkemedelsprodukt
Studerar en amerikansk FDA-reglerad produktprodukt
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 .