CAREER: Mapping deep brain functions with super-resolution photoacoustic imaging
CAREER: Mapping deep brain functions with super-resolution photoacoustic imaging
批准号:
2144788
负责人:
Junjie Yao
金额:
$50.0万
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
项目状态:
未结题
起止时间:
2022-06-01 至 2027-05-31
中文摘要
调节氧气供应是大脑正常运作的一项关键任务。氧气供应和需求之间的不匹配会导致严重的损伤和大脑功能障碍,比如阿尔茨海默病。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。这个项目的结果将允许在单个毛细血管的规模上研究大脑的功能。从该项目中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,我们仍然知之甚少。造成这种知识差距的一个主要原因是缺乏能够提供高空间分辨率的无创脑血流动力学测量的技术。这个CAREER项目旨在开发一种超分辨率光声断层成像方法,该方法可以在整个脑容量中以一致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合、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在精细尺度上产生急需的关于大脑的新知识。这一结果对于研究不同生理条件下脑功能的时空异质性,以及理解和治疗各种脑疾病引起的脑功能损伤具有重要意义。该奖项反映了美国国家科学基金会的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。
英文摘要
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.
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DOI:
10.1089/genbio.2023.0035
发表时间:
2023-10
期刊:
GEN Biotechnology
影响因子:
--
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
DOI:
10.1109/tmi.2023.3320668
发表时间:
2024-02-01
期刊:
IEEE TRANSACTIONS ON MEDICAL IMAGING
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:
Science (New York, N.Y.)
影响因子:
--
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
DOI:
10.1126/sciadv.adk1278
发表时间:
2024-03-20
期刊:
SCIENCE ADVANCES
影响因子:
13.6
作者:
[Zhu,Xiaoyi, Huang,Qiang, Yao,Junjie]
通讯作者:
Yao,Junjie
DOI:
10.1016/j.medntd.2023.100219
发表时间:
2023-03
期刊:
Medicine in novel technology and devices
影响因子:
--
作者:
[M. Veverka;Luca Menozzi;Junjie Yao]
通讯作者:
M. Veverka;Luca Menozzi;Junjie Yao
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湘东北万古金矿成矿过程研究:黄铁矿原位硫同位素及微量元素Mapping指示
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批准号:2025JJ80016
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2025
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负责人:石得凤
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依托单位:
基于T1 mapping技术的机器学习模型构建肥厚型心肌病心源性猝死风险预警平台
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批准号:
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2025
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负责人:卢陈英
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依托单位:
AI联合T1mapping组学构建II型糖尿病合并射血分数保留型心衰早诊模型及转归预警研究
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批准号:
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2024
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负责人:
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依托单位:
基于MR2T-mapping成像评估复方芙蓉叶凝胶膏治疗膝关节滑膜炎疗效研究
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批准号:2024BJ015
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项目类别:省市级项目
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批准年份:2024
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负责人:万世元
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依托单位:
MRI mapping技术评估乳腺癌新辅助治疗后残余可疑强化灶
的价值分析
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批准号:2024JJ9297
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2024
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负责人:刘芳
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依托单位:
基于LA-ICPMS Mapping技术的含普通铅矿物U-Pb定年方法研发
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批准号:--
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项目类别:--
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资助金额:58万元
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批准年份:2022
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负责人:葛粲
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依托单位:
基于MR高分辨率弥散峰度及T2Mapping成像的影像组学模型术前无创预测子宫内膜癌侵袭性的研究
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批准号:2022J011425
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项目类别:省市级项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2022
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负责人:朱柳红
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依托单位:
基于DKI和Gd-EOB-DTPA增强T1-mapping评估化疗联合ALPPS术后肝脏再生能力的研究
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批准号:--
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:30万元
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批准年份:2022
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负责人:杨丽
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依托单位:
基于T1、T2 mapping和DWI定量成像技术在预测乳腺癌分子亚型临床价值初探
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批准号:2022J011501
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项目类别:省市级项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2022
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负责人:廖雪燕
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依托单位:
利用酵母重组近交系的QTL_mapping检验细胞衰老的错误成灾学说
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批准号:32170635
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项目类别:面上项目
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资助金额:58万元
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批准年份:2021
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负责人:陈小舒
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依托单位: