中度缺氧反应中的脑连接性与皮质脊髓兴奋性 (NEUROXIE)
中度缺氧状态下的大脑连接性与皮质脊髓兴奋性
研究概览
详细说明
缺氧是指相对于正常条件，氧气（O₂）可用性降低的状态。 虽然严重缺氧因其有害影响而众所周知，但中度缺氧——特别是间歇性给予时——可能对心脏代谢健康产生潜在有益影响，例如改善血压调节和增强能量代谢。
动物模型表明，缺氧可以促进神经营养因子的表达，刺激神经可塑性，并增强脑血管功能。 在人类中，多项研究表明间歇性缺氧比持续性缺氧诱导更显著的心脏代谢适应，并可能改善老年人的某些认知功能。 最近的研究结果还表明，中度缺氧会改变静息状态下的自发脑活动，特别是在α频带，这表明可能对功能性脑网络产生影响。
然而，中度缺氧对静息状态大脑动态的影响在人类中仍然缺乏充分记录。 因此，需要对大脑的电生理和血流动力学反应进行详细表征，以更好地理解涉及的潜在适应过程，并评估间歇性缺氧作为优化大脑健康的非药物干预的相关性。
本项目的主要目标是评估持续性和间歇性中度缺氧对健康个体静息状态大脑动态的影响。 为此，将收集同步脑电图（EEG）和功能性近红外光谱（fNIRS）记录，以提取静息脑活动的功能标记。 次要目标是研究中度缺氧对大脑连接性和皮质脊髓兴奋性的影响。
这是一项单中心探索性描述性研究。 每位参与者将在三个实验阶段（即间歇性缺氧、持续性缺氧和常氧）中进行评估，这些阶段至少间隔一周，并以伪随机顺序呈现。 在缺氧期间，目标是将外周血氧饱和度（SpO₂）维持在85%至90%之间。
- 阶段A：暴露于持续性中度缺氧（30分钟）
- 阶段B：暴露于间歇性中度缺氧（六个循环，每个循环为5分钟缺氧后5分钟常氧）
- 阶段C：暴露于常氧30分钟
参与者将佩戴一个帽子，该帽子允许使用fNIRS同步记录脑电图活动和血流动力学信号（通过测量氧合血红蛋白[HbO₂]和脱氧血红蛋白[HbR]浓度）。 将使用表面肌电图记录优势手第一骨间背侧肌的活动。 在记录期间（即缺氧或常氧暴露），参与者将保持静息状态，不进行任何运动活动或特定认知刺激。
皮质脊髓兴奋性将在每次缺氧暴露前后使用经颅磁刺激（TMS）进行评估。 为此，我们将测量优势手第一骨间背侧肌在刺激对侧运动皮层后运动诱发电位的振幅，使用静息运动阈值120%的TMS强度。 这一测量将辅以评估三种皮质内机制的效率，这些机制有助于初级运动皮层兴奋性的变化：短间隔和长间隔皮质内抑制（分别为SICI和LICI），以及皮质内易化（ICF）。 这些测量将通过配对脉冲TMS协议获得。
研究类型
注册 (估计的)
阶段
- 不适用
联系人和位置
学习联系方式
- 姓名：Ségolène M. R. Guérin, PhD
- 电话号码：+33 3 74 00 82 13
- 邮箱：segolene.guerin@univ-littoral.fr
学习地点
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Hauts-de-France
-
Loos、Hauts-de-France、法国、59120
- Eurasport
-
接触：
- Serge Berthoin, PhD
- 电话号码：+33 3 74 00 82 02
- 邮箱：serge.berthoin@univ-lille.fr
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参与标准
资格标准
适合学习的年龄
- 成人
- 年长者
接受健康志愿者
描述
纳入标准：
- 年龄在18至65岁之间的男性或女性
- 健康的右利手或左利手个体，无自述神经系统疾病或神经系统疾病史（例如癫痫、中风、脑部或脊髓手术，或影响运动或感觉功能的神经系统疾病，如多发性硬化症，或神经退行性疾病，如帕金森病或阿尔茨海默病）
- 已提供知情同意书且法语水平足够的个体
- 隶属于社会保障计划或为其受益人的参与者
排除标准：
- 体重指数（BMI）大于30 kg/m²
- 已诊断但未治疗的阻塞性睡眠呼吸暂停综合征
- 无法提供知情同意
- 心脏疾病史（例如缺血性心脏病、心力衰竭）和/或呼吸系统疾病史（例如慢性阻塞性肺疾病、慢性呼吸功能不全、持续性或未控制的哮喘）
- 当前吸烟者
- TMS禁忌症（例如未控制的癫痫、颅内金属异物、助听器或人工耳蜗、植入式刺激器或泵、头皮病变、颅内压升高、脑脊液分流术）
- 使用精神类药物
- 受法律监护或监管的个体
- 孕妇或哺乳期妇女
- 在纳入前七天内曾乘飞机旅行或前往海拔1500米以上地区的参与者
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：无（打开标签）
武器和干预
参与者组/臂 |
干预/治疗 |
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假比较器：常氧
假手术条件将包括30分钟的持续暴露于环境空气，通过用于缺氧条件下的同一面罩吸入。
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环境空气将通过与低氧条件下使用的同一面罩输送。
将在初级运动皮层（M1）上应用单脉冲和成对脉冲经颅磁刺激，以评估皮质脊髓兴奋性，以及皮层内抑制和促进机制。
运动诱发电位将从优势手的拇短展肌（APB）记录。
其他名称：
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实验性的：连续中度缺氧
持续缺氧暴露的持续时间为30分钟。
外周血氧饱和度（SpO₂）目标值将设定在85%至90%之间。
缺氧暴露将在休息状态下进行，参与者舒适就坐。
此外，研究中使用的缺氧设备配备了安全系统，可定义最低吸入氧浓度（FiO₂）。
该阈值将设定为10%，确保FiO₂不会低于此值。
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将在初级运动皮层（M1）上应用单脉冲和成对脉冲经颅磁刺激，以评估皮质脊髓兴奋性，以及皮层内抑制和促进机制。
运动诱发电位将从优势手的拇短展肌（APB）记录。
其他名称：
海拔条件（常压低氧）将使用OnePlus VA设备（GO2Altitude，Biomedtech，澳大利亚墨尔本）进行模拟。
该设备通过公司开发的专利半透膜系统调节吸入氧浓度（FiO₂）。
由此产生参与者通过面罩吸入的气体混合物。
该设备包含一个氧浓度降低算法，可根据目标外周血氧饱和度（SpO₂ = 85-90%）实时调整FiO₂。
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实验性的：间歇性中度缺氧
间歇性低氧条件将由六个5分钟的低氧期组成，期间穿插5分钟的常氧期。
在低氧期，目标是将血氧饱和度（SpO₂）维持在85%至90%之间。
与持续低氧条件相同，低氧暴露将在休息状态下进行，参与者舒适地坐着。
低氧设备还包括一个安全系统，允许设定最低吸入氧浓度（FiO₂）；该阈值将设为10%，确保FiO₂不会低于此值。
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将在初级运动皮层（M1）上应用单脉冲和成对脉冲经颅磁刺激，以评估皮质脊髓兴奋性，以及皮层内抑制和促进机制。
运动诱发电位将从优势手的拇短展肌（APB）记录。
其他名称：
海拔条件（常压低氧）将使用OnePlus VA设备（GO2Altitude，Biomedtech，澳大利亚墨尔本）进行模拟。
该设备通过公司开发的专利半透膜系统调节吸入氧浓度（FiO₂）。
由此产生参与者通过面罩吸入的气体混合物。
该设备包含一个氧浓度降低算法，可根据目标外周血氧饱和度（SpO₂ = 85-90%）实时调整FiO₂。
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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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脑电活动
大体时间：在整个干预期间、方案第2天、第3天和第4天进行评估。
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脑电图（EEG）数据将使用SAGA系统（TMSi，荷兰爱因斯坦韦格）记录。
该系统包含64个Ag/AgCl针式电极。
一个额外电极将置于左侧或右侧乳突上。
主要结果指标为α频段内频谱功率的变化。
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在整个干预期间、方案第2天、第3天和第4天进行评估。
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血流动力学活动
大体时间：在整个干预期间以及方案第2、3、4天进行评估。
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将使用Brite系统（Artinis，Einsteinweg，荷兰）采集功能性近红外光谱（fNIRS）数据。
该设备包括四个LED发射器和四个光电二极管接收器。
将设计一个九通道布局以覆盖感兴趣区域，即背外侧前额叶皮层、腹内侧前额叶皮层和前额叶皮层。
主要结果是脱氧血红蛋白（HbR）的变化。
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在整个干预期间以及方案第2、3、4天进行评估。
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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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皮质脊髓兴奋性
大体时间：在三个实验阶段（即间歇性中度缺氧、持续性中度缺氧、常氧）中，于基线和干预后立即进行评估。
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皮质脊髓兴奋性将通过应用于初级运动皮层的经颅磁刺激（TMS）进行评估。
运动诱发电位（MEPs）通过记录优势手短展拇肌（APB）的表面肌电图来采集。主要结果将是输入/输出（I/O）曲线的斜率。
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在三个实验阶段（即间歇性中度缺氧、持续性中度缺氧、常氧）中，于基线和干预后立即进行评估。
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EEG脑连接
大体时间：在整个干预过程中以及方案第2天、第3天和第4天进行评估。
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将使用EEG数据检查静息态皮质连接性，并在该数据上应用相干性分析。
结果指标将是皮质区域之间的功能连接程度，通过特定频段（如α波、β波）的相干值进行量化，反映这些区域之间神经活动的同步性。
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在整个干预过程中以及方案第2天、第3天和第4天进行评估。
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fNIRS脑功能连接
大体时间：在整个干预期间以及方案第2、3和4天进行评估。
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静息态皮层连接性将通过近红外光谱（fNIRS）信号进行检测，具体通过感兴趣皮层区域之间的脱氧血红蛋白（HbR）相关性分析。
结果测量指标将是这些区域之间的功能连接强度，通过血流动力学波动的相关系数进行量化，反映静息状态下皮层活动的同步性。
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在整个干预期间以及方案第2、3和4天进行评估。
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合作者和调查者
研究记录日期
研究主要日期
学习开始 (估计的)
初级完成 (估计的)
研究完成 (估计的)
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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