关键性、工作记忆和努力
2023年7月31日 更新者：Brown University
Theta-burst 刺激调节临界、工作记忆和主观努力
该项目检查脑电图、MRI 和行为测量指标，这些指标可在健康的年轻人执行要求苛刻的认知任务时以及对经颅磁刺激的反应时大脑中的灵活性（临界状态动力学）。
研究概览
详细说明
健康的人脑是一个复杂的动态系统，假设处于静止状态的相变附近——处于有序和混乱之间的边界。 接近这个临界点在功能上是自适应的，因为它提供最大的灵活性、动态范围和信息处理能力，对工作记忆功能有影响。 与这个临界点的分歧已经与多种形式的精神病理学和神经病相关，这表明与临界点的距离既是疾病的潜在生物标志物，也是干预大脑紊乱的目标。 调查人员进一步假设，主观认知努力反映了因从事高要求任务而导致的亚临界状态。
假设在静息大脑中确定与临界状态距离的关键控制参数是皮质兴奋与抑制的平衡（“E/I 平衡”）。 经颅磁刺激是一种广泛用于神经调节的实验和临床工具，θ 脉冲刺激 (TBS) 协议被认为可以调节 E/I 平衡。 在这里，研究人员测试是否可以通过连续的 θ 脉冲刺激 (cTBS) 系统地调节皮质动力学远离临界点，这被认为会降低 E/I 平衡，从而影响工作记忆功能和表现过程中的主观认知努力的工作记忆任务。
研究类型
介入性
注册 (实际的)
30
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
-
-
Rhode Island
-
Providence、Rhode Island、美国、02912
- Brown University
-
-
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 45年 (成人)
接受健康志愿者
是的
描述
纳入标准：
- 提供签署并注明日期的知情同意书
- 表示愿意在研究期间遵守所有研究和可用性
- 男性和女性； 18-45岁
- 健康，神经系统正常，没有诊断出精神或身体疾病
- 愿意遵守 MRI 和两次刺激协议
- 流利的英语
- 正常或矫正到正常视力
- 至少十二年的教育（相当于高中）
- 惯用右手
排除标准：
- 持续吸毒或酗酒
- 被诊断患有精神病或精神疾病
- 目前正在服用精神药物
- 先前的脑损伤
- 机身金属
- 癫痫发作史或癫痫诊断
- 幽闭恐惧症
- 怀孕或可能怀孕
- 小于 18 岁或大于 45 岁
- 使用可能降低使用阈值的药物
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：不适用
- 介入模型：单组作业
- 屏蔽：无（打开标签）
武器和干预
参与者组/臂 |
干预/治疗 |
|---|---|
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实验性的：经颅磁刺激参与者
所有参与者都将被招募到一个手臂中，在两个疗程中，他们将在单独的疗程中接受对背外侧前额叶皮层或角回的经颅磁刺激。
会话顺序将在参与者之间进行平衡，并且刺激目标将对参与者不可见，直到他们的参与完成。
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研究干预是通过使用经颅磁刺激装置的 2 列间隔连续的 Theta 爆发刺激 (cTBS) 调节背外侧前额叶皮层 (dlPFC) 中的皮质兴奋与抑制 (E/I) 平衡。 由于之前的工作（Huang 等人 2005 年；Chung 等人 2018 年）表明，cTBS 可靠地降低了具有不同皮质目标的皮质 E/I 比率，研究人员希望在应用时复制 E/I 平衡的减少。 作用机制被认为是在不同时间尺度上抑制性神经传递的增加。 这种刺激的终点将是局部 E/I 比的降低，该比例应在刺激后至少持续 60 分钟（Chung 等人，2018 年）。 在不同的会议中，所有参与者都将接受对背外侧前额叶皮层 (dlPFC) 或角回 (AG) 的刺激。 研究人员将对比 dlPFC cTBS 与对照 cTBS 对 AG 的影响。 |
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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努力发挥认知努力
大体时间：在每个参与者的第一次经颅磁刺激期间，将在刺激前 20 分钟进行一次基线测量。
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主观努力维度（认知需求量表）的李克特评分，分数从 1 到 21 不等，分数越高表明参与认知要求高的活动的倾向越大
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在每个参与者的第一次经颅磁刺激期间，将在刺激前 20 分钟进行一次基线测量。
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关键动力学 - 目标刺激的直接影响
大体时间：在目标经颅磁刺激之后和之前立即测量的远程时间相关性的变化。
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通过去趋势波动分析，由脑电图数据得出的比例指数量化的长程时间相关性。
分数范围从 0.5（不相关的时间序列）到 1.0（相关的时间序列）。
更高的分数，表明更强的相关性，预计在经颅磁刺激之前和之后立即进行。
因此，变化分数应该是负的，表明刺激后立即由于经颅磁刺激而导致长程时间相关性降低。
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在目标经颅磁刺激之后和之前立即测量的远程时间相关性的变化。
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关键动力学 - 假刺激的直接影响
大体时间：与假经颅磁刺激之前立即测量的远程时间相关性的变化。
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通过去趋势波动分析，由脑电图数据得出的比例指数量化的长程时间相关性。
分数范围从 0.5（不相关的时间序列）到 1.0（相关的时间序列）。
