LEAPS-MPS: Mathematical Modeling of Brain Structure in Neurodegenerative Diseases Exhibiting Prion-Like Spreading
LEAPS-MPS:表现出朊病毒样传播的神经退行性疾病中大脑结构的数学模型
基本信息
- 批准号:2316952
- 负责人:
- 金额:$ 25万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2023
- 资助国家:美国
- 起止时间:2023-09-01 至 2025-08-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Neurodegenerative diseases such as Alzheimer's Disease and Parkinson's Disease are associated with the spreading of neurotoxic proteins in the brain and the gradual loss of functional brain cells giving rise to symptoms according to where the damage takes place. Often the toxic proteins interact with and convert healthy proteins into toxic proteins. Both toxic and healthy proteins are transported between brain cells through complex pathways. Presently, an in-depth understanding of this spreading during disease progression is lacking in critical areas. With reference to clinical and experimental data for parameter inference, the investigator will develop mathematical models to describe the spread of toxic proteins qualitatively and quantitatively, with particular emphasis on brain structure. The results from this research will bring insights to new avenues of experimental and clinical exploration for treating disorders of the brain. The project will be conducted at a Hispanic Serving Institution and will provide research training and mentoring opportunities, including teaching computing and modeling skills relevant for the scientific workforce, at the undergraduate, graduate, and postdoctoral levels. The project is focused on the development of a model system of coupled, nonlinear differential equations for the biochemistry of proteins in different connectomes of the brain, with their associated pathways, and of a stochastic network model of protein transport to account for variations between brains. The system of differential equations can be studied from a dynamical systems perspective, with scientific computing, and asymptotic methods. The model results will enhance the understanding of potential disease trajectories, strategies for optimizing a particular outcome, and parameters that are of biological interest. The network model allows for considering distributions of parameters and other natural variations, quantifying uncertainty, and adding so-called logical conditions based in biology that are not well handled through differential equations. The project will address the question of existence of solutions to the model equations and establish properties of these solutions.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.
神经退行性疾病如阿尔茨海默病和帕金森病与脑中神经毒性蛋白的扩散和功能性脑细胞的逐渐丧失相关,根据损伤发生的位置引起症状。通常,有毒蛋白质与健康蛋白质相互作用并将其转化为有毒蛋白质。有毒和健康的蛋白质都通过复杂的途径在脑细胞之间运输。目前,在关键领域缺乏对疾病进展期间这种传播的深入了解。参考临床和实验数据进行参数推断,研究人员将开发数学模型来定性和定量地描述有毒蛋白质的传播,特别强调大脑结构。这项研究的结果将为治疗大脑疾病的实验和临床探索带来新的途径。该项目将在西班牙裔服务机构进行,并将提供研究培训和指导机会,包括在本科,研究生和博士后水平上教授与科学劳动力相关的计算和建模技能。 该项目的重点是开发一个耦合的非线性微分方程模型系统,用于大脑不同连接体中蛋白质的生物化学及其相关途径,以及蛋白质运输的随机网络模型,以解释大脑之间的差异。微分方程系统可以从动力系统的角度,用科学计算和渐近方法来研究。模型结果将增强对潜在疾病轨迹的理解,优化特定结果的策略以及具有生物学意义的参数。网络模型允许考虑参数的分布和其他自然变化,量化不确定性,并添加基于生物学的所谓逻辑条件,这些条件不能通过微分方程很好地处理。该项目将解决模型方程解的存在性问题,并建立这些解的属性。该奖项反映了NSF的法定使命,并已被认为是值得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的支持。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Michael Lindstrom其他文献
