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使用颅内脑电图研究人类认知和情感处理的振荡

2020年1月9日 更新者:University of North Carolina, Chapel Hill
目的:研究人类认知和情感处理的电生理相关性。 参与者:接受癫痫手术的耐药性癫痫患者使用颅内电极进行连续皮层电图 (ECoG) 皮层标测。 程序(方法):参与者将在常规长期监测期间执行基于计算机的认知和情感处理任务。 任务期间将收集颅内脑电图

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

介入性

注册 (实际的)

4

阶段

  • 不适用

联系人和位置

本节提供了进行研究的人员的详细联系信息,以及有关进行该研究的地点的信息。

学习地点

    • North Carolina
      • Chapel Hill、North Carolina、美国、27599
        • University of North Carolina at Chapel Hill

参与标准

研究人员寻找符合特定描述的人,称为资格标准。这些标准的一些例子是一个人的一般健康状况或先前的治疗。

资格标准

适合学习的年龄

18年 至 80年 (成人、年长者)

接受健康志愿者

有资格学习的性别

全部

描述

纳入标准:

  1. 难治性癫痫病史
  2. 能够给予知情同意
  3. 18-80岁,男女不限

排除标准:

  1. 重大全身性疾病
  2. 严重认知障碍定义为小于 20 的简单精神状态检查
  3. 严重的精神疾病
  4. 过度使用酒精或其他物质

学习计划

本节提供研究计划的详细信息,包括研究的设计方式和研究的衡量标准。

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
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

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:
  • 斯腾伯格任务
  • N-Back任务
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:
  • 学习逆转任务
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。

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
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
电生理学数据的频谱分析将使用多锥形 ff​​t 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。
当参与者执行任务时,将同时收集颅内脑电图。 1小时

次要结果测量

结果测量
措施说明
大体时间
任务性能:反应时间
大体时间:1小时
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。
1小时
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
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。
当参与者执行任务时,将同时收集颅内脑电图。 1小时

合作者和调查者

在这里您可以找到参与这项研究的人员和组织。

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

负责输入研究信息的人员自愿提供这些出版物。这些可能与研究有关。

一般刊物

研究记录日期

这些日期跟踪向 ClinicalTrials.gov 提交研究记录和摘要结果的进度。研究记录和报告的结果由国家医学图书馆 (NLM) 审查,以确保它们在发布到公共网站之前符合特定的质量控制标准。

研究主要日期

学习开始 (实际的)

2017年8月7日

初级完成 (实际的)

2018年7月29日

研究完成 (实际的)

2018年7月29日

研究注册日期

首次提交

2017年8月29日

首先提交符合 QC 标准的

2017年8月29日

首次发布 (实际的)

2017年8月31日

研究记录更新

最后更新发布 (实际的)

2020年1月13日

上次提交的符合 QC 标准的更新

2020年1月9日

最后验证

2020年1月1日

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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