更高的分数，表明更强的相关性，预计在经颅磁刺激之前和之后立即进行。
因此，变化分数应该是负的，表明刺激后立即由于经颅磁刺激而导致长程时间相关性降低。
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与假经颅磁刺激之前立即测量的远程时间相关性的变化。
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关键动力学 - 目标刺激的长期影响
大体时间：40 分钟后测量的长程时间相关性的变化，与目标经颅磁刺激前的对比。
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通过去趋势波动分析，由脑电图数据得出的比例指数量化的长程时间相关性。
指数范围从 0.5（不相关的时间序列）到 1.0（相关的时间序列）。
更高的指数，表明更强的相关性，预计在经颅磁刺激之前和之后，但预计会在刺激后的 1 小时持续时间内缓慢恢复到刺激前强度。
因此，变化分数应该显示在刺激后 40 分钟之前部分恢复的相关性。
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40 分钟后测量的长程时间相关性的变化，与目标经颅磁刺激前的对比。
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关键动力学 - 假刺激的长期影响
大体时间：40 分钟后测量的长程时间相关性的变化，与假经颅磁刺激前的对比。
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通过去趋势波动分析，由脑电图数据得出的比例指数量化的长程时间相关性。
指数范围从 0.5（不相关的时间序列）到 1.0（相关的时间序列）。
更高的指数，表明更强的相关性，预计在经颅磁刺激之前和之后，但预计会在刺激后的 1 小时持续时间内缓慢恢复到刺激前强度。
因此，变化分数应该显示在刺激后 40 分钟之前部分恢复的相关性。
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40 分钟后测量的长程时间相关性的变化，与假经颅磁刺激前的对比。
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临界动力学 - 目标刺激的消散效应
大体时间：在目标经颅磁刺激后 1 小时测量的长程时间相关性的变化，与目标经颅磁刺激前的对比。
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通过去趋势波动分析，由脑电图数据得出的比例指数量化的长程时间相关性。
指数范围从 0.5（不相关的时间序列）到 1.0（相关的时间序列）。
更高的指数，表明更强的相关性，预计在经颅磁刺激之前和之后，但预计在刺激后的 1 小时会议结束时完全恢复到刺激前强度。
因此，变化分数应该显示刺激前和刺激后 1 小时时间点之间的差异最小。
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在目标经颅磁刺激后 1 小时测量的长程时间相关性的变化，与目标经颅磁刺激前的对比。
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临界动力学 - 假刺激的消散效应
大体时间：与假经颅磁刺激之前相比，1 小时后测量的长程时间相关性发生变化。
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通过去趋势波动分析，由脑电图数据得出的比例指数量化的长程时间相关性。
指数范围从 0.5（不相关的时间序列）到 1.0（相关的时间序列）。
更高的指数，表明更强的相关性，预计在经颅磁刺激之前和之后，但预计在刺激后的 1 小时会议结束时完全恢复到刺激前强度。
因此，变化分数应该显示刺激前和刺激后 1 小时时间点之间的差异最小。
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与假经颅磁刺激之前相比，1 小时后测量的长程时间相关性发生变化。
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工作记忆性能 - 目标与假刺激
大体时间：刺激后立即执行的任务的准确性变化，目标与假刺激。
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N-back 工作记忆任务的准确性，由跨负载级别的平均辨别指数 d-prime 量化。
准确区分的典型平均 d-prime 分数范围为 2.5 到 0.75，分数越高表示命中率越高，误报越少。
预计对目标部位（背外侧前额叶皮层）的经颅磁刺激会比假刺激部位（角回）更大程度地破坏工作记忆性能。
因此，在目标刺激与假刺激之后，平均歧视指数得分应该较低。
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刺激后立即执行的任务的准确性变化，目标与假刺激。
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主观努力折扣 - 目标与假刺激
大体时间：刺激后 45 分钟估计的贴现曲线下面积的变化，用于目标刺激与假刺激。
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根据努力贴现程序估计的主观值作为贴现曲线下的面积，范围从 0.0 到 1.0。
较低的值表明人们发现工作记忆任务的主观努力成本更高。
预计对目标部位（背外侧前额叶皮层）的经颅磁刺激会比假刺激部位（角回）更大程度地放大主观努力。
因此，贴现曲线下的面积在目标刺激与假刺激之后应该更小。
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刺激后 45 分钟估计的贴现曲线下面积的变化，用于目标刺激与假刺激。
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雪崩大小统计 - 目标刺激的直接影响
大体时间：在目标经颅磁刺激之前和之后立即从脑电图数据估计的指数变化。
