使用经颅交流电刺激 (tACS) 提高语音清晰度 (StimSpeechCom)

背景和基本原理 在欧洲，有 7100 万人（占总人口的 16%）患有听力障碍。 听力障碍的主要后果之一是言语理解能力下降，尤其是在混响或嘈杂环境等声学挑战性条件下。

拟议的项目旨在加深我们对可用于在具有挑战性的听力条件下支持语音理解的机制的理解，以及如何在听力受损和年长的听众中增强这些机制。

为此，将通过在 vMC 上应用经颅交流电刺激 (tACS) 来测试关节运动整合的代偿神经机制。

目标 本研究的总体目标是阐明在感知挑战条件下支持言语理解的补偿机制。

实验 1 到 3 主要目的是测试听觉运动整合对退化言语 (DS) 理解的效用。

一个次要目标是评估 DS 的退化水平与 tACS 引起的性能改善之间的相互作用。 另一个次要目标是探索 tACS 诱导的年轻和年长听力受损听众改善的潜在差异。

实验 4 主要目的是测试脑声相干性对 SIN 理解的效用。 实验 4 的次要目标是测试脑声学连贯性是否反映了音节级处理。

统计考虑：

对于所有实验，将进行混合效应重复测量方差分析。 针对多重比较校正的配对 t 检验将应用于事后比较。

有理由的参与者人数

假定中等效应大小，对每个实验分别进行功效分析。 功效分析的结果表明，实验 1 的最小总样本量为 30，实验 2+3 为 50，实验 4 为 60。

实验 1 功效分析的结果表明最小总样本量为 30 名年轻参与者。

实验 2-3 功效分析的结果表明最小总样本量为 50，包括 25 名年轻参与者和 25 名年长参与者；实验 4 功效分析的结果表明最小总样本量为 60，其中包括实验中 30 名较年轻的参与者和 30 名较年长的参与者。

丢失数据和退出的处理退出以及由于测试前筛选确定的低于正常听力阈值而必须被排除的参与者将由新招募的参与者代替。 在缺少数据的情况下，使用可用数据进行分析。 数据分析结束后，将对退出数据进行分析和匿名处理。

学习干预

主要研究干预是 tACS 刺激。 将使用两种刺激方案。

实验 1-3 中使用的刺激协议 1 (SP1) 涉及连续高频 (2 kHz) 刺激。 在实验 1 中，SP1 将在线应用（在 AMEP 记录期间）。 在实验 2-3 中，SP1 将在 20 分钟内脱机应用（在任务开始之前）。

实验 4 中使用的刺激协议 2 (SP2) 涉及在线（在任务执行期间）低频语音包络 (env) tACS 刺激 (1-8Hz)。

在所有实验中，刺激强度将为 2 mA（峰峰值，对应于 ±1 mA 振幅的正弦波）。

刺激将通过放置在腹侧运动皮层 (vMC) 上的导电橡胶电极进行。 电极将根据10-20国际脑电图系统放置，以识别目标位置。

此外，TMS 刺激将应用于实验 1 以测量关节运动诱发电位 (aMEP)。

刺激强度将是参与者个体运动阈值的 120% [3]。

单相单脉冲 TMS 将应用于 vMC 中的嘴唇运动皮层以诱导 aMEP。

学习程序

预筛选

• 纳入/排除标准的评估
• 人口统计信息的收集

听力和言语感知的筛选

• 听力阈值筛选
• 语音接收阈值
• 文本接收阈值

主观可懂度水平 在每个实验的实验阶段之前，将评估主观可懂度水平，以估计产生 75%（容易）、50%（中等）和 25%（困难）的识别性能的退化水平。 降级将采用噪声声码的形式，它允许对语音清晰度进行参数化处理。 这是一种减少语音频谱内容而不影响其时间内容的操作。 结果类似于嘶哑的机器人耳语。

实验一：

每个参与者都经历了两个 tACS 会话：一个 2kHz 的在线 tACS 实验会话，以及一个控制会话，其中提供假刺激，每个持续 20 分钟（会话顺序被平衡）。 在实验过程中，将从参与者的唇部肌肉记录 TMS 诱导的 aMEP。

实验二：

每个参与者都会经历两个 tACS 会话：一个实验会话，其中提供 2kHz tACS 和一个控制会话，其中提供假刺激，每个持续 10 分钟（会话顺序被平衡）。 在每次 tACS 会议后的 20 分钟内，参与者将听到不同清晰度级别的语音刺激。 他们将被要求尽快转录他们听到的单词（使用计算机键盘），每个项目最多 10 秒。 将以随机顺序向他们呈现低、中和高退化水平各 30 个单词以及 30 个清晰的刺激。

实验三：

将使用与实验 1 中相同的测试程序评估参与者的基线噪声声码语音理解（有关程序的说明，请参见第 3.2 节）。 在实验组中，将使用具有与上述相同设置 (SP1) 的 tACS 来诱导增加的关节运动兴奋性；在对照组中，将提供假的 tACS。 在接下来的 20 分钟内，参与者将接受有关噪声声码语音的培训。 训练将包含成对出现的 250 个单词，首先是一个单词的清晰实例，然后是它的降级副本，在清晰单词偏移后 200 毫秒。 词对将以 1500±500 毫秒的抖动试验间间隔 (ITI) 呈现。 已经表明，这种类型的演示对于快速提高噪声语音编码单词理解非常有效：通过演示 120 个项目（大约需要 10 分钟），参与者在单词识别方面的准确度从大约 20% 提高到超过 30% %[4]。 训练后将再次评估噪声声码单词理解。

