Context dependent changes of signal transfer at a central machine-brain interface. A study using mulitelectrode stimulation an d recording in barrel cortex of awake rats during active and passive touch.
中央机脑接口处信号传输的上下文相关变化。
基本信息
- 批准号:26579461
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:德国
- 项目类别:Research Grants
- 财政年份:2006
- 资助国家:德国
- 起止时间:2005-12-31 至 2010-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Research on the feasibility of neuroprostheses has gained momentum from the miraculous success of the cochlea implant, a device which electrically stimulates the acoustic nerve to treat deafness. In the focus of today¿s interest are approaches using stimulation of central parts of the brain (`central neuroprostheses¿) because many neurological disorders are characterized by central lesions and therefore can not be treated by devices acting on the peripheral nervous system. Data transfer at a central machine¿brain interface, however, is met by a host of problems not known to this extent from stimulation of peripheral nerves. One important problem is that the transfer function i.e. the conversion of stimulus patterns into neuronal activity is complicated by non-linear interactions in space and time and that the transfer function most likely changes dynamically with the functional state of the targeted structure. The second problem is that the constraints governing the interpretability of a given electrically evoked activity pattern by the subject are not known. The present proposal builds on the prior description of a switch between `active¿ and `passive¿ touch, two functional states in rat¿s whisker representation in primary somatosensory cortex (`barrel cortex¿) in order to approach these two intertwined problems. The state of `active touch¿ is assumed when the animal performs explorative whisker movements to acquire tactile information while `passive touch¿ is characterized by tactile inputs while the whiskers are at rest. Different amplitude and spread of tactile signals as well as rate of background activity in barrel cortex are the hallmarks of the functional switching. The present proposal aims at a systematic assessment of the characteristics of signal transfer at a machine-brain interface (using basic electrical stimuli like single and double pulses, as well as complex spatio-temporal patterns of stimuli) and its interpretability by the subject in the two well defined functional states of active and passive touch. The methodological tools comprise newly developed techniques combining multielectrode stimulation and recording, psychophysical measurements of stimulus detection and discrimination, and tracking whisker movements in awake, head-fixed rats.
人工耳蜗是一种通过电刺激听神经来治疗耳聋的装置,由于人工耳蜗的神奇成功,对神经假体可行性的研究获得了动力。在今天的焦点中,由于许多神经系统疾病的特征在于中枢损伤,因此不能通过作用于周围神经系统的装置进行治疗,因此,神经外科医生感兴趣的是使用刺激大脑中枢部分(“中枢神经假体”)的方法。然而,在中央机器大脑接口处的数据传输遇到了一系列问题,这些问题在刺激外周神经的程度上是未知的。一个重要的问题是,传递函数,即刺激模式到神经元活动的转换是复杂的空间和时间的非线性相互作用,并且传递函数最有可能随着目标结构的功能状态而动态变化。第二个问题是,受试者对给定电诱发活动模式的可解释性的约束是未知的。本建议建立在先前描述的“主动”和“被动”触摸之间的转换,这两种功能状态在大鼠初级躯体感觉皮层(“桶皮层”)的胡须代表中,以接近这两个交织在一起的问题。当动物进行探索性的触须运动以获取触觉信息时,假定“主动触摸”状态,而“被动触摸”的特征在于触须静止时的触觉输入。触觉信号的不同幅度和传播以及桶皮层的背景活动速率是功能转换的标志。本提案旨在系统地评估在机器-大脑接口处的信号传输的特性(使用基本电刺激,如单脉冲和双脉冲,以及刺激的复杂时空模式)及其在主动和被动触摸的两个明确定义的功能状态中由受试者的可解释性。方法的工具包括新开发的技术相结合的多电极刺激和记录,心理物理测量的刺激检测和歧视,并在清醒的,头部固定的大鼠跟踪胡须运动。
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 }}
Professor Dr. Cornelius Schwarz其他文献
Professor Dr. Cornelius Schwarz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 }}
{{ truncateString('Professor Dr. Cornelius Schwarz', 18)}}的其他基金
Process models of associative learning and related plasticity in primary sensory cortex.
初级感觉皮层联想学习和相关可塑性的过程模型。
- 批准号:
419865818 - 财政年份:2019
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
Functional Modules in Primary Motor Cortex
初级运动皮层的功能模块
- 批准号:
369934445 - 财政年份:2017
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
Revealing neocortical mechanisms for declarative learning: Functional role and cellular mechanisms of primary sensory cortex plasticity for trace eyeblink conditioning in mice.
