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人类中脑边缘奖励系统与免疫功能之间关系的表征

2022年9月20日 更新者:Tel-Aviv Sourasky Medical Center

通过 fMRI 神经反馈表征人类中脑边缘奖励系统与免疫功能之间的关系

本研究的目的是通过中脑边缘奖励系统的 fMRI 神经反馈调制,以及对乙型肝炎疫苗接种的免疫反应的连续评估,表征中脑边缘奖励系统的神经行为测量与健康个体的免疫功能之间的联系。

研究概览

详细说明

多年来,心理过程与身体健康之间的联系一直不明朗。 然而,随着时间的推移,研究开始揭示一个人的身体状况和精神状态之间的密切关系。 旨在阐明身心关系的一项研究是对安慰剂效应的研究。 安慰剂效应主要来自对在治疗环境中变得健康的有意识期望,以及对预测有益结果的治疗环境的无意识条件反应。 这两个过程都与神经元奖励系统相关,该系统调节奖励处理、奖励评估和​​基于价值的学习。 然而,尚不清楚这些由奖励系统介导的过程如何促进治疗效果?

最近的一项研究确定了小鼠中脑边缘激活 (VTA) 与可测量的免疫反应之间的因果关系。 VTA 的刺激增加了抗菌免疫功能,这是一种由交感神经系统介导的作用,交感神经系统受大脑调节并支配所有免疫器官。

鉴于这些发现,当前的研究旨在评估奖赏相关的大脑激活与人类免疫功能之间的关系。 fMRI 神经反馈是一项允许个体实时自我调节特定神经模式的任务,将用于诱导中脑边缘激活,随后健康个体将接种乙型肝炎疫苗。将通过比较与肝炎相关的免疫学措施来评估免疫学效果B 在中脑边缘激活和乙型肝炎疫苗接种之前和之后。

本研究的长期目标是证明奖励激活​​与具有重要意义的客观可测量生理反应之间的因果关系,并为个人开发利用这种机制来增强免疫功能的方法。 即利用内源性奖励相关的大脑激活来增强免疫系统,用于自身免疫性疾病、雄性病原体、癌症等临床病理学。

研究类型

介入性

注册 (实际的)

85

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

      • Tel Aviv、以色列
        • Functional Brain Center, Sourasky Medical Center

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

16年 至 43年 (成人)

接受健康志愿者

有资格学习的性别

全部

描述

纳入标准:

  • 健康参与者
  • 正常或矫正到正常视力
  • 与一般 MRI 要求的兼容性

排除标准:

  • 导致住院的神经或精神疾病史
  • 在过去 10 年内接受过乙型肝炎疫苗接种
  • 记忆/认知神经障碍
  • 慢性心脏病、糖尿病、高血压或自身免疫性疾病。

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:随机化
  • 介入模型:并行分配
  • 屏蔽:三倍

武器和干预

参与者组/臂
干预/治疗
实验性的:中脑边缘神经反馈

通过 fMRI 神经反馈任务进行神经调节:受试者 (n=34) 将参加四次 fMRI-NF 会议,上调三个中脑边缘奖励节点的激活:

腹侧被盖区和双侧腹侧纹状体。 ROI 是功能定位任务(货币激励延迟、奖励预期对比)中峰值激活周围的 5 毫米球体,位于三个区域的预定义元分析解剖掩模内。

解剖面具:VTA(中脑):-4 -24 -10 *见下文 右 Nac:12 10 -4 左 Nac:-10 10 -6 Oldham、Stuart 等。 人脑映射 (2018)。

* 23/08/22:由于 VTA 复杂的轮廓,它不受上面提到的 Oldham 等人的限制,而是通过更准确的 VTA 掩码(Murty 等人 2014,NeuroImage)。 这被错误地排除在最初的预注册之外。 值得注意的是,到目前为止 (23/8/22),尚未执行 ROI 分析。

乙型肝炎疫苗接种:受试者将接受乙型肝炎疫苗接种。

两个活跃的神经反馈小组将通过相同的实验方案(仅改变反馈的来源)练习上调其指定的神经目标。
受试者将接种乙型肝炎疫苗
有源比较器:控制神经反馈

通过 fMRI 神经反馈任务进行神经调节:受试者 (n=34) 将参加四次 fMRI-NF 会议,上调包括 4 个控制网络之一的区域激活(MNI 坐标周围的 5 毫米球体):

运动意象 (Hétu, Sébastien, et al. 神经科学。 & Biobehav Rev (2013)) R. Cerebellum: 32 -62 -28 L. Cerebellum: -32 -56 -30 L. Precentral Gyrus: -26 -2 58;听觉意象 (McNorgan, Chris.Front in Human Neurosci 6 (2012)) R STG:64 -30 9 L IFG:-48 24 -5 L precentral Gyrus: -52 1 47;算术处理(Arsalidou、Marie 和 Margot J. Taylor。 Nuroimage (2011)) R. SPL:29 -66 49 L. MFG (dlpfc):-45 32 29 L. 楔前叶:-28 -71 33;空间导航(Kühn、Simone 和 Jürgen Gallinat。 人脑图。 (2014)) R. 海马 26 -35 -11 L. 海马 -26 -47 -9 L. Post. 扣带回 -15 -59 19

