Systems Level Model of Deep Brain Stimulation

深部脑刺激的系统级模型

基本信息

  • 批准号:
    6922234
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 33.3万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2005
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2005-04-01 至 2009-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): Deep brain stimulation (DBS) of the subthalamic nucleus (STN) has rapidly emerged as an effective treatment in medically refractory Parkinson's disease (PD). However, our understanding of the effects of DBS is limited and future attempts at optimizing electrode design or stimulation parameters will depend on defining the mechanisms by which DBS achieves its therapeutic effect. The central hypothesis of the planned work is that DBS generates heterogeneous patterns of activation and inhibition in the different neuron types (local cells, fibers of passage, afferent inputs) that surround the electrode and these stimulation effects are transmitted throughout the interconnected nuclei of the basal ganglia. We further hypothesize that therapeutic and non-therapeutic stimulation result in different patterns of activation in the different neuron types and we can modulate the activation of specific neuron types via alterations in the stimulation parameters. In turn, our goal is to assess the therapeutic importance of different neural activation patterns on the behavioral and neurophysiological effects of DBS. To accomplish this goal we will develop a systems level model of DBS that will be coupled to ongoing experimental work using DBS of the parkinsonian macaque (R01-NS37019, PI: J. Vitek). The first specific aim will generate realistic field-neuron models of the electric field generated by DBS, and the different neuron types influenced by stimulation. The second and third specific aims will couple the field-neuron model to hypothesis driven research experiments with quantitative predictions of the effects of DBS as a function of the stimulation parameters. This work will provide fundamental knowledge necessary for the advancement of DBS technology for treatment of PD in the human, and may also enhance the application of DBS to other disorders such as dystonia, epilepsy, obsessive-compulsive disorder, and major depression.
描述(由申请人提供):丘脑底核(STN)的深部脑刺激(DBS)已迅速成为医学难治性帕金森病(PD)的有效治疗方法。然而,我们对 DBS 效果的理解是有限的,未来优化电极设计或刺激参数的尝试将取决于确定 DBS 实现其治疗效果的机制。计划工作的中心假设是,DBS 在电极周围的不同神经元类型(局部细胞、通道纤维、传入输入)中产生异质的激活和抑制模式,并且这些刺激效果通过基底神经节的互连核传递。我们进一步假设治疗性和非治疗性刺激会导致不同神经元类型的不同激活模式,并且我们可以通过改变刺激参数来调节特定神经元类型的激活。反过来,我们的目标是评估不同神经激活模式对 DBS 的行为和神经生理学影响的治疗重要性。为了实现这一目标,我们将开发一个 DBS 系统级模型,该模型将与正在进行的帕金森猕猴 DBS 实验工作(R01-NS37019,PI:J. Vitek)相结合。第一个具体目标是生成 DBS 产生的电场的真实场神经元模型,以及受刺激影响的不同神经元类型。第二个和第三个具体目标是将场神经元模型与假设驱动的研究实验结合起来,定量预测 DBS 的效果作为刺激参数的函数。这项工作将为发展 DBS 技术治疗人类 PD 提供必要的基础知识,并且还可能增强 DBS 在肌张力障碍、癫痫、强迫症和重度抑郁症等其他疾病中的应用。

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(2)

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 }}

Cameron McIntyre其他文献

Cameron McIntyre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('Cameron McIntyre', 18)}}的其他基金

Application of Advanced Imaging and Visualization to Clinical Deep Brain Stimulation
先进成像和可视化在临床深部脑刺激中的应用
  • 批准号:
    10539431
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 33.3万
  • 项目类别:
Application of Advanced Imaging and Visualization to Clinical Deep Brain Stimulation
先进成像和可视化在临床深部脑刺激中的应用
  • 批准号:
    10582547
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 33.3万
  • 项目类别:
Biophysical Characterization of Subthalamic Local Field Potentials in Parkinson's Disease
帕金森病下丘脑局部场电位的生物物理特征
  • 批准号:
    10334453
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 33.3万
  • 项目类别:
Application of Advanced Imaging and Visualization to Clinical Deep Brain Stimulation
先进成像和可视化在临床深部脑刺激中的应用
  • 批准号:
    10117774
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 33.3万
  • 项目类别:
Biophysical Characterization of Subthalamic Local Field Potentials in Parkinson's Disease
帕金森病下丘脑局部场电位的生物物理特征
  • 批准号:
    10543713
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 33.3万
  • 项目类别:
Augmented Reality Platform for Deep Brain Stimulation
用于深部脑刺激的增强现实平台
  • 批准号:
    10533405
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 33.3万
  • 项目类别:
Pathway-Specific Targeting in Subcallosal Cingulate Deep Brain Stimulation for Depression
胼胝体下扣带回脑深部刺激治疗抑郁症的通路特异性靶向
  • 批准号:
    10471083
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 33.3万
  • 项目类别:
CRCNS: Patient-Specfic Models of Local Field Potentials in Subcallosal Cingulate
CRCNS:胼胝体下扣带回局部场电位的患者特异性模型
  • 批准号:
    8926473
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 33.3万
  • 项目类别:
Tractography-Activation Models for Neuropsychiatric Deep Stimulation
神经精神深度刺激的纤维束描记激活模型
  • 批准号:
    9108449
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 33.3万
  • 项目类别:
CRCNS: Patient-Specfic Models of Local Field Potentials in Subcallosal Cingulate
CRCNS:胼胝体下扣带回局部场电位的患者特异性模型
  • 批准号:
    9501771
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 33.3万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了