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雪崩大小统计描述为幂律指数，根据 EEG 数据估计的雪崩大小分布的对数对数图的拟合斜率估计。
更陡的斜坡，表明向较小雪崩的转变，预计在经颅磁刺激之后和之前立即发生。
因此，变化分数应该是负的，表明在经颅磁刺激后典型的雪崩尺寸减小
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在目标经颅磁刺激之前和之后立即从脑电图数据估计的指数变化。
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雪崩大小统计 - 假刺激的直接影响
大体时间：在假经颅磁刺激之前和之后立即从脑电图数据估计的指数变化。
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雪崩大小统计描述为幂律指数，根据 EEG 数据估计的雪崩大小分布的对数对数图的拟合斜率估计。
更陡的斜坡，表明向较小雪崩的转变，预计在经颅磁刺激之后和之前立即发生。
因此，变化分数应该是负的，表明在经颅磁刺激后典型的雪崩尺寸减小
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在假经颅磁刺激之前和之后立即从脑电图数据估计的指数变化。
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雪崩大小统计 - 目标刺激的长期影响
大体时间：在目标经颅磁刺激之前和之后 40 分钟之间根据脑电图数据估计的指数变化。
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雪崩大小统计描述为幂律指数，根据 EEG 数据估计的雪崩大小分布的对数对数图的拟合斜率估计。
更陡的斜坡，表明向较小雪崩的转变，预计在经颅磁刺激之后和之前立即发生，但应该在刺激后 1 小时内缓慢恢复到基线统计数据。
因此，变化分数应反映刺激后 40 分钟标记部分恢复到基线统计数据。
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在目标经颅磁刺激之前和之后 40 分钟之间根据脑电图数据估计的指数变化。
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雪崩大小统计 - 假刺激的长期影响
大体时间：假经颅磁刺激前 40 分钟和 40 分钟后根据脑电图数据估计的指数变化。
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雪崩大小统计描述为幂律指数，根据 EEG 数据估计的雪崩大小分布的对数对数图的拟合斜率估计。
更陡的斜坡，表明向较小雪崩的转变，预计在经颅磁刺激之后和之前立即发生，但应该在刺激后 1 小时内缓慢恢复到基线统计数据。
因此，变化分数应反映刺激后 40 分钟标记部分恢复到基线统计数据。
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假经颅磁刺激前 40 分钟和 40 分钟后根据脑电图数据估计的指数变化。
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雪崩大小统计 - 目标刺激的消散效应
大体时间：在目标经颅磁刺激之前和之后 1 小时从脑电图数据估计的指数变化。
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雪崩大小统计描述为幂律指数，根据 EEG 数据估计的雪崩大小分布的对数对数图的拟合斜率估计。
更陡的斜坡，表明向更小的雪崩转变，预计在经颅磁刺激之后和之前立即发生，但应该在刺激后 1 小时完全恢复到基线统计数据。
因此，变化分数应该反映相对于基线的最小变化。
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在目标经颅磁刺激之前和之后 1 小时从脑电图数据估计的指数变化。
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雪崩大小统计 - 假刺激的消散效应
大体时间：假经颅磁刺激前与假经颅磁刺激后 1 小时根据脑电图数据估计的指数变化。
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雪崩大小统计描述为幂律指数，根据 EEG 数据估计的雪崩大小分布的对数对数图的拟合斜率估计。
更陡的斜坡，表明向更小的雪崩转变，预计在经颅磁刺激之后和之前立即发生，但应该在刺激后 1 小时完全恢复到基线统计数据。
因此，变化分数应该反映相对于基线的最小变化。
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假经颅磁刺激前与假经颅磁刺激后 1 小时根据脑电图数据估计的指数变化。
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雪崩持续时间统计 - 目标刺激的直接影响
大体时间：在目标经颅磁刺激之前和之后立即从脑电图数据估计的指数变化。
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雪崩持续时间统计描述为从拟合的斜率到从 EEG 数据估计的雪崩大小分布的对数对数图的幂律指数估计。
更陡的斜坡，表明向更短的雪崩转变，预计在经颅磁刺激之后立即与之前相比。
因此，变化分数应该是负的，表明典型的雪崩持续时间在经颅磁刺激后减少
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在目标经颅磁刺激之前和之后立即从脑电图数据估计的指数变化。
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雪崩持续时间统计 - 假刺激的直接影响
大体时间：在假经颅磁刺激之前和之后立即从脑电图数据估计的指数变化。
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雪崩持续时间统计描述为从拟合的斜率到从 EEG 数据估计的雪崩大小分布的对数对数图的幂律指数估计。
