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利用神经注意控制的潜力来克服听力障碍 (NeurAttContr)

2023年11月30日 更新者：University of Zurich

这项研究将提高对听觉选择性注意控制的大脑机制的理解，并评估神经调节增强神经注意控制作为克服听力障碍的可能方法的潜力。

首先，脑电图 (EEG) 将用于识别听力损失 (HL)、耳鸣 (TI) 和正常听力 (NH) 患者的听觉注意力神经标记。 之后，将使用非侵入性经颅交流电刺激 (tACS) 和神经反馈 (NF) 测试已识别的注意力控制标志物的重要性。

研究概览

地位

招聘中

条件

干预/治疗

详细说明

听力损失和耳鸣等相关疾病是全球第四大致残原因，估计每年造成的损失超过 7500 亿美元。 由于全球人口的增加和老龄化，听力受损的人数正在快速增长。 此外，噪声性听力损伤的发生率在年轻人群中也在增加。 听障人士的一个常见抱怨是在具有挑战性的听力条件下言语理解能力显着下降。 这些情况通常包括混响、背景噪音或多个说话者，它们需要听者有选择地将注意力引导到目标声源（例如对话者）并抑制背景中分散注意力的声音（例如来自无人出席的说话者）。

带有仿耳廓麦克风的听觉假体可以通过声学信号中空间线索的感官增强来改善目标声源的定位。 然而，额外的感官信息的好处是有限的，因为注意力控制的缺失实现允许目标声源的选择性放大和不相关的干扰噪声的抑制。

大脑如何实例化控制目标放大和干扰抑制的注意力过滤机制的问题引起了认知神经科学领域的广泛兴趣。 听觉注意力的神经标记，例如 alpha 频带（~8-12Hz）中的侧向振荡大脑活动和注意力的增强神经跟踪与注意力的自上而下控制有关。 然而，这些神经标记之间的相互关系仍未得到充分探索。 此外，alpha 波段振荡在听觉注意力中的功能作用尚未明确，因为它们可能会实现目标增强和干扰抑制。 总之，这限制了对注意力的神经认知基础的理解。

拟议的项目旨在通过提高研究人员对作为听觉选择性注意控制基础的大脑机制的理解来解决这个问题。 概述的研究项目将检验这样一个假设，即患有听力障碍的人在听觉干扰物抑制方面存在缺陷，这反映在对无关信息的无效神经抑制上。 这一假设将在三个不同的研究领域得到检验。 在研究线 1 中，我将在患有感音神经性听力损失或耳鸣的个体中测试一个新框架，该框架允许根据脑电图 (EEG) 记录在神经水平上分离目标选择和干扰抑制。 在研究线 2-3 中，我将评估电脑刺激和神经反馈在增强听觉干扰抑制方面的潜力。该项目的结果将通过指定振荡的功能作用对当前的听觉注意和言语理解模型产生理论影响正常听力个体和听力受损人群的大脑活动。 此外，这项研究将为如何在脑机接口中实现听觉选择性注意的控制提供新的见解。

研究类型

介入性

注册 (估计的)

275

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

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 75年 (成人、年长者)

接受健康志愿者

是的

描述

纳入标准：

  • 年龄：18-35 / 55-75
  • 德语为第一语言
  • 正常或矫正到正常视力
  • 右撇子
  • 正常听力、听力障碍或耳鸣（见指定包含）
  • 正常听力：双耳在 250 Hz 至 8,000 Hz 频率范围内的听力水平 (HL) ≤ 20 分贝 (dB)。

实验 1、2、3 和 4 的指定包含：

  • 听力损失：
  • 双侧对称性感音神经性耳聋
  • 在 250 Hz 和 8,000 Hz 之间的一个或多个频率上的纯音阈值≥25 dB HL，并且在每个频率下两耳的阈值差异≤20 dB。
  • 耳鸣：
  • 持续3个月以上的持续性慢性耳鸣
  • 耳鸣障碍清单 2 至 4 级的耳鸣（18-76 分）

