CRCNS: MOVE!-MOdeling of fast Movement for Enhancement via neuroprosthetics

CRCNS:MOVE!-通过神经修复术增强快速运动建模

基本信息

  • 批准号:
    9898497
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 34.03万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2018-07-01 至 2023-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Tracking fast unpredictable movements is a valuable skill, applicable in many situations. In the animal kingdom, the context includes the action of a predator chasing its prey that is running and dodging at high speeds, like a cheetah chasing a gazelle. The sensorimotor control system (SCS) is responsible for such actions and its performance clearly depends on the computing power of neurons, delays between brain and muscles, and the dynamics of muscles involved. Despite these obvious factors that set the limits on how fast an animal can track a moving object, tracking performance of the SCS and its dependence on neural computing, delays, and muscle dynamics have not been explicitly quantified. In this program, we will build upon new theory developed using feedback control principles and an appropriately simplified model of the SCS to identify how neural computing, delays, and muscles interact during the generation of fast movements. Therefore if one component is compromised, we can take advantage of the other components to restore motor performance with assistive neuroprosthetic devices. The program objectives are to first parameterize the major factors (brain and body) limiting fast movements and to derive how these parameters must interact to achieve tracking of fast movements in the SCS. Then, the parameterization and quantified interactions will be tested experimentally in subjects through manipulation of (i) neural computing power, (ii) transmission delays, and (iii) muscle dynamics. If discrepancies emerge between experiments and theory, the SCS model and theory will be modified to explain observation data. Finally, the theoretical model of interactions required to achieve tracking of fast movements will be exploited to apply compensation to account for degradation of some parameters by "boosting" others. More specifically, we will design assistive neuroprosthetic devices for subjects having compromised neural real estate to restore performance of fast movements. For example, if primary motor cortex is compromised due to disease or damage, we can manipulate muscle dynamics by adding the necessary compensatory forces to restore motor performance, and more importantly restore fast and agile movements. Just how one should compensate will be informed by our SCS model and theory.
跟踪快速的不可预测的运动是一项宝贵的技能,适用于许多情况。在动物 王国,上下文包括捕食者追逐猎物的动作,猎物在高处奔跑和躲避。 速度,就像猎豹追逐瞪羚。感觉运动控制系统(SCS)负责这种 行为及其表现显然取决于神经元的计算能力,大脑和 肌肉和肌肉的动力学。尽管这些明显的因素限制了 一个动物可以跟踪一个移动的物体,跟踪性能的SCS和它的依赖神经 计算、延迟和肌肉动力学尚未明确量化。在这个项目中,我们将建立 基于使用反馈控制原理开发的新理论和适当简化的模型, SCS用于识别神经计算、延迟和肌肉在快速运动过程中的相互作用。 因此,如果一个组件受损,我们可以利用其他组件来恢复 运动性能与辅助神经假体设备。 该计划的目标是首先参数化的主要因素(大脑和身体)限制快速运动 并且导出这些参数必须如何相互作用以实现对SCS中的快速运动的跟踪。然后, 参数化和量化的相互作用将在受试者中进行实验测试, 操纵(i)神经计算能力,(ii)传输延迟,和(iii)肌肉动力学。如果 实验和理论之间出现差异,SCS模型和理论将被修改以解释 观测数据最后,实现快速运动跟踪所需的交互理论模型 将被利用来应用补偿,以通过“提升”其他参数来解释某些参数的退化。 更具体地说,我们将为神经功能受损的受试者设计辅助神经假体装置。 真实的地产表现为快速恢复运动。例如,如果初级运动皮层受损 由于疾病或损伤,我们可以通过增加必要的补偿来操纵肌肉动力学, 力量恢复运动性能,更重要的是恢复快速和敏捷的运动。只是如何一个 我们的SCS模型和理论将告诉我们应该补偿什么。

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 }}

Sridevi V. Sarma其他文献

The effects of DBS patterns on basal ganglia activity and thalamic relay
  • DOI:
    10.1007/s10827-011-0379-z
  • 发表时间:
    2012-01-13
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.000
  • 作者:
    Rahul Agarwal;Sridevi V. Sarma
  • 通讯作者:
    Sridevi V. Sarma

Sridevi V. Sarma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('Sridevi V. Sarma', 18)}}的其他基金