更陡的斜坡，表明向更短的雪崩转变，预计在经颅磁刺激之后立即与之前相比。
因此，变化分数应该是负的，表明典型的雪崩持续时间在经颅磁刺激后减少
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在假经颅磁刺激之前和之后立即从脑电图数据估计的指数变化。
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雪崩持续时间统计 - 目标刺激的延长效应
大体时间：在目标经颅磁刺激之前和之后 40 分钟之间根据脑电图数据估计的指数变化。
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雪崩持续时间统计描述为从拟合的斜率到从 EEG 数据估计的雪崩大小分布的对数对数图的幂律指数估计。
更陡的斜坡，表明向更短的雪崩转变，预计在经颅磁刺激之后立即与之前相比。
在刺激后的 1 小时内，斜坡应缓慢恢复。
因此，变化分数应反映经颅磁刺激后 40 分钟雪崩持续时间统计数据的部分恢复
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在目标经颅磁刺激之前和之后 40 分钟之间根据脑电图数据估计的指数变化。
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雪崩持续时间统计 - 假刺激的长期影响
大体时间：假经颅磁刺激前 40 分钟和 40 分钟后根据脑电图数据估计的指数变化。
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雪崩持续时间统计描述为从拟合的斜率到从 EEG 数据估计的雪崩大小分布的对数对数图的幂律指数估计。
更陡的斜坡，表明向更短的雪崩转变，预计在经颅磁刺激之后立即与之前相比。
在刺激后的 1 小时内，斜坡应缓慢恢复。
因此，变化分数应反映经颅磁刺激后 40 分钟雪崩持续时间统计数据的部分恢复
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假经颅磁刺激前 40 分钟和 40 分钟后根据脑电图数据估计的指数变化。
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雪崩持续时间统计 - 目标刺激的消散效应
大体时间：在目标经颅磁刺激之前和之后 1 小时从脑电图数据估计的指数变化。
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雪崩持续时间统计描述为从拟合的斜率到从 EEG 数据估计的雪崩大小分布的对数对数图的幂律指数估计。
更陡的斜坡，表明向更短的雪崩转变，预计在经颅磁刺激之后立即与之前相比。
在刺激后的 1 小时内，斜坡应缓慢恢复。
因此，变化分数应反映经颅磁刺激后 1 小时雪崩持续时间统计数据的完全恢复
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在目标经颅磁刺激之前和之后 1 小时从脑电图数据估计的指数变化。
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雪崩持续时间统计 - 假刺激的消散效应
大体时间：假经颅磁刺激前与假经颅磁刺激后 1 小时根据脑电图数据估计的指数变化。
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雪崩持续时间统计描述为从拟合的斜率到从 EEG 数据估计的雪崩大小分布的对数对数图的幂律指数估计。
更陡的斜坡，表明向更短的雪崩转变，预计在经颅磁刺激之后立即与之前相比。
在刺激后的 1 小时内，斜坡应缓慢恢复。
因此，变化分数应反映经颅磁刺激后 1 小时雪崩持续时间统计数据的完全恢复
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假经颅磁刺激前与假经颅磁刺激后 1 小时根据脑电图数据估计的指数变化。
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次要结果测量
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
|---|---|---|
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E/I 平衡 - 即时目标刺激效果
大体时间：功能性 E/I 平衡在目标经颅磁刺激之后和之前的变化。
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根据脑电图衍生的测量值估计的功能性兴奋抑制平衡，该测量值将信号的幅度与其波动函数相关联。
1.0 的功能性兴奋抑制比意味着兴奋和抑制是平衡的。
经颅磁刺激应促进抑制，从而在刺激后立即降低功能性兴奋抑制比。
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功能性 E/I 平衡在目标经颅磁刺激之后和之前的变化。
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E/I 平衡 - 即时假刺激效果
大体时间：假经颅磁刺激前后功能性 E/I 平衡的变化。
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根据脑电图衍生的测量值估计的功能性兴奋抑制平衡，该测量值将信号的幅度与其波动函数相关联。
1.0 的功能性兴奋抑制比意味着兴奋和抑制是平衡的。
经颅磁刺激应促进抑制，从而在刺激后立即降低功能性兴奋抑制比。
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假经颅磁刺激前后功能性 E/I 平衡的变化。
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E/I 平衡 - 延长目标刺激效果
大体时间：目标经颅磁刺激后 40 分钟与目标经颅磁刺激前 40 分钟功能性 E/I 平衡的变化。