排除标准：

  • 非对称性听力损失
  • 以双语或多语方式长大（第二语言在 6 岁之前获得）
  • 目前怀孕或哺乳的妇女

  • 脑损伤史或任何神经系统疾病（是/否）

    • 例如，中风、创伤性脑损伤、脑外科手术、癫痫等。

  • 阅读障碍
  • 精神障碍史
  • 最近的消遣性药物消费
  • 已知或疑似吸毒或酗酒
  • 具有认知副作用的药物（例如，精神药物或安眠药）
  • 头部区域的金属植入物（不包括固定牙套和牙齿填充物）
  • 任何植入式医疗设备（例如心脏起搏器）
  • 以前参加过包含主要研究计划的实验之一

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：并行分配
  • 屏蔽：三倍

武器和干预

参与者组/臂
干预/治疗
无干预：实验 1 - 正常听力 - AAT
分配到正常听力组的每个参与者将接受一个实验会话，在此期间记录脑电图，同时参与者执行听觉注意任务 (AAT)。
无干预：实验 1 - 听力受损 - AAT
分配到正常听力受损组的每个参与者将接受一个实验会话，在此期间记录脑电图，同时参与者执行听觉注意任务 (AAT)。
无干预：实验二——正常听力_SAT
分配到正常听力组的每个参与者将接受一个实验会话，其中 EEG 用于测量神经语音跟踪，同时参与者接受选择性语音注意任务 (SAT)。
无干预：实验 2 - 听障人士 - SAT
分配到听障组的每个参与者将接受一个实验会话，其中使用脑电图测量神经语音跟踪，同时参与者接受选择性语音注意任务 (SAT)。
无干预：实验 2 - 耳鸣 - SAT
分配到耳鸣组的每个参与者将接受一个实验会话，其中使用脑电图测量神经语音跟踪，同时参与者接受选择性语音注意任务 (SAT)。
实验性的：实验 3 - 正常听力 (tACS) - AAT

分配到正常听力组的受试者将进行 20 分钟的 tACS 刺激，该刺激应用于颞顶叶皮层。

每个会话将包括以下三个阶段：(1) 刺激前基线，(2) 大脑刺激，以及 (3) 刺激后。 AAT 将在每个阶段进行，并同时记录脑电图。
设备：tACS - 经颅交流电刺激

TACS 是一种非侵入性脑刺激 (NIBS) 技术，属于低电流经颅电刺激类。 与更广为人知的经颅直流电刺激 (tDCS) 相比，tACS 电流不是恒定的，而是以一定的频率交替变化。

刺激将以参与者的个人阿尔法频率应用于左侧颞顶叶皮层。 刺激强度为 2 毫安（mA，峰峰值，对应于 ±1 mA 振幅的正弦波）。 刺激将通过导电橡胶电极传递。
假比较器：实验 3 - 正常听力（假）- AAT

分配到正常听力组的受试者将在颞顶叶皮层上进行 20 分钟的假刺激。

每个会话将包括以下三个阶段：(1) 刺激前基线，(2) 假脑刺激，以及 (3) 刺激后。 AAT 将在每个阶段进行，并同时记录脑电图。
设备：假 - 经颅交流电刺激

在“假刺激”（安慰剂）期间，tACS 将上下倾斜 12 秒，也就是说，在实际实验期间将不施加电刺激。 在实验结束时将重复上升和下降斜坡。

假条件用于唤起与 tACS 刺激相关的感觉，但在实际实验过程中没有刺激。
实验性的：实验 3 - 听力受损 (tACS) - AAT

分配给听力受损组的受试者将进行 20 分钟的 tACS 刺激，该刺激应用于颞顶叶皮层。

每个会话将包括以下三个阶段：(1) 刺激前基线，(2) 大脑刺激，以及 (3) 刺激后。 AAT 将在每个阶段进行，并同时记录脑电图。
设备：tACS - 经颅交流电刺激

TACS 是一种非侵入性脑刺激 (NIBS) 技术，属于低电流经颅电刺激类。 与更广为人知的经颅直流电刺激 (tDCS) 相比，tACS 电流不是恒定的，而是以一定的频率交替变化。

刺激将以参与者的个人阿尔法频率应用于左侧颞顶叶皮层。 刺激强度为 2 毫安（mA，峰峰值，对应于 ±1 mA 振幅的正弦波）。 刺激将通过导电橡胶电极传递。
假比较器：实验 3 - 听力受损（假）- AAT

分配给听力受损组的受试者将在颞顶叶皮层上进行 20 分钟的假刺激。

每个会话将包括以下三个阶段：(1) 刺激前基线，(2) 假脑刺激，以及 (3) 刺激后。 AAT 将在每个阶段进行，并同时记录脑电图。
设备：假 - 经颅交流电刺激

