Decoding circuit neural activity in peripheral nerve and cerebral cortex with Optical Coherence Tomography of structure and birefringence
利用光学相干断层扫描结构和双折射解码周围神经和大脑皮层的回路神经活动
基本信息
- 批准号:2723225
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:英国
- 项目类别:Studentship
- 财政年份:2022
- 资助国家:英国
- 起止时间:2022 至 无数据
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The supervisors work in an interdisciplinary neuroscience/engineering group whosegoal is to develop methods to image circuit activity over milliseconds in the peripheralnerve and cerebral cortex. In the peripheral nerve, this occurs in compartments withinthe nerve termed "fascicles". A current interest, funded by the National Institute ofHealth, USA, lies in imaging activity in autonomic nerves which control internal organssuch as the heart and lungs, with a view to treating diseases such as epilepsy,diabetes and arthritis by focused electrical stimulation from implanted microchipdevices. The function of such fascicles is not yet known; using electrophysiology, X-raymicroCT and Electrical Impedance Tomography (EIT), we have identified fascicles inthe cervical vagus nerve in the neck which supply the larynx, heart, lungs anddigestive system. We are collaborating with a group at Harvard/MGH who havedeveloped Optical Coherence Tomography (OCT) to trace connections betweenfascicles and the organs they supply by high-resolution imaging of structure. Thisproject will be to utilize OCT with the other techniques to identify functionalconnections. We will also extend OCT to image optical birefringence changes duringactivity. Initial studies will be on the cervical vagus nerve in the anaesthetised pig andhumans. This will be extended to imaging in the brain and decoding of imagedfunctional activity during physiological and pathological activity in nerve or epilepticseizures in the brain. If successful, this would provide a groundbreaking new techniqueable to image neural activity over milliseconds to a cellular level resolution of 10.
这些主管在一个跨学科的神经科学/工程小组工作,该小组的目标是开发出在周围神经和大脑皮层中对毫秒级的电路活动进行成像的方法。在外周神经中,这种情况发生在称为“神经束”的神经内隔室中。由美国国立卫生研究院资助的当前兴趣在于对控制诸如心脏和肺的内部器官的自主神经的活动进行成像,以期通过植入微芯片装置的集中电刺激来治疗诸如癫痫、糖尿病和关节炎的疾病。这些神经束的功能尚不清楚;使用电生理学、X射线microCT和电阻抗断层扫描(EIT),我们已经确定了颈部迷走神经中的神经束,这些神经束供应喉、心脏、肺和消化系统。我们正在与哈佛/麻省总医院的一个小组合作,他们开发了光学相干断层扫描(OCT),通过高分辨率的结构成像来追踪神经束和它们所提供的器官之间的联系。本项目将利用光学相干断层扫描与其他技术,以确定功能连接。我们还将OCT扩展到活动过程中的光学双折射变化图像。最初的研究将在麻醉的猪和人的颈部迷走神经上进行。这将被扩展到大脑中的成像和解码在神经或癫痫发作的大脑中的生理和病理活动期间的成像功能活动。如果成功,这将提供一种突破性的新技术,能够在毫秒内将神经活动成像到细胞水平分辨率为10。
项目成果
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