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根据脑电图衍生的测量值估计的功能性兴奋抑制平衡，该测量值将信号的幅度与其波动函数相关联。
1.0 的功能性兴奋抑制比意味着兴奋和抑制是平衡的。
经颅磁刺激应促进抑制，从而在刺激后立即降低功能性兴奋抑制比。
预计在刺激后的一小时内兴奋-抑制平衡会延长恢复。
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目标经颅磁刺激后 40 分钟与目标经颅磁刺激前 40 分钟功能性 E/I 平衡的变化。
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E/I 平衡 - 延长假刺激效果
大体时间：40 分钟后功能性 E/I 平衡的变化与假经颅磁刺激前的对比。
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根据脑电图衍生的测量值估计的功能性兴奋抑制平衡，该测量值将信号的幅度与其波动函数相关联。
1.0 的功能性兴奋抑制比意味着兴奋和抑制是平衡的。
经颅磁刺激应促进抑制，从而在刺激后立即降低功能性兴奋抑制比。
预计在刺激后的一小时内兴奋-抑制平衡会延长恢复。
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40 分钟后功能性 E/I 平衡的变化与假经颅磁刺激前的对比。
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E/I 平衡 - 目标刺激的消散效应
大体时间：目标经颅磁刺激后 1 小时后功能性 E/I 平衡的变化与目标经颅磁刺激前的对比。
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根据脑电图衍生的测量值估计的功能性兴奋抑制平衡，该测量值将信号的幅度与其波动函数相关联。
1.0 的功能性兴奋抑制比意味着兴奋和抑制是平衡的。
经颅磁刺激应促进抑制，从而在刺激后立即降低功能性兴奋抑制比。
预计在刺激后的一小时内兴奋-抑制平衡会延长恢复。
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目标经颅磁刺激后 1 小时后功能性 E/I 平衡的变化与目标经颅磁刺激前的对比。
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E/I 平衡 - 假刺激的消散效应
大体时间：功能性 E/I 平衡在假经颅磁刺激后 1 小时与假经颅磁刺激前的变化。
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根据脑电图衍生的测量值估计的功能性兴奋抑制平衡，该测量值将信号的幅度与其波动函数相关联。
1.0 的功能性兴奋抑制比意味着兴奋和抑制是平衡的。
经颅磁刺激应促进抑制，从而在刺激后立即降低功能性兴奋抑制比。
预计在刺激后的一小时内兴奋-抑制平衡会延长恢复。
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功能性 E/I 平衡在假经颅磁刺激后 1 小时与假经颅磁刺激前的变化。
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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：John A Westbrook, PhD、Brown University
出版物和有用的链接
负责输入研究信息的人员自愿提供这些出版物。这些可能与研究有关。
一般刊物
- Huang YZ, Edwards MJ, Rounis E, Bhatia KP, Rothwell JC. Theta burst stimulation of the human motor cortex. Neuron. 2005 Jan 20;45(2):201-6. doi: 10.1016/j.neuron.2004.12.033.
- Chung SW, Rogasch NC, Hoy KE, Fitzgerald PB. The effect of single and repeated prefrontal intermittent theta burst stimulation on cortical reactivity and working memory. Brain Stimul. 2018 May-Jun;11(3):566-574. doi: 10.1016/j.brs.2018.01.002. Epub 2018 Jan 8.
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3月15日
初级完成 (实际的)
2023年6月30日
研究完成 (实际的)
2023年6月30日
研究注册日期
首次提交
2023年2月17日
首先提交符合 QC 标准的
2023年3月31日
首次发布 (实际的)
2023年4月4日
研究记录更新
最后更新发布 (实际的)
2023年8月2日
上次提交的符合 QC 标准的更新
2023年7月31日
最后验证
2023年7月1日
更多信息
与本研究相关的术语
其他研究编号
- 2106003016
- K99MH125021 (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)？
不
IPD 计划说明
所有匿名数据将在试验结束时在罗格斯大学 (RUresearch) 的数据门户网站上公开。
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
是的
在美国制造并从美国出口的产品
不
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经颅磁刺激的临床试验
-
Mayo ClinicNational Institute of Mental Health (NIMH)招聘中
-
RS MedicalAccelerated Care Plus; Research Institute of Health and Science (RIHSE)完全的