乙型肝炎疫苗接种:受试者将接受乙型肝炎疫苗接种。

两个活跃的神经反馈小组将通过相同的实验方案(仅改变反馈的来源)练习上调其指定的神经目标。
受试者将接种乙型肝炎疫苗
其他:自然历史

无大脑操作(自然历史免疫反应评估)。

乙型肝炎疫苗接种:受试者 (n=17) 将接受乙型肝炎疫苗接种。

受试者将接种乙型肝炎疫苗

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
免疫学:血浆中抗 HBs 免疫球蛋白的变化
大体时间:6周

为了测量血浆中的抗体滴度,将在四个时间点采集血样:神经反馈训练前(-14d);乙型肝炎疫苗接种前(第 0 天)、接种后 14 天和 28 天。 抗 HBs 变化定义为接种疫苗后(14 天和 28 天)的平均水平减去接种疫苗前的平均水平(-14 天和 0 天)。

*19.09.22:由于基线水平的广泛可变性,抗 HB 变化将被定义为疫苗接种前后 TP 之间的倍数变化,而不是绝对差异(致盲未受伤害)。

研究人员预测:

i. 简单组效应:实验组受试者(中脑边缘 fMRI NF)将表现出比活性比较组(对照 fMRI-NF)和未治疗组更高水平的抗 HBs 变化。

ii. 中脑边缘激活-免疫反应相关性:在最后一次会议期间的神经反馈任务(所有 NF 参与者)中的中脑边缘活动将预测疫苗接种后的抗 HBs 水平。

6周
免疫学:接种疫苗后细胞因子血液浓度的变化
大体时间:17天

评估细胞因子水平(例如 IL-4, IL-6, TNFalpha, IFNgamma),研究者将从血液中分离出外周血单个核细胞,并使用流式细胞仪分析,表征细胞因子表达谱(由于质量测试(盲法),最初使用ELISA的意图将被取代未受伤)显示信号较差,28/12/21)。 由于单纯的 NF 练习可能会影响细胞因子水平,因此将在三个时间点评估细胞因子 - NF 训练前(-14 天)、疫苗接种前(第 0 天)和疫苗接种后 3 天。 将检查 groupXtime (3X3) 主效应和交互作用。

研究人员预测:

i.实验组将表现出比活性对照组和自然历史组更高水平的细胞因子浓度。

ii. 中脑边缘激活-免疫反应相关性:在最后一节的神经反馈任务(所有 NF 参与者)中的中脑边缘活动将预测细胞因子血液浓度的变化。

17天
在 fMRI-NF 任务期间奖励中脑边缘网络(或控制网络)大胆活动
大体时间:1-3周

中脑边缘奖励网络(或控制网络)的 ROI 将定义为武器描述中提到的*见下文。 CSF 体素将从所有 ROI 中排除。 对于每个 NF 运行、每个会话(3*4=12 次运行),将测量每个实验组/控制子组的结果,作为调节和观察条件之间的对比。

为了评估实验组和活动对照组之间中脑边缘奖励网络激活的差异,将构建一个 12 x 2 (runXgroup) 模型。

*23/8/22 以利用卓越的离线处理,ROI 将通过组而不是在线个人潜艇分析来定义。

研究人员预测:

一世。在最后一次(第四次)NF 会议期间的简单群体效应:实验组受试者(中脑边缘 fMRI NF)将表现出比活跃比较组更高的中脑边缘奖励网络活动。

二.简单实验臂组学习效果:运行(时间)对实验臂中脑边缘奖励网络活动的显着影响。

1-3周

次要结果测量

结果测量
措施说明
大体时间
NeuroFeedback 心理策略问卷 (MSQ-NF)
大体时间:6周

对于训练中的每个 NF 周期,受试者将填写 MSQ-NF,这是一份根据分层心理分类描述心理策略特征的问卷。

探索性分析:研究人员怀疑,与动机和奖励处理相关的心理特征将与 NF 训练期间的奖励中脑边缘活动相关,并且此类心理特征将与练习后的免疫效应相关。

6周
货币激励延迟 (MID) 任务期间奖励预期和响应的神经行为测量。
大体时间:6周

在第一次 fMRI 会议(所有三个研究组)开始时,将通过在 fMRI 扫描期间应用 MID 任务来评估奖赏反应性和奖赏预期的神经行为测量。

研究人员打算探索奖励预期和消耗的神经和行为指数是否可以解释免疫结果测量的差异,如上文所定义(参见主要结果测量)。

具体来说,研究人员预测:

