使用颅内脑电图研究人类认知和情感处理的振荡
研究概览
详细说明
不同频带(如 theta、alpha、beta、gamma 和 high gamma)中的振荡被认为是认知和情绪信息处理的基础。 例如,众所周知,theta (3 - 7 Hz) 和 alpha (8 - 12 Hz) 振荡是工作记忆和注意力处理的基础。 已知 Theta 振荡可以区分情绪刺激和中性刺激,而已知伽马振荡(30 - 50 Hz)是信息快速整合的基础。 这些振荡在神经精神疾病中也会被破坏,这一事实强调了这些振荡的重要性。
我们对这些振荡的很多理解来自于人类的非侵入性方法,如脑电图 (EEG)、脑磁图 (MEG) 和动物模型中的侵入性方法。 然而,EEG 和 MEG 测量由大皮层斑块的集体放电产生的振荡,从而失去空间分辨率。 在这些模式中也无法获取来自杏仁核和海马体等更深层结构的活动。 动物模型经常遭受从动物到人类的行为转换不佳,反之亦然。 颅内脑电图或皮层脑电图 (ECoG) 有助于克服上述缺点。
使用 ECoG 的研究已经变得广泛,并有助于阐明不同大脑区域在认知和情绪中的功能作用。 研究人员旨在利用这些既定程序来研究从不同大脑区域记录的振荡在认知和情绪中的作用。
难治性癫痫患者接受长期侵入性监测以制定手术切除计划。 电极被植入癫痫病灶的硬膜下,以确定癫痫发作区域,患者通常会在神经科学医院的癫痫监测室待大约一周。 在此期间,不断获取颅内脑电图用于临床研究。 研究人员计划招募这些患者,同时对他们进行长期监测,以利用罕见的直接大脑记录,并研究振荡在认知和情感处理中的作用。 知情同意参与研究的患者将执行基于计算机的认知和情绪处理任务。
研究类型
注册 (实际的)
阶段
- 不适用
联系人和位置
学习地点
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North Carolina
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Chapel Hill、North Carolina、美国、27599
- University of North Carolina at Chapel Hill
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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:
- 难治性癫痫病史
- 能够给予知情同意
- 18-80岁,男女不限
排除标准:
- 重大全身性疾病
- 严重认知障碍定义为小于 20 的简单精神状态检查
- 严重的精神疾病
- 过度使用酒精或其他物质
学习计划
研究是如何设计的?
设计细节
- 主要用途:基础科学
- 分配:不适用
- 介入模型:单组作业
- 屏蔽:无(打开标签)
武器和干预
参与者组/臂 |
干预/治疗 |
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实验性的:认知和情绪处理任务
作为临床监测的一部分,当参与者在北卡罗来纳大学神经科学医院的癫痫监测部门时,会持续收集颅内脑电图。
我们将使用 FDA 批准的 EEG 放大器/数据采集系统来收集研究数据。
基于计算机的任务将通过笔记本电脑呈现,任务相关的时间信息将从笔记本电脑传输到数据采集系统。
基于计算机的任务将包括工作记忆任务、奖励学习任务和面部情绪识别任务
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Sternberg 任务项目,可以视觉呈现的字母、形状或数字或通过扬声器呈现的声音,将呈现给参与者。 参与者将需要在他们的记忆中保留所呈现的项目,并在呈现单个探测项目时通过按下键盘上的键来指示探测项目是否存在于紧接在前的列表中。 N-Back 任务项目按顺序连续呈现,并指示参与者通过按键盘上的键来指示项目是否重复 n 项。 该任务根据“n”分为 0、1、2、3 次回溯试验块。 例如,在 2-back 任务中,参与者必须指出之前出现的 2 个项目是否与当前项目匹配。 与之前的任务类似,项目可以通过视觉或听觉呈现。
其他名称:
屏幕上呈现两个抽象的视觉刺激,要求参与者选择一个。
参与者不知道,每个刺激都与不同的虚拟奖励概率相关联,因此一个刺激与净收益相关,而另一个与净损失相关。
参与者的目标是最大化奖励。
一旦参与者识别出与净收益相关的刺激,奖励概率就会逆转。
这个过程重复 5 次。
其他名称:
在给定的试验中,参与者将看到并排的两张脸的图像。
这些面孔将在情感类别方面匹配(例如,2 张愤怒的脸)或不匹配(例如,一张愤怒的脸和一张恐惧的脸)。
一起出现的面孔将始终具有相同的性别但不同的身份。
参与者将被要求确定所呈现的两张面孔是否描绘了相同的情感类别。
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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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颅内脑电图谱功率
大体时间:当参与者执行任务时,将同时收集颅内脑电图。 1小时
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电生理学数据的频谱分析将使用多锥形 fft 和小波变换进行。
这些措施将在任务中的不同时期之间进行比较,以确定任务调制了哪些振荡。
还将估计上述措施与任务绩效之间的相关性。
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当参与者执行任务时,将同时收集颅内脑电图。 1小时
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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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任务性能:反应时间
大体时间:1小时
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对于上述所有任务,从提示响应到获得响应的时间被收集为反应时间。
反应时间以毫秒为单位。
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1小时
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颅内脑电图功能连接分析
大体时间:当参与者执行任务时,将同时收集颅内脑电图。 1小时
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将使用锁相值和格兰杰因果关系来测量不同电极之间的功能连通性。
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当参与者执行任务时,将同时收集颅内脑电图。 1小时