实验四：

参与者接受两次 tACS 会议，他们将在 DS 理解中接受测试，同时他们接受 env-tACS 或时间反转 env-tACS 试验，中间穿插假刺激试验。 与实验 1 一样，将向参与者呈现 30 个退化到三种不同程度的刺激，以及 30 个清晰的刺激，并要求他们在 10 秒内转录他们听到的单词。

其他方面 总体伦理考虑 该研究可能具有科学价值，与提高对支持退化语言理解的补偿机制的理解相关，也具有社会价值，因为其结果可能为开发新的克服听力的干预策略提供信息损害或通知现有的改善。 该研究的结果可推广到许多（如果不是大多数的话）在感知挑战条件下的听力情况，例如听力障碍。 鉴于听力障碍的最大社会负担与正常的年龄相关听力下降（即老年性耳聋）相关，我们的目标是通过包括来自老年人口的参与者样本，将结果的普遍性扩展到第三年龄。

良好临床实践 (GCP) 声明 本研究将按照方案、赫尔辛基宣言的当前版本、国际协调会议-GCP、瑞士人类研究法以及其他当地相关法律和法规要求进行

风险效益评估 只要遵守排除标准，研究干预本身就没有风险，但 tACS 刺激的罕见轻微和短暂影响除外。 通过第三方进行未经授权的数据访问或意外识别参与者的风险也不在预期范围内。

这些研究都不期望参与者立即受益。 然而，参与者（和其他任何人）可能会受益于这项研究潜在的强大科学和社会价值，因为他们更好地理解了挑战语音感知和医疗设备（例如助听器）所涉及的（补偿性）神经机制。 .

质量控制和数据保护 质量措施 为了确保良好的数据质量，所有项目成员都接受了与研究相关的所有重要方面的培训。 通过仔细考虑实验方案和练习课程的表现，将为人员提供有关特定非侵入性脑电刺激装置的理论和实践知识，以及他/她参与的特定实验中使用的实验方案。 为了确保数据不丢失或损坏，它们将被双重存储。 研究者将定期进行数据质量检查。

为了保证质量，申办方、伦理委员会或独立的试验监督员可以访问研究地点。 在这种情况下，可以直接访问源数据和所有与研究相关的文件。 所有相关方对参与者数据严格保密。

数据记录和源数据

将为以下人员保留电子病例报告表 (e-CRF)：

• 被纳入*并成功完成研究的参与者
• 被纳入*研究但由于预筛选确定的低于正常听力而不得不被排除的参与者（参与者意识到这种可能性，因为这将在参与者信息表和知情同意书中说明）*纳入通过签署同意书来确定。 研究者有责任确保研究过程中的所有数据都将完整且正确地输入相应的数据库。 必要文件必须在相应研究正常结束或提前终止后至少保留 10 年（第 1 条）。 25 der KlinV）。 e-CRF 不会通过姓名或出生日期来识别参与者，但会提供适当的虚拟编码识别 ID。 e-CRF 将存储在受密码保护的 Excel 表格中，只有需要数据以履行研究范围内职责的授权人员才能访问。 主要研究者将控制数据库中的正确数据输入。

本研究中的源文件是人口统计数据、知情同意书、随机编号、(S)AE 和相关检查的结果。 e-CRF 中记录的数据包括匿名参与者 ID、年龄、参与日期、纳入和排除标准、听力阈值、指定条件和主观治疗评估。

保密和编码 试验和参与者数据将得到最大程度的酌情处理，并且只有需要数据以履行其在研究范围内的职责的授权人员才能访问。 在 CRF 和其他研究特定文件中，参与者仅通过存储在参与者识别列表中的唯一参与者编号来识别。

为了保护它免受未经授权或意外的披露、更改、删​​除、复制和盗窃，但同时确保可追溯性（审计追踪；ClinO, Art. 18), 研究者将以两种格式存储参与者识别列表。 电子版本将存储在负责研究中心（苏黎世大学 (UZH) 或伯尔尼研究所）的安全网络文件夹中，仅供研究人员访问。 此外，纸质版本将锁定在 UZH 的心理研究所大楼中，仅供调查人员使用。

研究数据的保留和销毁 所有研究数据在研究终止或研究提前终止后存档 10 年。 所有研究数据（包括物理文档的数字副本）将存储在两个档案中，以确保备份副本的可用性，以防万一其中一个档案中的文件损坏、被错误修改或丢失。 因此，数据将存储在 UZH 的安全网络文件夹中，该文件夹只能由项目成员访问，并且只能在苏黎世大学网络内访问，以及存储在受密码保护的大容量硬盘驱动器 (HDD) 的文件夹中。 如果 UZH 中央备份存储单元在研究终止前变得可用，则硬盘驱动器中的数据将被移动到那里。 纸质数据（即知情同意书和调查问卷）将被锁定在 UZH 大楼中。

监测和注册 由于与本研究相关的风险较低，将采用内部研究监测：主要研究者将定期检查方案、数据和项目成员获得的知情同意书的准确性，并确保没有数据遗漏和符合协议的数据存储。 监督员可以访问源数据/文件，并在监督期间回答问题。

该研究还将通过 BASEC 在瑞士国家临床试验门户网站 (SNCTP) 以本国语言（德语）注册。

资助/出版/利益声明 该研究由瑞士国家科学基金会 (SNSF) 全额资助。 在对每个实验进行统计分析后，项目经理将使未发表的未经同行评审的预印本可通过开放访问门户（例如 BioRχive®）访问，并将尽一切努力以科学的、经过同行评审的方式发布数据杂志。 只有非临床数据将以匿名形式提供。 如果参与者表示希望获知研究结果，试验结果将传达给参与者。

所有项目成员声明没有利益冲突。