代谢约束下的动态连接
在这项研究中，我们调查了胰岛素抵抗对大脑衰老加速的影响，并测试是否可以通过利用替代代谢途径（例如，酮而不是葡萄糖）来抵消增加的神经元胰岛素抵抗。 这项研究有三个分支，它们共同提供协同数据。 对于所有三个组，受试者均采用受试者内设计进行测试，该设计包括 2-3 次测试，间隔 1-14 天，并按顺序进行平衡。 在每次会议期间，我们都会测量燃料（一次会议中使用葡萄糖，另一次会议中使用酮）对大脑新陈代谢和相关功能的影响。 对于 Arms 1-2，我们的主要实验措施是功能磁共振成像 (fMRI)，我们将使用它来追踪能源供需变化后功能网络的自组织。 第 1 组测试通过改用低碳水化合物饮食产生的内源酮的影响，而第 2 组测试作为营养补充剂消耗的外源酮的影响。 对于 Arm 3，我们使用同步磁共振波谱/正电子发射断层扫描 (MR/PET) 来量化外源酮对关键神经递质谷氨酸和 GABA 产生的影响。
受试者可以选择参加不止一个 Arms，但既不期望也不需要这样做。
在扫描之前，受试者将接受临床医生管理的病史和体格检查 (H&P)，其中包括生命体征、口服葡萄糖耐量试验 (OGTT) 和综合代谢血液检查。 这些将用于评估糖尿病、肾脏疾病和电解质。 如果受试者通过筛选，他们将可以选择参加一个或多个 Arms，其中包括神经影像学。 为了在整个扫描过程中提供随时间变化的代谢活动的定量测量，基于葡萄糖和酮调节的定量模型，以及能够实施安全停止规则（见下文），我们将获得针刺血样三次：扫描前、饮用葡萄糖或酮类饮料后以及扫描完成后。 为了评估代谢需求增加的影响，我们测量大脑对认知负荷的反应，通过俄罗斯方块任务从静息状态过渡到空间推理。 为了评估增加代谢供应的影响，我们测量大脑对葡萄糖或酮团的反应。
研究概览
研究类型
注册 (预期的)
阶段
- 第四阶段
联系人和位置
学习联系方式
- 姓名：Lilianne Mujica-Parodi, PhD
- 电话号码：631-371-4413
- 邮箱：lilianne.strey@stonybrook.edu
研究联系人备份
- 姓名：Antoine Hone-Blanchet, PhD
- 邮箱：ahone-blanchet@mgh.harvard.edu
学习地点
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Massachusetts
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Charlestown、Massachusetts、美国、02129
- 招聘中
- Martinos Center for Biomedical Research, Building 149
-
接触：
- Botond Antal, MS
- 邮箱：botond.antal@stonybrook.edu
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-
New York
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Stony Brook、New York、美国、11794
- 主动，不招人
- Bioengineering Building , Stony Brook University
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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
排除标准：
- 幽闭恐惧症
- 神经系统疾病、心脏病发作、中风、肾脏疾病或粘液性水肿病史
- 长期饮酒
- 目前使用精神药物
- 1型糖尿病
- 经常服用影响葡萄糖和/或胰岛素利用的胰岛素、二甲双胍或其他药物（他汀类药物、非甾体抗炎药、β-受体阻滞剂、糖皮质激素）。
- 吞咽困难
- 怀孕
- 哺乳
- 对于 PET：研究超出当前 MGH 放射学辐射安全委员会指南的与成像相关的辐射暴露。
纳入标准：
- 体重指数 < 30
- 20/20 视力或使用隐形眼镜可矫正至 20/20
- MRI兼容
- 对于仅可选 150 毫升血液采样的 PET：必须至少重 110 磅，以根据 PHRC 指南将风险降至最低。
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：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 |
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实验性的：通过饮食 fMRI 进行代谢操作
所有受试者都接受了三次测试，每次都处于不同的饮食诱导的代谢状态：糖酵解（葡萄糖燃烧）、禁食（8 小时不进食）和酮症（脂肪燃烧）。
在用 MRI 扫描他们的大脑时，受试者首先在休息时进行测试，然后执行任务。
在会议进行到一半时，受试者会被从扫描仪上移开，并喝下最多 75 克的葡萄糖。
我们的数据分析量化了网络重组以响应不断变化的能量约束（即认知需求、燃料）。
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补充剂在扫描中期进行。
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实验性的：通过酮补充 fMRI 进行代谢操作
