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工作记忆中的 Theta 连通性 (STAR)

2024年1月8日 更新者:University of North Carolina, Chapel Hill

Theta 连接在工作记忆控制中的因果作用

参与者将执行认知控制任务。 在任务期间,有节奏的经颅磁刺激序列将传送到前额叶皮层和顶叶皮层。 将筛选参与者执行任务的能力。 磁共振成像将用于定位目标感兴趣区域。 将在刺激的同时收集脑电图。

研究概览

详细说明

这项研究是一项为期五节的试点研究,采用经颅磁刺激 (TMS)、脑电图 (EEG) 和磁共振成像 (MRI) 来了解输出门控的神经振荡基础。 实验的第一阶段将是筛选阶段,参与者提供参与的书面同意,筛选色盲,完成问卷调查,并执行具有回顾性线索的工作记忆任务。 如果参与者通过使用相对于无信息中性提示的信息性逆向提示显示他们的工作记忆百分比正确的好处,他们将被邀请回到第二个会议。 此会话还将用于选择将在后续会话的工作记忆任务中使用的项目数。 难度滴定的标准是任务表现在 60% 到 85% 之间,对于逆向提示试验是正确的,并且比中性提示试验至少有 5% 的好处。 因此,不同的参与者将执行任务,将不同数量的项目编码到工作记忆中。 此处描述的任务难度滴定对于使用因果操作的实验至关重要(例如 经颅磁刺激)来调节性能。 如果参与者在上限(接近 100%)或下限(接近随机变化)执行,那么任何对行为的实验性操作都不太可能影响表现,因为任务太“容易”或太“难”。 在实验的第二阶段,参与者在记录脑电图的同时执行工作记忆回顾任务。 此外,参与者将完成一项简单的感知颜色任务,即参与者看到一种颜色并从色环中选择匹配的颜色。 此任务测试整个色环的感知精度。 来自第二个会话的 EEG 数据将被预处理,并将进行 Morlet 小波卷积分析。 生成的频谱图将在提供信息的逆向提示和无信息的中性提示之间进行对比,以得出前额叶皮层中具有峰值振幅的 theta 频率,并在向左和向右的逆向提示之间进行对比,以得出在顶叶皮层中具有峰值振幅的 alpha 频率。 这些峰值频率将用于第四和第五节的刺激。 在第三次会议中,研究人员将为每个参与者获取结构和功能 MRI。 将分析功能性 MRI 数据,以确定在额顶“执行控制”网络中功能连接的前额中回和后顶内沟的区域。 先前对功能性 MRI 研究的荟萃分析发现,具有峰值逆向提示活动的区域位于蒙特利尔神经病学研究所坐标 (-40, 36, 28) 前额中回和 (-38, -48, 44) 下顶内沟。 因此,调查人员会将探照灯限制在解剖标志和这些坐标上。 这些区域的质心将用于在随后的第四和第五次会议中使用 TMS 进行定位。 在第四和第五届会议中,将根据先前的定位器,在相对于逆向提示、频率和空间位置的时间进行刺激。 在刺激过程中,TMS 线圈的位置需要与神经导航软件对准目标大脑区域,神经导航软件记录每个 TMS 脉冲相对于目标的准确性。 在每次试验中,刺激类型将被随机选择、平衡和混合。 有节奏的 TMS 的效果预计不会持续超过刺激本身的几个周期。 因此,实验设计随机混合了每个任务块中的刺激类型。

研究类型

介入性

注册 (估计的)

48

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

    • North Carolina
      • Chapel Hill、North Carolina、美国、27599
        • 招聘中
        • University Of North Carolina At Chapel Hill
        • 接触:
          • Flavio Frohlich, PhD
        • 接触:
          • Justin Riddle, PhD

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 65年 (成人、年长者)

接受健康志愿者

是的

描述

纳入标准:

  • 18至35岁之间
  • 右撇子
  • 能够提供知情同意
  • 矫正视力正常,无色盲
  • 愿意遵守所有学习程序并在学习期间随时待命 说和理解英语
  • 只有当参与者能够执行任务时,他们才会被邀请回到第二个会话。 证明感兴趣的认知过程的标准是,参与者必须在使用提供信息的回溯提示的试验中显示出相对于使用无信息的中性提示的试验对他们的工作记忆正确百分比的好处

排除标准:

  • 注意力缺陷多动障碍(ADHD)(目前正在治疗中)
  • 神经系统疾病和病症,包括但不限于:
  • 癫痫史
  • 惊厥(儿童热性惊厥除外) 痴呆
  • 中风史
  • 帕金森病
  • 多发性硬化症
  • 脑动脉瘤
  • 脑瘤
  • 可能影响研究参与的医学或神经系统疾病或医学障碍的治疗(例如,不稳定的心脏病、HIV/AIDS、恶性肿瘤、肝或肾损伤)
  • 先前的脑部手术
  • 任何大脑设备/植入物,包括人工耳蜗和动脉瘤夹
  • 当前创伤性脑损伤史
  • 未能通过色盲测试
  • (对于女性)怀孕或哺乳
  • 研究者认为会增加参与者风险或妨碍参与者完全遵守或完成研究的任何事情