Michael Lindstrom的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
相似国自然基金
时序释放Met/Qct-MPs葡萄糖响应型水凝胶对糖尿病创面微环境调节机制的研究
- 批准号:
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
脓毒症血浆中微粒(MPs)对免疫细胞的作用机制 及其免疫抑制的机制研究
- 批准号:
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
中性粒细胞释放CitH3+MPs活化NLRP3炎性小体激活胆汁淤积性肝病肝内凝血活性
- 批准号:
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
基于 MPS 方法的燃料熔盐高温氧化与凝固迁徙行为机理研究
- 批准号:24ZR1478500
- 批准年份:2024
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
基于代谢组学的滋水清肝饮干预乳腺癌内分泌治疗相关MPS的多中心临床研究
- 批准号:
- 批准年份:2024
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
六价铬和PET-MPs联合暴露诱导大鼠神经毒性铁死亡的机制研究
- 批准号:2024Y9704
- 批准年份:2024
- 资助金额:10.0 万元
- 项目类别:省市级项目
Mps1磷酸化RPA2增强ATR介导的DNA损伤修复促进高级别浆液性卵巢癌PARP抑制剂耐药的机制研究
- 批准号:82303896
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
融合MPS与GAN的复杂地质结构三维重建方法研究
- 批准号:42372341
- 批准年份:2023
- 资助金额:53 万元
- 项目类别:面上项目
PS-MPs环境暴露干扰甲状腺—棕色脂肪对话引发糖脂代谢紊乱的作用及机制研究
- 批准号:82370847
- 批准年份:2023
- 资助金额:49 万元
- 项目类别:面上项目
HIF-1α介导SOX17抑制纺锤体装配检查点相关基因Mps1调控滋养细胞功能的机制研究
- 批准号:82101760
- 批准年份:2021
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
Postdoctoral Fellowship: MPS-Ascend: Topological Enrichments in Enumerative Geometry
博士后奖学金:MPS-Ascend:枚举几何中的拓扑丰富
- 批准号:
2402099 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 25万 - 项目类别:
Fellowship Award
生理機能を再現するオルガノイド融合型MPSデバイスの開発
开发再现生理功能的类器官融合 MPS 装置
- 批准号:
23K26472 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 25万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
ヒト脳関門の統合評価システムBrain-MPSの構築
人脑屏障综合评价系统Brain-MPS的构建
- 批准号:
24K18340 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 25万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
LEAPS-MPS: Network Statistics of Rupturing Foams
LEAPS-MPS:破裂泡沫的网络统计
- 批准号:
2316289 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 25万 - 项目类别:
Standard Grant
LEAPS-MPS: Light Tunable Redox-Active Hybrid Nanomaterial with Ultrahigh Catalytic Activity for Colorimetric Applications
LEAPS-MPS:具有超高催化活性的光可调氧化还原活性混合纳米材料,适用于比色应用
- 批准号:
2316793 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 25万 - 项目类别:
Standard Grant
LEAPS-MPS: Fast and Efficient Novel Algorithms for MHD Flow Ensembles
LEAPS-MPS:适用于 MHD 流系综的快速高效的新颖算法
- 批准号:
2425308 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 25万 - 项目类别:
Standard Grant
LEAPS-MPS: Applications of Algebraic and Topological Methods in Graph Theory Throughout the Sciences
LEAPS-MPS:代数和拓扑方法在图论中在整个科学领域的应用
- 批准号:
2313262 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 25万 - 项目类别:
Standard Grant
Postdoctoral Fellowship: MPS-Ascend: Quantifying Accelerated Reaction Kinetics in Microdroplets with pH-Jump and Mass Spectrometry: From Small Molecules to Proteins and Beyond
博士后奖学金:MPS-Ascend:利用 pH 跳跃和质谱定量微滴中的加速反应动力学:从小分子到蛋白质及其他
- 批准号:
2316167 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 25万 - 项目类别:
Fellowship Award
Postdoctoral Fellowship: MPS-Ascend: Understanding Fukaya categories through Homological Mirror Symmetry
博士后奖学金:MPS-Ascend:通过同调镜像对称理解深谷范畴
- 批准号:
2316538 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 25万 - 项目类别:
Fellowship Award
LEAPS-MPS: Cooperative Transformations of N-Heterocycles with Heterometallic Complexes
LEAPS-MPS:N-杂环与异金属配合物的协同转化
- 批准号:
2316582 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 25万 - 项目类别:
Standard Grant