Application of multi-distance diffuse optical tomography to the study of human br

多距离漫射光学层析成像在人体结构研究中的应用

基本信息

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): This project explores advancements in a method for imaging the function of the human brain, based on the measurements of changes in how near-infrared light diffuses through the brain (Diffuse Optical Tomography, DOT). This method is particularly useful to investigate the time course of rapid brain phenomena, such as neural activity, and the functional hemodynamic responses that follow neuronal activity in response to stimuli delivered during cognitive tasks. DOT can be applied to populations (such as small children or people who are claustrophobic or bearing metallic devices), who cannot be easily studied using other brain imaging technologies. It can also be concurrently used with standard methods such as functional magnetic resonance imaging (fMRI) and event-related brain potentials (ERPs) providing an important bridge for the understanding of the physiology underlying these methods. Importantly, DOT signals can potentially be useful in a large number of research and clinical applications, including the study of normal and abnormal brain activity in psychopathology, cognitive aging and dementia, development, and as a result of vascular brain problems, as well as for the study and diagnosis of cerebrovascular diseases from newborns to the elderly. A current limitation of this technique is that, in its current form, it only measures changes from a baseline level. In order to relate the functional data to particular brain structure, users have to rely on head-surface features or independently-collected structural MR-recordings. Here we explore the application of a methodology, called "multi- distance" approach, to generate absolute measurements of diffusion parameters over the entire cortical surface. These measurements can be used to reveal anatomical structures rich in hemoglobin (such as the venous sinuses), which can serve as useful anatomical landmarks for coregistration. Importantly, this structural information can be collected while recording the functional DOT data. The proposal will explore how reliable this information is, and how it can be used to precisely co-register the functional measures to anatomical brain structures. The proposed research will also explore how the transparency of the brain to near-infrared light changes with age. Preliminary data suggest strong age-related variations, with older adults showing significantly more brain transparency than younger adults. This difference may reflect changes in brain vascularization and/or cortical atrophy. The proposed research will explore the relevance of these factors, which may render this approach a useful tool for studying the health status of the cortex in a non-invasive manner. The absolute measurements of the light diffusion parameters also allows for a more quantitative study of functional DOT effects due to the activation of specific brain areas during cognitive tasks, and how they vary in different populations, as a function of age (and in principle, development and pathology). The proposed research will compare different methods for obtaining these functional images in term of their reliability, validity and signal-to-noise ratio.
描述(由申请人提供):这个项目探索了一种成像人脑功能的方法的进步,该方法基于近红外光如何通过大脑扩散的变化的测量(漫反射光学层析成像,DOT)。这种方法对于研究快速大脑现象的时间进程特别有用,例如神经活动,以及在认知任务期间对刺激做出反应时,神经元活动之后的功能性血流动力学反应。DOT可应用于人群(如儿童或患有幽闭恐惧症或携带金属设备的人),他们不容易使用其他脑成像技术进行研究。它还可以与功能磁共振成像(FMRI)和事件相关脑电位(ERPs)等标准方法同时使用,为理解这些方法背后的生理学提供了重要的桥梁。重要的是,DOT信号在大量研究和临床应用中可能是有用的,包括研究正常和异常的大脑活动 精神病理学、认知老化和痴呆症、发育和血管脑问题,以及从新生儿到老年人的脑血管疾病的研究和诊断。这项技术目前的一个局限性是,在目前的形式下,它只衡量从基线水平开始的变化。为了将功能数据与特定的大脑结构联系起来,用户必须依赖头部表面特征或独立收集的结构性磁共振记录。在这里,我们探索一种称为“多距离”方法的方法的应用,以生成整个皮质表面上的扩散参数的绝对测量。这些测量可以用来揭示富含血红蛋白的解剖结构(如静脉窦),这些结构可以作为共同配准的有用的解剖标志。重要的是,这种结构信息可以在记录功能性DOT数据的同时收集。该提案将探索这些信息的可靠性,以及如何使用它来精确地共同注册解剖大脑结构的功能测量。这项拟议的研究还将探索大脑对近红外光的透明度如何随着年龄的变化而变化。初步数据表明,年龄差异很大,老年人的大脑透明度明显高于年轻人。这种差异可能反映了脑血管形成和/或皮质萎缩的变化。拟议的研究将探索这些因素的相关性,这可能使该方法成为以非侵入性方式研究大脑皮层健康状况的有用工具。光扩散参数的绝对测量还允许更定量地研究由于认知任务中特定大脑区域的激活而产生的功能性DOT效应,以及它们作为年龄的函数在不同人群中如何变化(原则上是发育和病理)。这项拟议的研究将从可靠性、有效性和信噪比方面比较获得这些功能图像的不同方法。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Spread of activation and deactivation in the brain: does age matter?
  • DOI:
    10.3389/fnagi.2014.00288
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Gordon BA;Tse CY;Gratton G;Fabiani M
  • 通讯作者:
    Fabiani M
A kurtosis-based wavelet algorithm for motion artifact correction of fNIRS data.
  • DOI:
    10.1016/j.neuroimage.2015.02.057
  • 发表时间:
    2015-05-15
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    Chiarelli AM;Maclin EL;Fabiani M;Gratton G
  • 通讯作者:
    Gratton G
Dynamics of alpha control: preparatory suppression of posterior alpha oscillations by frontal modulators revealed with combined EEG and event-related optical signal.
  • DOI:
    10.1162/jocn_a_00637
  • 发表时间:
    2014-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Mathewson KE;Beck DM;Ro T;Maclin EL;Low KA;Fabiani M;Gratton G
  • 通讯作者:
    Gratton G
{{ 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 }}

Monica Fabiani其他文献

Monica Fabiani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('Monica Fabiani', 18)}}的其他基金

Optical measures of cerebral arterial function as predictors of brain and cognitive aging
脑动脉功能的光学测量作为大脑和认知衰老的预测因子
  • 批准号:
    9916680
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 42.46万
  • 项目类别:
Optical measures of cerebral arterial function as predictors of brain and cognitive aging
脑动脉功能的光学测量作为大脑和认知衰老的预测因子
  • 批准号:
    9753885
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 42.46万
  • 项目类别:
Optical measures of cerebral arterial function as predictors of brain and cognitive aging
脑动脉功能的光学测量作为大脑和认知衰老的预测因子
  • 批准号:
    10394936
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 42.46万
  • 项目类别:
Application of multi-distance diffuse optical tomography to the study of human br
多距离漫射光学层析成像在人体结构研究中的应用
  • 批准号:
    8518817
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 42.46万
  • 项目类别:
Brain and behavioral correlates of fitness, cerebrovascular health and aging
大脑和行为与健康、脑血管健康和衰老的相关性
  • 批准号:
    7826424
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 42.46万
  • 项目类别:
Brain and behavioral correlates of fitness, cerebrovascular health and aging
大脑和行为与健康、脑血管健康和衰老的相关性
  • 批准号:
    7937979
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 42.46万
  • 项目类别:
Neurovascular Coupling in Aging--Optical Methods
衰老过程中的神经血管耦合——光学方法
  • 批准号:
    7094155
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 42.46万
  • 项目类别:
Neurovascular Coupling in Aging--Optical Methods
衰老过程中的神经血管耦合——光学方法
  • 批准号:
    6767539
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 42.46万
  • 项目类别:
Neurovascular Coupling in Aging--Optical Methods
衰老过程中的神经血管耦合——光学方法
  • 批准号:
    6654449
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 42.46万
  • 项目类别:
Neurovascular Coupling in Aging--Optical Methods
衰老过程中的神经血管耦合——光学方法
  • 批准号:
    6923684
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 42.46万
  • 项目类别:

相似国自然基金

靶向递送一氧化碳调控AGE-RAGE级联反应促进糖尿病创面愈合研究
  • 批准号:
    JCZRQN202500010
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
对香豆酸抑制AGE-RAGE-Ang-1通路改善海马血管生成障碍发挥抗阿尔兹海默病作用
  • 批准号:
    2025JJ70209
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
AGE-RAGE通路调控慢性胰腺炎纤维化进程的作用及分子机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
甜茶抑制AGE-RAGE通路增强突触可塑性改善小鼠抑郁样行为
  • 批准号:
    2023JJ50274
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
蒙药额尔敦-乌日勒基础方调控AGE-RAGE信号通路改善术后认知功能障碍研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    33 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
LncRNA GAS5在2型糖尿病动脉粥样硬化中对AGE-RAGE 信号通路上相关基因的调控作用及机制研究
  • 批准号:
    n/a
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
围绕GLP1-Arginine-AGE/RAGE轴构建探针组学方法探索大柴胡汤异病同治的效应机制
  • 批准号:
    81973577
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    55.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
AGE/RAGE通路microRNA编码基因多态性与2型糖尿病并发冠心病的关联研究
  • 批准号:
    81602908
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    18.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
高血糖激活滑膜AGE-RAGE-PKC轴致骨关节炎易感的机制研究
  • 批准号:
    81501928
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    18.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

PROTEMO: Emotional Dynamics Of Protective Policies In An Age Of Insecurity
PROTEMO:不安全时代保护政​​策的情绪动态
  • 批准号:
    10108433
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 42.46万
  • 项目类别:
    EU-Funded
The role of dietary and blood proteins in the prevention and development of major age-related diseases
膳食和血液蛋白在预防和发展主要与年龄相关的疾病中的作用
  • 批准号:
    MR/X032809/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 42.46万
  • 项目类别:
    Fellowship
Atomic Anxiety in the New Nuclear Age: How Can Arms Control and Disarmament Reduce the Risk of Nuclear War?
新核时代的原子焦虑:军控与裁军如何降低核战争风险?
  • 批准号:
    MR/X034690/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 42.46万
  • 项目类别:
    Fellowship
Collaborative Research: Resolving the LGM ventilation age conundrum: New radiocarbon records from high sedimentation rate sites in the deep western Pacific
合作研究:解决LGM通风年龄难题:西太平洋深部高沉降率地点的新放射性碳记录
  • 批准号:
    2341426
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 42.46万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: Resolving the LGM ventilation age conundrum: New radiocarbon records from high sedimentation rate sites in the deep western Pacific
合作研究:解决LGM通风年龄难题:西太平洋深部高沉降率地点的新放射性碳记录
  • 批准号:
    2341424
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 42.46万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Doctoral Dissertation Research: Effects of age of acquisition in emerging sign languages
博士论文研究:新兴手语习得年龄的影响
  • 批准号:
    2335955
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 42.46万
  • 项目类别:
    Standard Grant
The economics of (mis)information in the age of social media
社交媒体时代(错误)信息的经济学
  • 批准号:
    DP240103257
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 42.46万
  • 项目类别:
    Discovery Projects
How age & sex impact the transcriptional control of mammalian muscle growth
你多大
  • 批准号:
    DP240100408
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 42.46万
  • 项目类别:
    Discovery Projects
Supporting teachers and teaching in the age of Artificial Intelligence
支持人工智能时代的教师和教学
  • 批准号:
    DP240100111
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 42.46万
  • 项目类别:
    Discovery Projects
Enhancing Wahkohtowin (Kinship beyond the immediate family) Community-based models of care to reach and support Indigenous and racialized women of reproductive age and pregnant women in Canada for the prevention of congenital syphilis
加强 Wahkohtowin(直系亲属以外的亲属关系)以社区为基础的护理模式,以接触和支持加拿大的土著和种族育龄妇女以及孕妇,预防先天梅毒
  • 批准号:
    502786
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 42.46万
  • 项目类别:
    Directed Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了