EEG Biomarkers Derived from Dynamical Network Models Enable Rapid Paths to Accurate Diagnosis and Effective Treatment of Epilepsy
源自动态网络模型的脑电图生物标志物为癫痫的准确诊断和有效治疗提供了快速途径
  • 批准号:
    10665213
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 34.03万
  • 项目类别:
Administrative Core
行政核心
  • 批准号:
    10707072
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 34.03万
  • 项目类别:
Using Feedback Control to Suppress Seizure Genesis in Epilepsy
使用反馈控制抑制癫痫发作
  • 批准号:
    9920327
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 34.03万
  • 项目类别:
CRCNS: MOVE!-MOdeling of fast Movement for Enhancement via neuroprosthetics
CRCNS:MOVE!-通过神经修复术增强快速运动建模
  • 批准号:
    10611557
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 34.03万
  • 项目类别:
CRCNS: MOVE!-MOdeling of fast Movement for Enhancement via neuroprosthetics
CRCNS:MOVE!-通过神经修复术增强快速运动建模
  • 批准号:
    10352692
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 34.03万
  • 项目类别:
CRCNS: MOVE!-MOdeling of fast Movement for Enhancement via neuroprosthetics
CRCNS:MOVE!-通过神经修复术增强快速运动建模
  • 批准号:
    10385747
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 34.03万
  • 项目类别:
CRCNS: Towards Pain Control: Synergizing Computational and Biological Approaches
CRCNS:迈向疼痛控制:协同计算和生物学方法
  • 批准号:
    9323301
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 34.03万
  • 项目类别:
CRCNS: Towards Pain Control: Synergizing Computational and Biological Approaches
CRCNS:迈向疼痛控制:协同计算和生物学方法
  • 批准号:
    9242340
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 34.03万
  • 项目类别:

相似国自然基金

Agonist-GPR119-Gs复合物的结构生物学研究
  • 批准号:
    32000851
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

S1PR1 agonistによる脳血液関門制御を介した脳梗塞の新規治療法開発
S1PR1激动剂调节血脑屏障治疗脑梗塞新方法的开发
  • 批准号:
    24K12256
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 34.03万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
AHR agonistによるSLE皮疹の新たな治療薬の開発
使用 AHR 激动剂开发治疗 SLE 皮疹的新疗法
  • 批准号:
    24K19176
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 34.03万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Evaluation of a specific LXR/PPAR agonist for treatment of Alzheimer's disease
特定 LXR/PPAR 激动剂治疗阿尔茨海默病的评估
  • 批准号:
    10578068
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 34.03万
  • 项目类别:
AUGMENTING THE QUALITY AND DURATION OF THE IMMUNE RESPONSE WITH A NOVEL TLR2 AGONIST-ALUMINUM COMBINATION ADJUVANT
使用新型 TLR2 激动剂-铝组合佐剂增强免疫反应的质量和持续时间
  • 批准号:
    10933287
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 34.03万
  • 项目类别:
Targeting breast cancer microenvironment with small molecule agonist of relaxin receptor
用松弛素受体小分子激动剂靶向乳腺癌微环境
  • 批准号:
    10650593
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 34.03万
  • 项目类别:
AMPKa agonist in attenuating CPT1A inhibition and alcoholic chronic pancreatitis
AMPKa 激动剂减轻 CPT1A 抑制和酒精性慢性胰腺炎
  • 批准号:
    10649275
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 34.03万
  • 项目类别:
A randomized double-blind placebo controlled Phase 1 SAD study in male and female healthy volunteers to assess safety, pharmacokinetics, and transient biomarker changes by the ABCA1 agonist CS6253
在男性和女性健康志愿者中进行的一项随机双盲安慰剂对照 1 期 SAD 研究,旨在评估 ABCA1 激动剂 CS6253 的安全性、药代动力学和短暂生物标志物变化
  • 批准号:
    10734158
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 34.03万
  • 项目类别:
Investigating mechanisms underpinning outcomes in people on opioid agonist treatment for OUD: Disentangling sleep and circadian rhythm influences on craving and emotion regulation
研究阿片类激动剂治疗 OUD 患者结果的机制:解开睡眠和昼夜节律对渴望和情绪调节的影响
  • 批准号:
    10784209
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 34.03万
  • 项目类别:
A novel nanobody-based agonist-redirected checkpoint (ARC) molecule, aPD1-Fc-OX40L, for cancer immunotherapy
一种基于纳米抗体的新型激动剂重定向检查点 (ARC) 分子 aPD1-Fc-OX40L,用于癌症免疫治疗
  • 批准号:
    10580259
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 34.03万
  • 项目类别:
Identification and characterization of a plant growth promoter from wild plants: is this a novel plant hormone agonist?
野生植物中植物生长促进剂的鉴定和表征:这是一种新型植物激素激动剂吗?
  • 批准号:
    23K05057
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 34.03万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了