在“假刺激”（安慰剂）期间，tACS 将上下倾斜 12 秒，也就是说，在实际实验期间将不施加电刺激。 在实验结束时将重复上升和下降斜坡。

假条件用于唤起与 tACS 刺激相关的感觉，但在实际实验过程中没有刺激。
实验性的：实验 3 - 耳鸣 (tACS) - AAT

分配到耳鸣组的受试者将进行 20 分钟的 tACS 刺激，该刺激应用于颞顶叶皮层。

每个会话将包括以下三个阶段：(1) 刺激前基线，(2) 大脑刺激，以及 (3) 刺激后。 AAT 将在每个阶段进行，并同时记录脑电图。
设备：tACS - 经颅交流电刺激

TACS 是一种非侵入性脑刺激 (NIBS) 技术，属于低电流经颅电刺激类。 与更广为人知的经颅直流电刺激 (tDCS) 相比，tACS 电流不是恒定的，而是以一定的频率交替变化。

刺激将以参与者的个人阿尔法频率应用于左侧颞顶叶皮层。 刺激强度为 2 毫安（mA，峰峰值，对应于 ±1 mA 振幅的正弦波）。 刺激将通过导电橡胶电极传递。
假比较器：实验 3 - 耳鸣（假）- AAT

分配到耳鸣组的受试者将在颞顶叶皮层上进行 20 分钟的假刺激。

每个会话将包括以下三个阶段：(1) 刺激前基线，(2) 假脑刺激，以及 (3) 刺激后。 AAT 将在每个阶段进行，并同时记录脑电图。
设备：假 - 经颅交流电刺激

在“假刺激”（安慰剂）期间，tACS 将上下倾斜 12 秒，也就是说，在实际实验期间将不施加电刺激。 在实验结束时将重复上升和下降斜坡。

假条件用于唤起与 tACS 刺激相关的感觉，但在实际实验过程中没有刺激。
实验性的：实验 4 - 正常听力 (tACS) - SAT

分配到正常听力组的受试者将进行 20 分钟的 tACS 刺激，该刺激应用于颞顶叶皮层。

每个会话将包括以下三个阶段：(1) 刺激前基线，(2) 大脑刺激，以及 (3) 刺激后。 SAT 将在每个阶段进行，并同时记录脑电图。
设备：tACS - 经颅交流电刺激

TACS 是一种非侵入性脑刺激 (NIBS) 技术，属于低电流经颅电刺激类。 与更广为人知的经颅直流电刺激 (tDCS) 相比，tACS 电流不是恒定的，而是以一定的频率交替变化。

刺激将以参与者的个人阿尔法频率应用于左侧颞顶叶皮层。 刺激强度为 2 毫安（mA，峰峰值，对应于 ±1 mA 振幅的正弦波）。 刺激将通过导电橡胶电极传递。
假比较器：实验 4 - 正常听力（假） - SAT

分配到正常听力组的受试者将在颞顶叶皮层上进行 20 分钟的假刺激。

每个会话将包括以下三个阶段：(1) 刺激前基线，(2) 假脑刺激，以及 (3) 刺激后。 SAT 将在每个阶段进行，并同时记录脑电图。
设备：假 - 经颅交流电刺激

在“假刺激”（安慰剂）期间，tACS 将上下倾斜 12 秒，也就是说，在实际实验期间将不施加电刺激。 在实验结束时将重复上升和下降斜坡。

假条件用于唤起与 tACS 刺激相关的感觉，但在实际实验过程中没有刺激。
实验性的：实验 4 - 听力受损 (tACS) - SAT

分配给听力受损组的受试者将进行 20 分钟的 tACS 刺激，该刺激应用于颞顶叶皮层。

每个会话将包括以下三个阶段：(1) 刺激前基线，(2) 大脑刺激，以及 (3) 刺激后。 SAT 将在每个阶段进行，并同时记录脑电图。
设备：tACS - 经颅交流电刺激

TACS 是一种非侵入性脑刺激 (NIBS) 技术，属于低电流经颅电刺激类。 与更广为人知的经颅直流电刺激 (tDCS) 相比，tACS 电流不是恒定的，而是以一定的频率交替变化。

