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用于增强工作记忆的个性化闭环 TMS

2024年2月13日 更新者:University of Pennsylvania

用于增强工作记忆的个性化闭环经颅磁刺激 (TMS)

该研究通过结合使用经颅磁刺激 (TMS) 和功能性磁共振成像 (fMRI) 来研究工作记忆大脑状态。 该研究基于每个受试者的个人多模态 fMRI 数据,对 TMS 使用一种新颖的、个性化的靶向方法。 个性化目标将在 TMS/fMRI 成像会话中受到刺激,以研究工作记忆状态和最佳刺激频率。

研究概览

地位

招聘中

条件

详细说明

在任何研究访问之前,所有受试者都将通过 REDCap 在线自我报告筛选 REDCap 进行预筛选。 该研究涉及 11 次研究访问。

第一次研究访问将包括同意和延长筛选访问。 在签署电子同意书之前,所有参与者都将有机会提问。 我们将完成半结构化临床访谈,并演示 TMS 以确保参与者对所有研究程序感到满意。 这次访问将以远程和面对面的方式完成。

第二次研究访问将涉及 1 小时的 MRI 扫描。 在扫描过程中,参与者将完成多项计算机化任务。 MRI 扫描将包括结构和功能扫描,这些扫描将用于定位后续会话的刺激目标。

第三次研究访问将是一个 2 小时的 TMS/fMRI 会话,参与者将参与行为任务,同时以不同的兴奋频率(频率范围:

2Hz-20Hz)。 该扫描将用于确定个体参与者的最佳刺激频率。

第四次、第五次和第六次研究访问将涉及神经调节,其频率要么是优化的,要么是移动参与者大脑状态最不成功的频率,这是从第三次研究访问中确定的。 每个主题将在每个会话中收到约 3000 个脉冲,包括来自运动阈值测定的脉冲。 我们将通过使用 Stokes 方程来确定刺激幅度,该方程解释了相对于运动皮层(发现运动阈值的位置)与该部位的皮层距离的差异。

第七次研究访问将涉及一个 1 小时的 TMS/fMRI 会话,同时参与者正在从事一项行为任务。 这次访问旨在检查第一轮神经调节后的大脑和行为变化。

第七次和第八次访问将至少间隔一周。

第八、第九和第十次研究访问将反映第四、第五和第六次研究访问,并将涉及具有优化或最不优化的个体频率的神经调节。 优化和最不优化频率的顺序将在访问 4-6 和访问 8-10 之间平衡参与者(即,一半的参与者将按一个顺序接受两个频率的刺激,另一半将接受刺激两个频率的顺序相反)。 第十一次访问将与第七次访问类似,并将检查第二轮神经调节后的大脑和行为变化。

研究类型

介入性

注册 (估计的)

38

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。

学习联系方式

研究联系人备份

学习地点

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 60年 (成人)

接受健康志愿者

是的

描述

纳入标准:

1) 18-60 岁 2) 右撇子 3) 没有 SCID-V 诊断的精神病史 4) 正常认知 5) 能够给予知情同意并遵循研究程序 6) 足够的英语能力以理解和回应书面和口头说明

排除标准:

  1. 神经系统疾病或创伤性脑损伤史(轻度除外)
  2. 无法进行 MRI 扫描,或者当前或之前的医疗状况可能会干扰 MRI 数据的收集或​​解释
  3. 无法接收 TMS
  4. 植入设备,例如动脉瘤夹或心脏起搏器
  5. 中风、癫痫或脑部瘢痕形成史
  6. 由调查人员确定的最近使用的精神活性药物
  7. 怀孕、哺乳或准备怀孕(仅自我证明)
  8. 色盲
  9. 否则由研究者确定不适合研究

