BDNF 和运动学习 (BDNF)
BDNF 对运动学习的影响
该研究的目的是评估脑源性神经营养因子脑 (BDNF) 的状态以及大脑如何响应技能习得的行为。 具体来说,我们将研究 BDNF 的状态与皮质兴奋性变化和运动训练范式期间发生的学习之间的关系。 我们的目标是 1) 在训练前后使用经颅磁刺激 (TMS) 确定皮质兴奋性变化; 2) 确定训练前后的手指跟踪精度;和 3) 确定每个参与者中 BDNF 多态性的存在。
我们正在这项研究中测试健康的成年人,并最终希望适用于患有中风或肌张力障碍等神经系统疾病的人。 通过在头部外部施加磁场,大脑内会产生电流,从而刺激脑组织。 使用 TMS,可以研究大脑,以更好地了解与健康人群和患者人群的皮质兴奋性相关的机制。 关于 BDNF 等遗传生物标志物对学习后皮质兴奋性变化的影响知之甚少。 研究表明,与具有该基因的人相比,没有该特定基因的人在 TMS 和运动学习期间更不可能表现出大脑兴奋性的变化
研究概览
详细说明
主题和设计:将使用前测/后测设计。 健康大学生的方便样本将被研究,并将由 PI 或共同调查员进行初步筛选,包括病史和神经系统疾病审查,以评估安全性和参与资格。
纳入/排除标准:纳入标准包括年龄在 18-45 岁之间并且没有精神病或神经系统疾病的既往史。 排除标准包括患有损害上肢运动或癫痫病史的任何神经肌肉疾病的受试者。 受试者不能怀孕,也不能有与 TMS 测试不兼容的内置金属或医疗设备。
在受试者坐在支撑椅上的情况下,将清洁受试者的第一个骨间肌腹部和手背周围的皮肤。 下一个小表面肌电图 (EMG) 电极将连接到肌肉腹部和肌腱。 接地电极将放置在手背或手腕上。
接下来,将确定目标肌肉的 TMS 激活阈值。 为了找到激活第一背侧骨间肌的最佳位置,我们将使用连接到 Magstim 快速磁刺激器的 70 毫米八字形 TMS 线圈。 线圈将手持在头皮上,覆盖对侧半球初级运动皮层 (M1) 到记录电极的大致区域,并系统地移动以找到最佳位置。 单脉冲磁刺激将以大约 0.1 Hz 的频率手动传送,起始强度为刺激器最大值的 50%。 该水平将被系统地调整,直到找到静息运动阈值,定义为在 10 次试验中至少有 5 次在目标肌肉处于静止状态时引发运动诱发电位 (MEP) >50 µV 峰峰值所需的最小强度. 将收集持续约 20 分钟的各种皮质兴奋性测量值。
在 PI 或 Co-I 的监督下,将提供 30 分钟的手指跟踪/培训。 受试者将在食指掌指 (MP) 关节佩戴手指电测角仪。 受试者将使用各自关节的屈曲/伸展运动来跟踪计算机屏幕上的波形。 培训将包括 30 个跟踪试验块。 每个块将包含 3 个试验。 不同块的协议参数在波形、振幅、频率、试验持续时间和关节位置方面会有所不同。 例如,与三角波相反,方波将涉及不同的运动模式执行。 前臂位置上的波形也可能不同,以创建“刺激响应兼容”或“刺激响应不兼容”条件。 例如,刺激-反应不相容的关节位置会涉及在水平面上伸展和弯曲关节(手指 MP 或肘部)以在垂直面上产生光标移动。 所有这些因素都会挑战个人解决问题以实现最佳学习的能力。
在训练和准确性测试之后,将再次收集持续约 20 分钟的皮质兴奋性测量值。 最后,将收集唾液样本用于脑源性神经营养因子 (BDNF) 多态性的基因筛查。 我们将通过让受试者吐到试管中来收集大约 2 毫升(少于二分之一茶匙)的唾液。 提供唾液样本最多可能需要 30 分钟,但大多数人通常需要的时间更短(大约 5 分钟)。
研究类型
注册 (实际的)
联系人和位置
学习地点
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Minnesota
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Minneapolis、Minnesota、美国、55414
- University of Minnesota
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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
取样方法
研究人群
描述
纳入标准:
- 18-45岁
- 没有精神或神经系统疾病的既往史。
排除标准:
- 任何损害上肢运动或癫痫病史的神经肌肉疾病
- 怀孕
- 与 TMS 测试不兼容的留置金属或医疗设备。
学习计划
研究是如何设计的?
设计细节
研究衡量的是什么?
主要结果指标
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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精度指标
大体时间:第 1 天:训练后测验
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每个测试中的计算机量化跟踪性能测量。
这是使用以下等式计算精度:AI = 100(P-E)/P。
其中 E 是目标线和响应线之间的均方根 (r.m.s.) 误差,P 是个体目标模式的大小,计算为 r.m.s.
正弦波与分隔正弦波上下相位的中线之间的差异。
P的大小由垂直轴的刻度决定,垂直轴是主体的手指运动范围。
因此,AI 被归一化为每个主体自己的运动范围,并考虑到主体之间在跟踪目标的偏移中的任何差异。
最高可能得分为 100%。
当响应线距离目标太远以至于它落在中线的另一侧时,就会出现负分。
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第 1 天:训练后测验
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次要结果测量
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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皮质兴奋性
大体时间:第 1 天:基线
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皮层兴奋性将通过经颅磁刺激 (TMS) 单脉冲和成对脉冲刺激来测量,以测量短间隔皮层内抑制 (SICI)、皮层静默期 (CSP) 和运动诱发电位 (MEP) 振幅。
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第 1 天:基线
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皮质兴奋性
大体时间:第一天:后测
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皮层兴奋性将通过经颅磁刺激 (TMS) 单脉冲和成对脉冲刺激来测量,以测量短间隔皮层内抑制 (SICI)、皮层静默期 (CSP) 和运动诱发电位 (MEP) 振幅。
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第一天:后测
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其他结果措施
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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BDNF 基因状态
大体时间:第一天
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BDNF 遗传变异筛查将通过在第 1 天会议结束时收集的唾液样本进行。
我们将筛选 Val66met 多态性。
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第一天
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合作者和调查者
调查人员
- 首席研究员:Teresa J Kimberley, PhD, PT、University of Minnesota
研究记录日期
研究主要日期
学习开始 (实际的)
初级完成 (实际的)
研究完成 (实际的)
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
关键字
其他研究编号
- 1401M46962
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