揭示陈述性学习的新皮质机制:初级感觉皮层可塑性对小鼠微量眨眼调节的功能作用和细胞机制。
- 批准号:
270837099 - 财政年份:2015
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
Neuronal processing of task-specific afferent whisker information in the rat barrel cortex
大鼠桶状皮层任务特异性传入胡须信息的神经处理
- 批准号:
163048376 - 财政年份:2010
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Units
Adaptation of the efficiency of GABAergic Synapses after degeneration of inhibitory projections
抑制性投射退化后 GABA 能突触效率的适应
- 批准号:
5418628 - 财政年份:2004
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
The nature of sensory gating – probing the function of a corticofugal loop.
感觉门控的本质 â 探测离皮质环的功能。
- 批准号:
520098446 - 财政年份:
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Priority Programmes
Local tactile coding in the human fingertip
人类指尖的局部触觉编码
- 批准号:
280069124 - 财政年份:
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
The role of the cerebello-parietal pathway in state estimation
小脑顶叶通路在状态估计中的作用
- 批准号:
464398405 - 财政年份:
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
相似国自然基金
衰老抑制脊髓损伤修复的CXCL13依赖性CD8+T细胞通讯机制研究
- 批准号:82371585
- 批准年份:2023
- 资助金额:49.00 万元
- 项目类别:面上项目
细胞周期蛋白依赖性激酶Cdk1介导卵母细胞第一极体重吸收致三倍体发生的调控机制研究
- 批准号:82371660
- 批准年份:2023
- 资助金额:49.00 万元
- 项目类别:面上项目
当归芍药散基于双向调控Ras/cAMP-dependent PKA自噬通路的“酸甘化阴、辛甘化阳”的药性基础
- 批准号:81973497
- 批准年份:2019
- 资助金额:55.0 万元
- 项目类别:面上项目
CDK5调节羊驼黑色素生成的作用研究
- 批准号:31201868
- 批准年份:2012
- 资助金额:23.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
蒺藜苜蓿细胞周期蛋白依赖性激酶(cyclin-dependent kinase)对根瘤发育的功能研究
- 批准号:31100871
- 批准年份:2011
- 资助金额:20.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
铁磁、半金属-超导异质结中电子输运的理论研究
- 批准号:60971053
- 批准年份:2009
- 资助金额:30.0 万元
- 项目类别:面上项目
Riesz乘积和树上的分枝测度的重分形分析
- 批准号:10826054
- 批准年份:2008
- 资助金额:3.0 万元
- 项目类别:数学天元基金项目
CaMK II信号转导通路参与前扣带回皮质调节IBS大鼠的内脏痛觉
- 批准号:30800512
- 批准年份:2008
- 资助金额:19.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
Posphoinositide-dependent kinase-1在肿瘤细胞趋化运动和转移中的作用机制
- 批准号:30772529
- 批准年份:2007
- 资助金额:29.0 万元
- 项目类别:面上项目
相似海外基金
Analysis of Age-dependent Functional Changes in Skeletal Muscle CB1 Receptors by an in Vitro Model of Aging-related Muscle Atrophy
通过衰老相关性肌肉萎缩的体外模型分析骨骼肌 CB1 受体的年龄依赖性功能变化
- 批准号:
22KJ2960 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Dynamical-nonequilibrium simulations: an emerging approach to study time-dependent structural changes in proteins
动态非平衡模拟:研究蛋白质随时间变化的结构变化的新兴方法
- 批准号:
BB/X009831/1 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Fellowship
A novel proteomics approach to identify alcohol-induced changes in synapse-specific presynaptic protein interactions.
一种新的蛋白质组学方法,用于识别酒精引起的突触特异性突触前蛋白质相互作用的变化。
- 批准号:
10651991 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Functional and histological changes to peripheral innervation following spinal cord stimulation in patients with painful diabetic neuropathy
疼痛性糖尿病神经病变患者脊髓刺激后周围神经支配的功能和组织学变化
- 批准号:
10837475 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
The National Diabetes Prevention Program in Rural Communities
国家农村社区糖尿病预防计划
- 批准号:
10737009 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Proteomics based mapping of cardiac extracellular matrix to define sex and age-dependent changes
基于蛋白质组学的心脏细胞外基质图谱来定义性别和年龄依赖性变化
- 批准号:
10751473 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Effects of Intermittent Fasting on Glycemic Control in Patients with Diabetes
间歇性禁食对糖尿病患者血糖控制的影响
- 批准号:
10856717 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Abnormalities in androgens and ovarian markers in reproductive-age racially and ethnically diverse women in a prospective longitudinal cohort
前瞻性纵向队列中不同种族和民族的育龄女性雄激素和卵巢标志物的异常
- 批准号:
10930196 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Increasing Access to USPSTF-Recommended Obesity Care for Youth and Adults Who Are Recipients of Medicaid: Evaluation of a Comprehensive Multidisciplinary Obesity Care Training Program in FQHCs
增加获得 USPSTF 建议的医疗补助青少年和成人肥胖护理的机会:对 FQHC 综合性多学科肥胖护理培训计划的评估
- 批准号:
10737453 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别: