CAREER: Mapping deep brain functions with super-resolution photoacoustic imaging
职业:通过超分辨率光声成像绘制大脑深部功能图
基本信息
- 批准号:2144788
- 负责人:
- 金额:$ 50万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Continuing Grant
- 财政年份:2022
- 资助国家:美国
- 起止时间:2022-06-01 至 2027-05-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Regulating the oxygen supply is a key task of a normally functioning brain. A mismatch between oxygen supply and demand can lead to serious injury and brain dysfunction, such as in Alzheimer’s disease. This CAREER project aims to develop a new set of imaging technologies and data science tools for mapping the oxygen metabolism in the brain, with high clarity and accuracy. The results of this project will allow the study of the brain’s functions at the scale of a single capillary. The technology and knowledge generated from this project will result in training materials that can educate the next generation of neural engineers and inspire a diverse array of students in the STEM fields.Much is still unknown about how the brain regulates its hemodynamic functions in various physiological and pathological conditions. One major reason for this knowledge gap is the lack of technologies that can provide noninvasive measurement of the brain’s hemodynamics with high spatial resolutions. This CAREER project aims to develop a super-resolution photoacoustic tomography approach that can image a mouse brain’s hemodynamic functions with consistently high resolution throughout the brain volume. The new technology will report the absolute values of the blood oxygenation, flow speed, and oxygen metabolism in deep brain. The outcome of this project will generate the much-needed new knowledge about the brain at fine scales for the broad neuroscience community. This outcome is critical for studying the spatial-temporal heterogeneity of brain functions at different physiological conditions, as well as understanding and treating the impairment of brain functions due to various brain illnesses.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
调节氧气供应是正常运作的大脑的关键任务。氧气供应和需求之间的不匹配可能导致严重损伤和大脑功能障碍,例如阿尔茨海默病。这个CAREER项目旨在开发一套新的成像技术和数据科学工具,用于绘制大脑中的氧代谢,具有高清晰度和准确性。该项目的结果将允许在单个毛细血管的尺度上研究大脑的功能。该项目产生的技术和知识将产生培训材料,可以教育下一代神经工程师,并激励STEM领域的各种学生。关于大脑如何在各种生理和病理条件下调节其血流动力学功能,仍有很多未知数。这种知识差距的一个主要原因是缺乏能够以高空间分辨率提供脑血流动力学的非侵入性测量的技术。该CAREER项目旨在开发一种超分辨率光声断层扫描方法,该方法可以在整个脑体积中以持续的高分辨率成像小鼠大脑的血流动力学功能。新技术将报告脑深部血氧、血流速度和氧代谢的绝对值。该项目的成果将为广泛的神经科学界提供急需的关于大脑的精细尺度的新知识。这一成果对于研究不同生理条件下大脑功能的时空异质性,以及理解和治疗各种脑部疾病导致的大脑功能受损至关重要。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。
项目成果
期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
From Ultraviolet to Near-Infrared: Label-Free Reflection-Mode Hyperspectral Photoacoustic Microscopy for Single-Cell Biochemical Mapping
- DOI:10.1089/genbio.2023.0035
- 发表时间:2023-10
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Qiangzhou Rong;Carlos Taboada;Ángela del Águila;Ilaria Merutka;N. Jayasundara;Yushun Zeng;Wei Yang;Qifa Zhou;Junjie Yao
- 通讯作者:Qiangzhou Rong;Carlos Taboada;Ángela del Águila;Ilaria Merutka;N. Jayasundara;Yushun Zeng;Wei Yang;Qifa Zhou;Junjie Yao
On the Importance of Low-Frequency Signals in Functional and Molecular Photoacoustic Computed Tomography
- DOI:10.1109/tmi.2023.3320668
- 发表时间:2024-02-01
- 期刊:
- 影响因子:10.6
- 作者:Vu,Tri;Klippel,Paul;Yao,Junjie
- 通讯作者:Yao,Junjie
Self-enhancing sono-inks enable deep-penetration acoustic volumetric printing.
自我增强的声波墨水可实现深度穿透的声学体积打印。
- DOI:10.1126/science.adi1563
- 发表时间:2023
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Kuang,Xiao;Rong,Qiangzhou;Belal,Saud;Vu,Tri;LópezLópez,AliceM;Wang,Nanchao;Arıcan,MehmetOnur;Garciamendez-Mijares,CarlosEzio;Chen,Maomao;Yao,Junjie;Zhang,YuShrike
- 通讯作者:Zhang,YuShrike
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- 发表时间:2024-03-20
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- 影响因子:13.6
- 作者:Zhu,Xiaoyi;Huang,Qiang;Yao,Junjie
- 通讯作者:Yao,Junjie
The sound of blood: photoacoustic imaging in blood analysis
- DOI:10.1016/j.medntd.2023.100219
- 发表时间:2023-03
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:M. Veverka;Luca Menozzi;Junjie Yao
- 通讯作者:M. Veverka;Luca Menozzi;Junjie Yao
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