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:Theta 刺激之后是 Alpha 刺激
在记录脑电图 (EEG) 的同时执行认知控制任务期间,节律性经颅磁刺激 (TMS) 被传送到额叶和顶叶皮层。 在第四节中,刺激以近零相位滞后θ频率、反同步θ频率、近零相位滞后心律失常同步刺激和心律失常独立刺激进行。 在第五节中,刺激以接近零相位滞后 alpha 频率、反同步 alpha 频率、接近零相位滞后心律失常同步刺激和心律失常独立刺激进行。 近零相位滞后同步心律失常刺激和独立于心律失常的刺激在第四和第五个疗程中进行,以作为主动控制。 每个会话至少间隔一天作为清除期。
有节奏的经颅磁刺激 (TMS) 以接近零的相位滞后以 θ 频率(大约 6 Hz)传送到额叶和顶叶皮层。
有节奏的经颅磁刺激 (TMS) 以 180 度相位偏移、反同步的 θ 频率(大约 6 Hz)传送到额叶和顶叶皮层。
节律性经颅磁刺激 (TMS) 以一种心律失常的模式传递到额叶和顶叶皮层,其持续时间接近零的相位滞后与该疗程的节律性刺激相匹配。
节律性经颅磁刺激 (TMS) 以不同的独立心律失常模式传递到额叶和顶叶皮层,持续时间与该疗程的节律性刺激相匹配。
有节奏的经颅磁刺激 (TMS) 以接近零的相位滞后以 alpha 频率(大约 10 Hz)传送到额叶和顶叶皮层。
有节奏的经颅磁刺激 (TMS) 以 alpha 频率(大约 10 Hz)传送到额叶和顶叶皮层,具有 180 度相位偏移,反同步。
实验性的:Alpha 刺激之后是 Theta 刺激
在记录脑电图 (EEG) 的同时执行认知控制任务期间,节律性经颅磁刺激 (TMS) 被传送到额叶和顶叶皮层。 在第四节中,刺激以近零相位滞后α频率、反同步α频率、近零相位滞后心律失常同步刺激和心律失常独立刺激进行。 在第五节中,刺激以近零相位滞后θ频率、反同步θ频率、近零相位滞后心律失常同步刺激和心律失常独立刺激进行。 近零相位滞后同步心律失常刺激和独立于心律失常的刺激在第四和第五个疗程中进行,以作为主动控制。 每个会话至少间隔一天作为清除期。
有节奏的经颅磁刺激 (TMS) 以接近零的相位滞后以 θ 频率(大约 6 Hz)传送到额叶和顶叶皮层。
有节奏的经颅磁刺激 (TMS) 以 180 度相位偏移、反同步的 θ 频率(大约 6 Hz)传送到额叶和顶叶皮层。
节律性经颅磁刺激 (TMS) 以一种心律失常的模式传递到额叶和顶叶皮层,其持续时间接近零的相位滞后与该疗程的节律性刺激相匹配。
节律性经颅磁刺激 (TMS) 以不同的独立心律失常模式传递到额叶和顶叶皮层,持续时间与该疗程的节律性刺激相匹配。
有节奏的经颅磁刺激 (TMS) 以接近零的相位滞后以 alpha 频率(大约 10 Hz)传送到额叶和顶叶皮层。
有节奏的经颅磁刺激 (TMS) 以 alpha 频率(大约 10 Hz)传送到额叶和顶叶皮层,具有 180 度相位偏移,反同步。

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
记住的项目数
大体时间:1个月
记住的项目数,通常称为工作记忆容量,计算方法是要记住的项目数(2、3 或 4)乘以命中率减去误报率,再除以 1 减去误报率. 值的范围是 0 到 4,其中较大的值意味着更好的性能。
1个月
Θ频率中额叶和顶叶皮层之间功能连接的强度
大体时间:1个月
功能连通性将使用加权相位滞后指数 (wPLI) 进行测量,该指数是每次试验的刺激序列后半段期间额叶和顶叶电活动之间的 θ 频率相位差异的虚部的平均值。 值的范围从 0 到 1,其中较大的值表示较大的功能连接。
1个月

次要结果测量

结果测量
措施说明
大体时间
Θ频率中额叶和顶叶皮层之间功能连接的平均相位滞后
大体时间:1个月
相位滞后被计算为在每次试验的刺激列车的后半部分平均额叶和顶叶皮层电信号之间的相位差后产生的相位角。 值范围从 0 到 360 度。 接近 0 度或接近 360 度的值表示接近零的相位滞后,而接近 180 度的值表示较大的相位滞后。
1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。

调查人员

  • 首席研究员:Flavio Frohlich, PhD、University of North Carolina, Chapel Hill

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)

2022年1月24日

初级完成 (估计的)

2024年12月20日

研究完成 (估计的)

2024年12月20日

研究注册日期

首次提交

2022年1月11日

首先提交符合 QC 标准的

2022年1月11日

首次发布 (实际的)

2022年1月24日

研究记录更新

最后更新发布 (实际的)

2024年1月10日

上次提交的符合 QC 标准的更新

2024年1月8日

最后验证

2024年1月1日

更多信息

与本研究相关的术语

其他研究编号

  • 21-0248
  • 1R01MH124387 (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)?

是的

IPD 计划说明

如果提议使用数据的研究者获得机构审查委员会 (IRB)、独立伦理委员会 (IEC) 或研究伦理委员会 (REB) 的批准,支持结果的去识别化个人数据将在发表后 9 至 36 个月开始共享),如适用,并与北卡罗来纳大学教堂山分校签署数据使用/共享协议。

IPD 共享时间框架

出版后 9 至 36 个月

IPD 共享访问标准

提议使用数据的研究者已获得 IRB、IEC 或 REB 批准,并与北卡罗来纳大学教堂山分校签署了数据使用/共享协议。

IPD 共享支持信息类型

  • 研究方案
  • 树液
  • 国际碳纤维联合会

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

在美国制造并从美国出口的产品

是的

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