刺激将以参与者的个人阿尔法频率应用于左侧颞顶叶皮层。 刺激强度为 2 毫安（mA，峰峰值，对应于 ±1 mA 振幅的正弦波）。 刺激将通过导电橡胶电极传递。
假比较器：实验 4 - 听力受损（假） - SAT

分配给听力受损组的受试者将在颞顶叶皮层上进行 20 分钟的假刺激。

每个会话将包括以下三个阶段：(1) 刺激前基线，(2) 假脑刺激，以及 (3) 刺激后。 SAT 将在每个阶段进行，并同时记录脑电图。
设备：假 - 经颅交流电刺激

在“假刺激”（安慰剂）期间，tACS 将上下倾斜 12 秒，也就是说，在实际实验期间将不施加电刺激。 在实验结束时将重复上升和下降斜坡。

假条件用于唤起与 tACS 刺激相关的感觉，但在实际实验过程中没有刺激。
实验性的：实验 4 - 耳鸣 (tACS) - SAT

分配到耳鸣组的受试者将进行 20 分钟的 tACS 刺激，该刺激应用于颞顶叶皮层。

每个会话将包括以下三个阶段：(1) 刺激前基线，(2) 大脑刺激，以及 (3) 刺激后。 SAT 将在每个阶段进行，并同时记录脑电图。
设备：tACS - 经颅交流电刺激

TACS 是一种非侵入性脑刺激 (NIBS) 技术，属于低电流经颅电刺激类。 与更广为人知的经颅直流电刺激 (tDCS) 相比，tACS 电流不是恒定的，而是以一定的频率交替变化。

刺激将以参与者的个人阿尔法频率应用于左侧颞顶叶皮层。 刺激强度为 2 毫安（mA，峰峰值，对应于 ±1 mA 振幅的正弦波）。 刺激将通过导电橡胶电极传递。
假比较器：实验 4 - 耳鸣（假） - SAT

分配到耳鸣组的受试者将在颞顶叶皮层上进行 20 分钟的假刺激。

每个会话将包括以下三个阶段：(1) 刺激前基线，(2) 假脑刺激，以及 (3) 刺激后。 SAT 将在每个阶段进行，并同时记录脑电图。
设备：假 - 经颅交流电刺激

在“假刺激”（安慰剂）期间，tACS 将上下倾斜 12 秒，也就是说，在实际实验期间将不施加电刺激。 在实验结束时将重复上升和下降斜坡。

假条件用于唤起与 tACS 刺激相关的感觉，但在实际实验过程中没有刺激。
实验性的：实验 5 - 正常听力（NF 右）- AAT
正常听力组的每位参与者都将接受神经反馈训练，参与者将学习增加右侧相对于左侧顶叶皮层的 alpha 功率。 在 NF 培训之前和之后，参与者将执行 AAT 并同时记录脑电图。
设备：NF - 神经反馈

神经反馈 (NF) 是一种非侵入性方法，将神经生理学记录与实时感觉反馈相结合（大多数研究使用视觉反馈）。 通过实时 NF，个人可以学习调节他们的大脑活动。

在这项研究中，NF 将基于并发脑电图记录。 在 NF 期间，参与者将观察一艘太空船自动穿过狭窄的隧道。 将他们的神经阿尔法功率侧化调制到训练方向将得到太空船加速的奖励，相反方向的调制将降低速度和自动驾驶仪的准确性。
有源比较器：实验 5 - 正常听力（左 NF）- AAT
正常听力组的每个参与者都将接受神经反馈训练，参与者将学习增加左侧相对于右侧顶叶皮层的 alpha 功率。 在 NF 培训之前和之后，参与者将执行 AAT 并同时记录脑电图。
设备：NF - 神经反馈

神经反馈 (NF) 是一种非侵入性方法，将神经生理学记录与实时感觉反馈相结合（大多数研究使用视觉反馈）。 通过实时 NF，个人可以学习调节他们的大脑活动。

在这项研究中，NF 将基于并发脑电图记录。 在 NF 期间，参与者将观察一艘太空船自动穿过狭窄的隧道。 将他们的神经阿尔法功率侧化调制到训练方向将得到太空船加速的奖励，相反方向的调制将降低速度和自动驾驶仪的准确性。

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
实验 1 - 脑电图
大体时间：一堂课4小时40分钟
主要终点是比较 HL、TI 和 NH 对照组个体的神经 alpha 功率偏侧化对目标选择和干扰抑制的反应。
一堂课4小时40分钟
实验 2 - 脑电图
大体时间：一堂课4小时40分钟
主要终点是比较患有 HL、TI 和 NH 的个体之间语音振幅包络的神经跟踪。
一堂课4小时40分钟
实验 3 - AAT
大体时间：一堂课4小时40分钟
主要终点是比较左颞顶叶皮层的 tACS 与刺激期间和刺激后相对于刺激前基线的无效假刺激之间的听觉注意力表现。
一堂课4小时40分钟
实验四——SAT
大体时间：一堂课4小时40分钟
主要终点是比较左颞顶叶皮层的 tACS 与相对于刺激前基线的刺激期间和之后的无效假刺激之间的语音理解性能。
一堂课4小时40分钟
实验 5 - 脑电图 1
大体时间：在不同的日子进行两次 4 小时 40 分钟的会议
主要终点是比较参与者在训练期间控制 alpha 功率侧化指数的能力（左 NF 训练与右 NF 训练）。
在不同的日子进行两次 4 小时 40 分钟的会议

次要结果测量

结果测量
措施说明
大体时间
实验 1 - AAT
大体时间：一堂课4小时40分钟
测试干扰物抑制和目标选择期间的 alpha 功率侧化是否预测 HL、TI 和 NH 个体的 AAT 任务性能。
一堂课4小时40分钟
实验二——SAT
大体时间：一堂课4小时40分钟
NH、HL 和 TI 中的神经语音跟踪与语音理解性能之间的关系
一堂课4小时40分钟
实验 3 - 脑电图 1
大体时间：一堂课4小时40分钟
刺激条件之间神经 alpha 功率侧化的比较（tACS 与假）
一堂课4小时40分钟
实验 3 - 脑电图 2
大体时间：一堂课4小时40分钟
比较刺激条件下对目标和干扰刺激的事件相关反应（TACS 与假）
一堂课4小时40分钟
实验 4 - 脑电图 1
大体时间：一堂课4小时40分钟
刺激条件之间偏侧化指数的比较（TACS 与假）
一堂课4小时40分钟
实验 4 - 脑电图 2
大体时间：一堂课4小时40分钟
目标神经跟踪与刺激条件下干扰性言语的比较（tACS 与假）
一堂课4小时40分钟
实验 5 - 脑电图 2
大体时间：在不同的日子进行两次 4 小时 40 分钟的会议
对受训半球同侧与对侧呈现的探针的听觉诱发反应的比较
在不同的日子进行两次 4 小时 40 分钟的会议
实验 5 - 脑电图 3
大体时间：在不同的日子进行两次 4 小时 40 分钟的会议
NF 训练条件（左 NF 训练与右 NF 训练）前后 NF 训练之间目标和干扰物相关 alpha 功率偏侧化变化的比较
在不同的日子进行两次 4 小时 40 分钟的会议
实验 5 - AAT
大体时间：在不同的日子进行两次 4 小时 40 分钟的会议
比较不同训练条件下的听觉注意力表现（左 NF 训练与右 NF 训练）
在不同的日子进行两次 4 小时 40 分钟的会议

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。

赞助

University of Zurich

合作者

University of Luebeck

调查人员

  • 首席研究员：Basil Preisig, Dr.、University of Zurich

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)

2023年11月1日

初级完成 (估计的)

2026年4月1日

研究完成 (估计的)

2026年4月1日

研究注册日期

首次提交

2022年8月17日

首先提交符合 QC 标准的

2022年8月23日

首次发布 (实际的)

2022年8月24日

研究记录更新

最后更新发布 (估计的)

2023年12月7日

上次提交的符合 QC 标准的更新

2023年11月30日

最后验证

2023年11月1日

更多信息

与本研究相关的术语

关键字

其他相关的 MeSH 术语

其他研究编号

  • AuditoryAttention
  • 201864 (其他赠款/资助编号：Swiss National Science Foundation)

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

研究人员打算共享纳入参与者的原始数据和分析代码。

IPD 共享时间框架

项目完成后

IPD 共享访问标准

根据个人要求

IPD 共享支持信息类型

  • 研究方案
  • 树液
  • 分析代码

药物和器械信息、研究文件

研究美国 FDA 监管的药品

不

研究美国 FDA 监管的设备产品

不

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