通过经颅直流电刺激长期改善运动学习
经颅直流刺激对训练效果的长期改善
本研究将检验连续使用经颅直流电刺激 (tDCS) 与运动训练相结合是否可以长期改善运动表现,超越单独运动训练所能达到的效果。
18-80 岁的健康正常志愿者,明显是右撇子或左撇子的可能有资格参加这项研究。 如果 NINDS 在进入研究后的 12 个月内未对每位候选人进行过病史、临床和神经系统检查、评估记忆力、注意力和惯用手的问卷调查以及脑部 MRI 检查,则会对每位候选人进行筛选。 孕妇不得参加。
该研究涉及超过 3 个月的 10 个疗程(除了筛选访视)。 第 1-5 节在连续 5 天内完成。 第 6-10 节课在剩余时间中分配。 参与者被随机分配到三组之一:1)运动训练期间的 tDCS; 2) 训练后的 tDCS;或 3) 假 tDCS 训练。 在这些课程中,参与者执行捏力任务(在拇指和食指之间挤压一个小设备)和视觉运动任务(使用设备将计算机屏幕上的光标移动到不同的目标并将光标保持在适当位置 1 秒钟)。
在运动训练和表演课程中,参与者有以下程序。
- TMS 测量:将线圈固定在头皮上,短暂的电流通过线圈,产生刺激大脑的磁脉冲。 在刺激过程中,可能会要求受试者稍微拉紧某些肌肉或执行其他简单动作。 刺激可能会导致面部、手臂或腿部肌肉抽搐,受试者可能会听到咔嗒声并感觉到线圈下方皮肤有拉扯感。
- tDCS:将小的湿海绵电极应用于头部 - 一个在眼睛上方,另一个在后脑勺。 小电流在它们之间通过。 受试者可能会在电极下感到瘙痒或刺痛感或看到闪光。 有些会议是用假 tDCS 完成的。
- 表面肌电图:电极充满导电凝胶并贴在手部小肌肉上的皮肤上,以测量肌肉的电活动。
- 行为测量:学习运动任务的评估
- 测试前后评估受试者注意力、疲劳和情绪的问卷
研究概览
地位
条件
详细说明
目标:
电机练习和使用超过一个会话导致使用依赖的可塑性。 当在多个会话中重复练习时,运动性能会持续提高,直到性能达到稳定状态,即达到所谓的天花板效应。 这个问题在神经康复治疗中尤为重要,在神经康复治疗中,患者通常会达到天花板效应而没有进一步改善。 因此,需要修改运动康复中的上限效应。 该协议的目的是确定重复应用 TDCS(一种已知可暂时提高性能的非侵入性皮层刺激形式)与训练相关的重复应用是否可以引起运动性能的额外改进,超出视觉运动性能期间确定的天花板效应训练任务。
我们将检验这样一个假设,即阳极 TDCS 应用于 M1 与运动训练的时间关系将导致健康个体和慢性中风患者相对于假刺激(这将记录天花板效应)更显着地长期学习视觉运动任务,并且创伤性脑损伤 (TB1) 患者..
研究人群:
我们计划研究 177 名健康志愿者(第 1 部分)和 60 名慢性中风患者(第 2 部分)和 50 名 TB1 患者以及另外 50 名健康志愿者(第 3 部分)。 因此,计划招收 337 名参与者。
设计:
该研究将遵循平行设计。 健康志愿者(第 1 部分)和中风患者(第 2 部分)将被随机分配到三组中的一组。 每组将在与运动训练相关的固定时间范围内(在运动训练期间或之后立即)接受正极 TDCS 或假手术。 TB1 患者和健康志愿者(第 3 部分)将被随机分配到两组中的一组。 每组将在培训期间接受假或阳极 tDCS。
健康志愿者和中风患者将参加 10 节课。 首先,他们将连续 5 天训练视觉运动任务 (VMT),同时在训练期间(第 1 组)或训练后立即(第 2 组)接受假刺激(第 3 组)或 TDCS。 VMT 的表现将在第一次培训课程后的 30、60 和 90 天重新评估。
创伤性脑损伤 (TB1) 患者和一组健康志愿者(第 3 部分)将参加 6 节课。 首先,他们将连续 3 天训练视觉运动任务 (VMT),同时在训练期间接受正极 tDCS 或假刺激。 VMT 的表现将在第一次培训课程后的 30、60 和 90 天重新评估。
结果测量:
主要结果测量将是完成 15 次正确的视觉运动任务试验所需的总时间的百分比变化(健康志愿者和中风患者从基线到第 8 天,以及创伤性脑损伤从基线到第 3 天)。
次要结果将是视觉运动任务(Celnik,自己的数据)中力适应的准确性(错误数量)和时间(速度)可变性,以及所有其他时间点的捏力,包括第 5 天作为学习的衡量标准培训期和 3 个月作为长期保留的衡量标准。 在患者组中,将使用 Jebsen Taylor 测试来评估粗大运动功能。 为了更好地理解所提出的行为增益背后的机制,我们将使用单脉冲和成对脉冲经颅磁刺激 (TMS) 来识别皮质运动兴奋性变化。 此外,志愿者将回答几份问卷以评估疲劳和情绪 (PANAS),并执行简短的神经心理控制任务以控制注意力和记忆功能的变化。
研究类型
注册 (实际的)
联系人和位置
学习地点
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Maryland
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Bethesda、Maryland、美国、20892
- National Institutes of Health Clinical Center, 9000 Rockville Pike
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参与标准
资格标准
适合学习的年龄
接受健康志愿者
有资格学习的性别
描述
- 纳入标准:
在以下情况下,我们将包括健康志愿者:
- 年龄在18至80岁之间。
- 参与者提供书面知情同意书。
