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大脑操作的脚手架 (BETATEST)

2023年8月16日 更新者:Saskia Haegens、New York State Psychiatric Institute

大脑操作的脚手架:β 振荡在形成灵活的神经元集群中的作用

当参与者休息和/或执行感知辨别任务时,将记录大脑活动。 这些任务包括感官刺激的呈现,并要求参与者检测和区分这些刺激,并使用信心、可见性和/或警觉性/睡意评级来报告刺激的客观属性以及他们的主观感知体验。 使用的所有感官刺激都是中性的,并由计算机屏幕上呈现的视觉刺激组成(基本视觉刺激,例如箭头、光栅或点,或中性图片,例如箭头、光栅或点)。 物体、建筑物、风景)或通过耳机呈现的听觉刺激(基本声音,例如嘟嘟声或噪音,或更复杂的声音,例如口语或节奏)。 实验任务可能要求参与者比较不同空间位置或不同时间呈现的感官刺激,和/或将注意力集中在特定刺激上,同时抑制分散注意力的信息;此外,任务可能要求参与者记住这些刺激,以便延迟报告。 在这些任务中,参与者的表现将通过运动反应(即按钮按下)、反应时间和主观评分(信心、可视性、警觉性/困倦)来量化。

大脑活动将通过脑电图(EEG)记录,这是一种非侵入性技术,由沿着头皮放置的电极组成,记录皮质神经元产生的电场电位。 脑电图将用于记录在认知和感知任务以及参与者反应期间出现的感觉刺激之前和响应时的大脑活动。 此外,脑电图可用于记录基线休息状态期间的大脑活动,而参与者不参与任何特定任务。 特别是,脑电图信号的分析将重点关注事件相关的大脑活动(即对刺激的响应),例如事件相关电位(ERP),以及量化为的持续的、自发的和/或诱导的大脑活动振荡:反映皮层神经元膜电位节律变化的波状信号波动。 此外,研究人员将使用 MRI 拍摄大脑的解剖图像,以便于定位脑电图测量的活动来源。

研究概览

地位

暂停

条件

详细说明

大脑不断根据感知输入和内部信号做出决策,快速权衡和处理信息,从而产生目标导向的行为。 对所有这些过程至关重要的一个关键方面是通信,即将信息从一个大脑网络传输到下一个大脑网络。 然而,我们才刚刚开始了解大脑是如何实现这一目标的。 在此,研究人员提议针对这个问题进行研究。 该项目的总体目标是阐明大脑如何建立涉及工作记忆和决策的功能神经结构。 研究人员认为,1530 Hz β 频段的大脑振荡在形成灵活的神经系统中发挥着关键作用。 研究人员提出了一个新颖的理论框架,描述了β节律如何灵活地建立瞬态网络,连接与当前任务需求相关的神经元回路,特别是在内源性信息处理(例如工作记忆、决策)方面。 从这个角度来看,β 提供了信息传输的脚手架,通过暂时连接相关节点来通过大脑路由信息,从而可以进行信息交换。 研究人员提出,β节律会短暂激活神经整体,使其能够广播在群体峰值活动中编码的信息,以便能够高效且有效地接收该信息。 为了测试这个框架,这里的目的是(1)检查β振荡在动态神经整体形成中的作用及其与行为表现的关系,(2)确定β介导的整体形成的潜在电路级生理学,以及( 3)建立β介导的整体形成的普遍性并识别非侵入性生物标志物。 研究人员将结合使用健康人类受试者的脑电图记录,以及清醒行为啮齿类动物的颅内电生理学和光遗传学神经调节。 人类受试者和动物都将执行空间工作记忆范式,从而关键地允许跨记录级别的垂直整合。 人类受试者还将以不同的感觉方式和更高的抽象水平执行工作记忆任务,以保证结果的普遍性,并允许识别用于未来患者研究的生物标志物。 这种方法旨在回答核心机制问题,局部集合是如何形成的以及如何调节这些问题。至关重要的是,研究人员将确定这些机制对行为的影响。 该项目将提供基本见解,为对健康人类受试者以及β功能受损和认知障碍(例如帕金森病和精神分裂症)患者的进一步详细研究奠定基础。