一世。对奖赏预期的大胆反应将与免疫结果测量呈正相关 - 细胞因子水平变化和 HBV 抗体变化(如上定义)。

6周
从奖励任务的努力支出 (EEfRT) 中提取的激励动机的行为措施。
大体时间:6周

激励显着性和激励动机的行为测量将通过在第一个实验阶段(所有三个研究组)开始时应用 EEfRT 进行评估。

研究人员打算探索 EEfRT 分数是否可以解释免疫学和 NF 成功结果测量的差异,如上文所定义(参见主要结果测量)。

6周
基于问卷分数的K-means聚类分析的动机倾向
大体时间:6周

基于三个问卷中分数的 K 均值聚类分析将受试者分类为具有接近/回避倾向:SPSRQ、TPQ 和 NEO-ffi。

研究人员预测:

一世。与回避者相比,具有接近倾向的受试者在 MID 任务和 NF 任务期间将表现出更强的中脑边缘奖励网络激活。

二.与回避者相比,接近者将表现出更高的免疫学变化,如主要免疫结果测量所反映的那样。

6周
静止 fMRI 扫描期间中脑边缘网络的功能连接
大体时间:1-3周

休息扫描将在第一次和第四次(最后一次)NF 练习课结束时应用,以评估 NF 训练后中脑边缘奖励回路的功能变化。

研究人员打算探索中脑边缘奖赏网络功能连接的变化是否会特别发生在中脑边缘 fMRI-NF 组(与对照 fMRI NF 组相比)。

1-3周
长期免疫效应
大体时间:3个月

接种疫苗三个月后,将有 30 名受试者参加额外的血液样本会议,以评估抗 HBs 水平的长期差异。

探索性分析:将检查群体之间的差异和脑免疫相关性。

3个月
SHAPS(Snaith-Hamilton 愉悦量表)的主观报告
大体时间:6周

一份包含 14 个项目(按从“非常不同意”到“非常同意”的四分制回答)的问卷,用于估计一个人能够体验快乐的程度或对快乐体验的预期。 问卷评分为项目的总和(总分范围为 0 至 14)。 较高的总分表示较高水平的快感缺乏。

探索性分析:研究人员将检查 NF 实践和疫苗接种之前的问卷得分是否会解释 NF 学习和免疫结果测量的差异。 此外,研究人员将在实验过程中跟踪该分数的变化,以检查主观享乐体验与 NF 成功/免疫功能之间的关系。

6周
对惩罚敏感性和奖励敏感性问卷(SPSRQ)的主观报告
大体时间:6周

用于评估对奖励和惩罚的反应的问卷。 问卷包括 48 个是/否问题,分为两个量表 - 对惩罚的敏感性 (SP) 和对奖励的敏感性 (SR)。 每个子量表分数都是通过报告的总和得出的。

探索性分析:研究人员将检查第一阶段(NF 实践和疫苗接种之前)的问卷得分是否会解释 NF 学习和免疫结果测量的差异。

6周
立体人格问卷(TPQ)的主观报告
大体时间:6周

一份包含 100 个对/错项目的问卷,用于表征个人的三个人格特征 - 奖赏依赖、伤害回避和寻求新奇。 每个特征都有 4 个子量表,总和为该特征的分数。

探索性分析:研究人员将检查第一阶段(NF 实践和疫苗接种之前)的问卷得分是否会解释 NF 学习和免疫结果测量的差异。

6周
自主神经系统 (ANS) 测量:心率变异性 (HRV)
大体时间:3 天 - 4 周

HRV 的测量是在所有 NF 实践中的 fMRI 扫描期间进行的,以监测交感神经系统的活动。 对于每个 fMRI 扫描,将计算 HRV 测量值,例如平均变异性和频率比。

探索性分析:研究人员怀疑交感神经系统会调节中脑边缘奖赏激活与免疫结果测量之间的相关性(参见主要结果测量 1 和 2)。 因此,研究人员将探讨在 TP4(接种疫苗前)采取的交感神经措施与 TP4 NF 实践期间奖赏中脑边缘激活与上述免疫结果措施之间的相关性之间的联系。

3 天 - 4 周

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:Talma Hendler, MD, Phd、Tel-Aviv Sourasky Medical Center

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)

2019年1月20日

初级完成 (实际的)

2022年8月28日

研究完成 (实际的)

2022年8月28日

研究注册日期

首次提交

2019年4月17日

首先提交符合 QC 标准的

2019年5月14日

首次发布 (实际的)

2019年5月15日

研究记录更新

最后更新发布 (实际的)

2022年9月22日

上次提交的符合 QC 标准的更新

2022年9月20日

最后验证

2022年7月1日

更多信息

与本研究相关的术语

其他相关的 MeSH 术语

其他研究编号

  • 0664-17-TLV

计划个人参与者数据 (IPD)

计划共享个人参与者数据 (IPD)?

未定

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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