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合作者和调查者
调查人员
- 首席研究员:Hae Won Shin, MD、University of North Carolina, Chapel Hill
出版物和有用的链接
一般刊物
- Hsieh LT, Ranganath C. Frontal midline theta oscillations during working memory maintenance and episodic encoding and retrieval. Neuroimage. 2014 Jan 15;85 Pt 2(0 2):721-9. doi: 10.1016/j.neuroimage.2013.08.003. Epub 2013 Aug 8.
- Klimesch W. alpha-band oscillations, attention, and controlled access to stored information. Trends Cogn Sci. 2012 Dec;16(12):606-17. doi: 10.1016/j.tics.2012.10.007. Epub 2012 Nov 7.
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- Bonnefond M, Jensen O. Alpha oscillations serve to protect working memory maintenance against anticipated distracters. Curr Biol. 2012 Oct 23;22(20):1969-74. doi: 10.1016/j.cub.2012.08.029. Epub 2012 Oct 4.
- Khader PH, Jost K, Ranganath C, Rosler F. Theta and alpha oscillations during working-memory maintenance predict successful long-term memory encoding. Neurosci Lett. 2010 Jan 14;468(3):339-43. doi: 10.1016/j.neulet.2009.11.028. Epub 2009 Nov 14.
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- Jacobs J, Kahana MJ. Direct brain recordings fuel advances in cognitive electrophysiology. Trends Cogn Sci. 2010 Apr;14(4):162-71. doi: 10.1016/j.tics.2010.01.005. Epub 2010 Feb 25.
- Mendez-Bertolo C, Moratti S, Toledano R, Lopez-Sosa F, Martinez-Alvarez R, Mah YH, Vuilleumier P, Gil-Nagel A, Strange BA. A fast pathway for fear in human amygdala. Nat Neurosci. 2016 Aug;19(8):1041-9. doi: 10.1038/nn.4324. Epub 2016 Jun 13.
- Huijgen J, Dinkelacker V, Lachat F, Yahia-Cherif L, El Karoui I, Lemarechal JD, Adam C, Hugueville L, George N. Amygdala processing of social cues from faces: an intracrebral EEG study. Soc Cogn Affect Neurosci. 2015 Nov;10(11):1568-76. doi: 10.1093/scan/nsv048. Epub 2015 May 11.
- Murray RJ, Brosch T, Sander D. The functional profile of the human amygdala in affective processing: insights from intracranial recordings. Cortex. 2014 Nov;60:10-33. doi: 10.1016/j.cortex.2014.06.010. Epub 2014 Jun 19.
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 (实际的)
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
- 17-1301
- R21NS094988-01A1 (美国 NIH 拨款/合同)
药物和器械信息、研究文件
研究美国 FDA 监管的药品
研究美国 FDA 监管的设备产品
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工作记忆任务的临床试验
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Medical University of ViennaMedical University of Graz尚未招聘
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Instituto Nacional de Cardiologia Ignacio Chavez未知
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University of CincinnatiNational Institute of Nursing Research (NINR)完全的
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University of CincinnatiNational Institute of Nursing Research (NINR)招聘中
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Assistance Publique - Hôpitaux de Paris招聘中
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Kessler FoundationNational Multiple Sclerosis Society招聘中
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Heart and Diabetes Center North-Rhine Westfalia完全的