- 迷你精神状态检查大于 23 分。
- 爱丁堡用手习惯评估的用手习惯显示偏侧指数 (LI) 大于 75(灵巧性)或 LI 小于 -75(左撇子)。
- 能够集中注意力并执行当前研究中要求的任务。
- 承诺参与长期随访(最多 3 个月)。
我们将在以下情况下纳入中风患者:
- 年龄在18至80岁之间。
- 3个多月前中风。
- 伴有半球病变的单中风。
- 影响大脑一侧的中风(单侧中风)。
- 最初患有严重运动麻痹(低于 MRC 2 级)的患者,他们随后恢复到仍有残余运动障碍但仍能够执行研究要求的任务的程度。
- 承诺参与长期随访(最多 3 个月)。
- 书面知情同意书由患者提供。
- 迷你精神状态检查大于 23 分。
- 爱丁堡用手习惯评估的用手习惯显示偏侧指数 (LI) 大于 75(灵巧性)或 LI 小于 -75(左撇子)。
我们将在以下情况下纳入 TBI 患者:
- 18至80岁
- 爱丁堡用手习惯评估的用手习惯显示偏侧指数 (L1) 大于 75(灵巧性)或 L1 小于 -75(左撇子)
- 能够专注于一项计算机任务长达一个小时。
- 能够执行惯用手拇指对抗阻力的能力。
- 愿意花时间参与研究。
- 同意的意愿和能力。
- TBI 发生于对头部的非穿透性钝力、加速或减速力。
- TBI 具有轻度至中度严重程度,基于长达 24 小时的意识丧失、长达 7 天的创伤后失忆症或 GCS 评分 (9-15),可通过病历或患者报告确定。
- TBI 6 个多月前
排除标准:
如果符合以下条件之一,我们将排除健康志愿者和中风患者以及 TBI 患者:
- 无法执行任务。
- 严重神经系统疾病史,例如 脑肿瘤、癫痫或有症状性癫痫病史、多发性神经病等。
- 严重酗酒或吸毒史、严重抑郁症等精神疾病、动机能力差或严重语言障碍,特别是接受性障碍或严重认知缺陷(定义为相当于 23 分或更低的简易精神状态考试分数) ).
- 超过中度不受控制的医疗问题(例如 活动性癌症或肾脏疾病、任何类型的终末期肺部或心血管疾病、甲状腺机能减退/甲状腺机能亢进、严重糖尿病、外周动脉病或因年龄而恶化的状况,或研究医师确定的其他医疗状况,这些都会干扰参与本研究)。
- 通过临床手段评估的颅内压升高(眼底检查存在视乳头水肿,MRI 扫描显示脑沟/脑室受压)。
- 体内的金属可能会使头盖骨(口腔除外)中的 MRI 不安全(例如,血管夹、人工耳蜗)、心脏起搏器、植入式药物泵、神经刺激器。
- 药物治疗主要作用于降低癫痫发作阈值的中枢神经系统,例如抗精神病药(氯丙嗪、氯氮平)或三环类抗抑郁药(仅针对 TMS 成分)。
- 任何视力障碍,尤其是视力低于 60%。
- 面部或头皮上患病或受损的皮肤。
- 根据手,急性或慢性腱鞘炎、严重的类风湿性关节炎、关节炎起源的活动性关节畸形。
- 专业练习演奏乐器或接受过打字员培训。
怀孕(仅针对 MRI 组件)。
排除标准——仅适用于中风患者:
双侧大脑均受中风影响或明显双侧运动障碍。
排除标准——仅适用于 TBI 患者:
- TBI 来自穿透性枪击或爆炸性创伤。
- 创伤后癫痫发作
- 没有报告受伤后 Glascow 昏迷量表和精神状态的变化。
- 在过去 2 个月内,任何严重程度的活动性抑郁症伴随精神活性药物的变化。
- 活跃的精神病、破坏性或暴力行为,或动机能力差。
- 关于创伤的未决诉讼
学习计划
研究是如何设计的?
合作者和调查者
出版物和有用的链接
一般刊物
- Karni A, Meyer G, Rey-Hipolito C, Jezzard P, Adams MM, Turner R, Ungerleider LG. The acquisition of skilled motor performance: fast and slow experience-driven changes in primary motor cortex. Proc Natl Acad Sci U S A. 1998 Feb 3;95(3):861-8. doi: 10.1073/pnas.95.3.861.
- Butefisch CM, Davis BC, Wise SP, Sawaki L, Kopylev L, Classen J, Cohen LG. Mechanisms of use-dependent plasticity in the human motor cortex. Proc Natl Acad Sci U S A. 2000 Mar 28;97(7):3661-5. doi: 10.1073/pnas.97.7.3661.
- van Mier H, Tempel LW, Perlmutter JS, Raichle ME, Petersen SE. Changes in brain activity during motor learning measured with PET: effects of hand of performance and practice. J Neurophysiol. 1998 Oct;80(4):2177-99. doi: 10.1152/jn.1998.80.4.2177.
研究记录日期
研究主要日期
学习开始
研究完成
研究注册日期
首次提交
首先提交符合 QC 标准的
首次发布 (估计)
研究记录更新
最后更新发布 (实际的)
上次提交的符合 QC 标准的更新
最后验证
更多信息
与本研究相关的术语
其他研究编号
- 060138
- 06-N-0138
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