所有受试者都接受两次测试，两次都处于禁食状态（8 小时禁食，无限制饮水）。
在用 MRI 扫描他们的大脑时，受试者首先在休息时进行测试，然后执行任务。
在会议进行到一半时，将受试者从扫描仪中移开并饮用两种燃料源中的一种。
在酮症（酮燃烧）会议中，他们将饮用剂量为 395 毫克/千克的酮类运动饮料。
在糖酵解（葡萄糖燃烧）过程中，同样的受试者将喝下一大块葡萄糖，卡路里与酮相匹配。
我们的数据分析量化了网络重组以响应不断变化的能量约束（即认知需求、燃料）。
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补充剂在扫描中期进行。
在扫描过程中服用的运动补充剂。
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实验性的：通过酮补充剂 MR/PET 进行代谢操作
所有受试者都接受两次测试，两次都处于禁食状态（8 小时禁食，无限制饮水）。
对于这两个疗程，我们将在整个扫描过程中连续静脉注射 FDG 放射性同位素。
因此，PET 将绘制整个大脑的葡萄糖摄取图，而我们同时使用 MRS 来测量神经递质谷氨酰胺和 GABA 的产生。
在用 MR/PET 扫描他们的大脑时，受试者首先在休息时进行测试，然后执行任务。
受试者将饮用剂量为 395mg/kg 的酮类运动饮料。
在糖酵解（葡萄糖燃烧）过程中，同样的受试者将喝下一大块葡萄糖，卡路里与酮相匹配。
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补充剂在扫描中期进行。
在扫描过程中服用的运动补充剂。
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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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fMRI 稳定性测量：内源性酮与外源性葡萄糖
大体时间：报名完成后两周内
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大胆的信号测量将在基线和糖酵解、禁食或酮症状态期间获得。
我们假设酮体为大脑提供了更多的能量获取基线，特别是随着个体年龄的增长和胰岛素抵抗，随后摄入葡萄糖会破坏这种获取。
我们还预计，当代谢需求更高时（即任务与静息状态），这些影响将变得更加明显。
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报名完成后两周内
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fMRI 稳定性测量：外源酮与外源葡萄糖
大体时间：报名完成后两周内
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大胆的信号测量将在基线和葡萄糖或酮补充后获得。
我们假设酮体为大脑提供了更多的能量获取基线，特别是随着个体年龄的增长和胰岛素抵抗，随后摄入葡萄糖会破坏这种获取。
我们还预计，当代谢需求更高时（即任务与静息状态），这些影响将变得更加明显。
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报名完成后两周内
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PET：在补充和不补充酮的情况下葡萄糖摄取和神经递质产生
大体时间：报名完成后两周内
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在 MR/PET 扫描期间，将使用连续 FDG 输注来测量休息和任务期间的葡萄糖摄取。
磁共振波谱法将用于测量神经递质的产生。
在胰岛素抵抗的个体中，我们预计会发现神经递质水平降低，然后通过外源性酮得到补充。
我们还假设当代谢需求更高时（即任务与静息状态），这些影响将变得更加明显。
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报名完成后两周内
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次要结果测量
结果测量 |
大体时间 |
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将评估认知表现并将其与大脑稳定性值和胰岛素抵抗水平相关联
大体时间：报名完成后两周内
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报名完成后两周内
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合作者和调查者
调查人员
- 首席研究员：Lilianne Mujica-Parodi, PhD、Stony Brook University
研究记录日期
研究主要日期
学习开始 (实际的)
初级完成 (预期的)
研究完成 (预期的)
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
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