研究类型

介入性

注册 (估计的)

170

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

    • New York
      • New York、New York、美国、10032
        • New York State Psychiatric Institute

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 50年 (成人)

接受健康志愿者

是的

描述

纳入标准:

  • 英语会话
  • 视力正常(或矫正至正常)、听力正常

排除标准:

  • 癫痫症、过去的脑部手术、正在接受药物治疗的神经或精神疾病

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:非随机化
  • 介入模型:并行分配
  • 屏蔽:无(打开标签)

武器和干预

参与者组/臂
干预/治疗
其他:视觉空间辨别任务
实验1.1
参与者执行辨别任务,同时用脑电图记录他们的大脑活动。 Beta 功率将使用谱分解技术进行估计,放大感兴趣的时空窗口中的受试者特定波段,并与 (1) WM 内容、(2) 决策结果和 (3) 行为表现(即准确性和 RT)相关。
其他:具有时间操作的视觉空间辨别任务
实验1.2
参与者执行辨别任务,同时用脑电图记录他们的大脑活动。 Beta 功率将使用谱分解技术进行估计,放大感兴趣的时空窗口中的受试者特定波段,并与 (1) WM 内容、(2) 决策结果和 (3) 行为表现(即准确性和 RT)相关。
其他:跨模态判别任务
实验3.1
参与者执行辨别任务,同时用脑电图记录他们的大脑活动。 Beta 功率将使用谱分解技术进行估计,放大感兴趣的时空窗口中的受试者特定波段,并与 (1) WM 内容、(2) 决策结果和 (3) 行为表现(即准确性和 RT)相关。
其他:视觉规则转换辨别任务[光栅]
实验3.2
参与者执行辨别任务,同时用脑电图记录他们的大脑活动。 Beta 功率将使用谱分解技术进行估计,放大感兴趣的时空窗口中的受试者特定波段,并与 (1) WM 内容、(2) 决策结果和 (3) 行为表现(即准确性和 RT)相关。
其他:视觉规则转换辨别任务[图片]
实验3.3
参与者执行辨别任务,同时用脑电图记录他们的大脑活动。 Beta 功率将使用谱分解技术进行估计,放大感兴趣的时空窗口中的受试者特定波段,并与 (1) WM 内容、(2) 决策结果和 (3) 行为表现(即准确性和 RT)相关。

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
脑电图频谱β功率
大体时间:手术期间
将使用 96 通道 EEG(BrainVision actiCHamp 系统,Brain Products)记录大脑活动。 光谱分析将使用基于 Matlab 的 FieldTrip 工具箱(该领域的标准)进行。 对于所有频谱分析,将估计特定于主题的峰值频率以定制方法。 Beta 功率将在以各个峰值频率为中心的频带内进行评估。
手术期间

次要结果测量

结果测量
措施说明
大体时间
行为表现:准确性
大体时间:手术期间
准确性将根据歧视任务的正确回答百分比进行评估。
手术期间
行为表现:反应时间
大体时间:手术期间
将根据从探测开始测量的响应时间来评估每次试验对区分任务的反应时间。
手术期间

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:Saskia Haegens, PhD、NYSPI

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4月10日

初级完成 (估计的)

2025年4月1日

研究完成 (估计的)

2025年7月1日

研究注册日期

首次提交

2022年6月1日

首先提交符合 QC 标准的

2022年6月7日

首次发布 (实际的)

2022年6月9日

研究记录更新

最后更新发布 (实际的)

2023年8月21日

上次提交的符合 QC 标准的更新

2023年8月16日

最后验证

2023年8月1日

更多信息

与本研究相关的术语

其他研究编号

  • R01MH123679 (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)?

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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辨别任务的临床试验

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