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:交叉作业
  • 屏蔽:单身的

武器和干预

参与者组/臂
干预/治疗
实验性的:优化 TMS 频率,然后是次优 TMS 频率
在第一次神经调节会议中,参与者将使用他们的最佳 TMS 频率接收 rTMS。 在 1 周(最少)的清除期之后,参与者将开始他们的第二次神经调节会议,而不是使用他们的次优 TMS 频率。
研究人员将使用任务深度学习方法和静息 fMRI 数据创建个性化 TMS 目标,以增强工作记忆。 个性化目标将在随后的 fMRI 扫描中受到刺激,涉及工作记忆任务性能与以各种刺激频率传递的重复 TMS (rTMS) 交错。 基于响应 rTMS 的激活读数,将为每个参与者选择影响工作记忆性能的最佳和次优大脑状态频率。 参与者将在每个频率分别接收 rTMS 三天(总共六天),频率顺序随机分配和平衡。 在每三天的协议之后,将进行另一个 fMRI 工作记忆读出,以支持目标和频率选择算法。
实验性的:次优 TMS 频率,然后优化 TMS 频率
在第一次神经调节会议中,参与者将使用他们次优的 TMS 频率接收 rTMS。 在 1 周(最少)的清除期之后,参与者将开始使用他们的最佳 TMS 频率进行第二次神经调节。
研究人员将使用任务深度学习方法和静息 fMRI 数据创建个性化 TMS 目标,以增强工作记忆。 个性化目标将在随后的 fMRI 扫描中受到刺激,涉及工作记忆任务性能与以各种刺激频率传递的重复 TMS (rTMS) 交错。 基于响应 rTMS 的激活读数,将为每个参与者选择影响工作记忆性能的最佳和次优大脑状态频率。 参与者将在每个频率分别接收 rTMS 三天(总共六天),频率顺序随机分配和平衡。 在每三天的协议之后,将进行另一个 fMRI 工作记忆读出,以支持目标和频率选择算法。

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
不同TMS频率对N-back性能的影响
大体时间:单次访问(约 2 小时)
在 TMS/fMRI 扫描期间,受试者完成工作记忆任务(N-back)。 为了评估不同重复 TMS 频率 (5-20hz) 对 N-back 性能的影响,每个 rTMS 训练后跟一个 N-back 任务块。 将使用每个 Nback 块的百分比准确度来衡量性能。 更高的百分比准确度表示更好的任务性能。
单次访问(约 2 小时)
“最佳”与“最不理想”rTMS 频率对样本任务延迟匹配的影响
大体时间:最多 1 个月

每个受试者完成两个为期 3 天的神经调节课程,一个使用他们的“最佳”rTMS 频率,另一个使用他们的“最差”rTMS 频率,由他们的 TMS/fMRI 访问确定。 在每次神经调节会议之后,受试者完成一项工作记忆任务(延迟匹配样本)。

为了评估每个 rTMS 频率对延迟匹配样本任务性能的影响,将测量百分比准确度。 更高的百分比准确度表示更好的任务性能。

最多 1 个月

次要结果测量

结果测量
措施说明
大体时间
扫描仪中 rTMS 后工作记忆性能的变化
大体时间:基线,大约之后1个月,约后。 2个月
在多轮交错的 rTMS 与 fMRI 记录中,参与者将参与工作记忆任务。 将评估在线块级性能的速度和准确性,作为其之前的神经调节序列效果的指标。
基线,大约之后1个月,约后。 2个月

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。

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)

2021年11月24日

初级完成 (估计的)

2024年6月1日

研究完成 (估计的)

2025年1月31日

研究注册日期

首次提交

2020年5月4日

首先提交符合 QC 标准的

2020年5月22日

首次发布 (实际的)

2020年5月26日

研究记录更新

最后更新发布 (实际的)

2024年2月14日

上次提交的符合 QC 标准的更新

2024年2月13日

最后验证

2024年2月1日

更多信息

与本研究相关的术语

其他研究编号

  • 832891
  • R01MH120811-05 (美国 NIH 拨款/合同)

计划个人参与者数据 (IPD)

计划共享个人参与者数据 (IPD)?

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

是的

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