An open software solution to integrate non-invasive brain stimulation with functional imaging data

将非侵入性脑刺激与功能成像数据集成的开放软件解决方案

基本信息

  • 批准号:
    9793745
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 136.48万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2019-09-01 至 2023-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Abstract Noninvasive tools capable of selectively manipulating neural systems in the human brain are needed to advance our neuroscientific understanding of brain function and develop novel non-pharmacologic psychotherapeutics and are a major focus of Brain Initiative funding. Transcranial magnetic stimulation (TMS), transcranial direct current stimulation (tDCS) and transcranial alternating current stimulation (tACS) modulate neural activity based on inducing electric fields in the brain. These electric field distributions can be numerically computed using the finite element method (FEM) in realistic head models. However, the use of such models to target specific functional networks is hampered due to the lack of an integrated analysis platform combining the FEM and functional imaging analysis with direct interfaces to neuronavigation packages. We propose to promote the widespread use of FEM modeling in research and clinical environments through extending and scaling SimNIBS (`Simulation of Non-Invasive Brain Stimulation') - the leading open source software platform for generating FEM-based models of the electric field distribution produced by TMS, tDCS or tACS. First, we propose to extend SimNIBS by creating direct interfaces with commercial neuronavigation systems and creating a containerized version for use in the cloud. Second, we aim to extend SimNIBS by developing a module for integrating functional network maps generated with resting state functional MRI to enable the optimization of targeting based on individualized predicted network profiles. Finally, we will create a non-human primate (NHP) SimNIBS module to allow for the processing of NHP data facilitating translational and comparative neuroscience goals of the BRAIN Initiative.
抽象的 需要能够选择性操纵人脑中神经系统的无创工具才能 提高我们对脑功能的神经科学理解并发展出新颖的非药物 心理治疗学是大脑倡议资金的主要重点。经颅磁刺激 (TMS),经颅直流电流刺激(TDC)和经颅交流电流刺激(TACS) 根据诱导大脑的电场调节神经活动。这些电场分布可以 在现实的头部模型中使用有限元方法(FEM)对数值计算。但是, 由于缺乏集成 分析平台将FEM和功能成像分析与直接接口相结合到 神经巡航包。 我们建议促进在研究和临床环境中广泛使用FEM模型 通过扩展和缩放Simnibs(“非侵入性脑刺激的模拟”) - 领先的开放 用于生成基于FEM的电场分布模型的源软件平台 TMS,TDC或TACS。首先,我们建议通过与商业的直接接口来扩展SIMNIBS 神经巡航系统并创建一个容器化版本,以便在云中使用。第二,我们的目标是 通过开发一个用于集成与休息生成的功能网络图的模块来扩展SIMNIB 状态功能MRI可以基于个性化预测网络来优化靶向 概况。最后,我们将创建一个非人类灵长类动物(NHP)SIMNIBS模块,以允许处理 NHP数据促进了大脑计划的转化和比较神经科学目标。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Estimation of individually induced e-field strength during transcranial electric stimulation using the head circumference.
  • DOI:
    10.1016/j.brs.2021.07.001
  • 发表时间:
    2021-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.7
  • 作者:
    Antonenko D;Grittner U;Puonti O;Flöel A;Thielscher A
  • 通讯作者:
    Thielscher A
Evaluating transcranial magnetic stimulation (TMS) induced electric fields in pediatric stroke.
  • DOI:
    10.1016/j.nicl.2021.102563
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Mantell KE;Sutter EN;Shirinpour S;Nemanich ST;Lench DH;Gillick BT;Opitz A
  • 通讯作者:
    Opitz A
Identifying regions in prefrontal cortex related to working memory improvement: A novel meta-analytic method using electric field modeling.
Optimizing the electric field strength in multiple targets for multichannel transcranial electric stimulation.
  • DOI:
    10.1088/1741-2552/abca15
  • 发表时间:
    2021-02-11
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Saturnino GB;Madsen KH;Thielscher A
  • 通讯作者:
    Thielscher A
{{ 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 }}

Alexander Opitz其他文献

Alexander Opitz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('Alexander Opitz', 18)}}的其他基金

CRCNS Research Proposal: Collaborative Research: US-German Collaboration toward a biophysically principled network model of transcranial magnetic stimulation (TMS)
CRCNS 研究提案:合作研究:美德合作建立经颅磁刺激 (TMS) 的生物物理原理网络模型
  • 批准号:
    10610594
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 136.48万
  • 项目类别:
CRCNS Research Proposal: Collaborative Research: US-German Collaboration toward a biophysically principled network model of transcranial magnetic stimulation (TMS)
CRCNS 研究提案:合作研究:美德合作建立经颅磁刺激 (TMS) 的生物物理原理网络模型
  • 批准号:
    10708986
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 136.48万
  • 项目类别:

相似国自然基金

海洋缺氧对持久性有机污染物入海后降解行为的影响
  • 批准号:
    42377396
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
氮磷的可获得性对拟柱孢藻水华毒性的影响和调控机制
  • 批准号:
    32371616
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
还原条件下铜基催化剂表面供-受电子作用表征及其对CO2电催化反应的影响
  • 批准号:
    22379027
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
CCT2分泌与内吞的机制及其对毒性蛋白聚集体传递的影响
  • 批准号:
    32300624
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    10 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
在轨扰动影响下空间燃料电池系统的流动沸腾传质机理与抗扰控制研究
  • 批准号:
    52377215
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Defining the host and pathogen determinants of peptidoglycan induced pathophysiology in Lyme disease
定义莱姆病肽聚糖诱导的病理生理学的宿主和病原体决定因素
  • 批准号:
    10566961
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 136.48万
  • 项目类别:
Molecular MR-PET to characterize malignant transformation and identify therapeutic vulnerabilities in human IDH-mutant gliomas
分子 MR-PET 表征人类 IDH 突变神经胶质瘤的恶性转化并确定治疗脆弱性
  • 批准号:
    10750893
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 136.48万
  • 项目类别:
Determine the role of atmospheric particulate matter pollutants in contributing to Lewy Body Dementia
确定大气颗粒物污染物在路易体痴呆症中的作用
  • 批准号:
    10662930
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 136.48万
  • 项目类别:
Differential modulation of dopamine neurons by distinct neurotensin inputs
通过不同的神经降压素输入对多巴胺神经元进行差异调节
  • 批准号:
    10338471
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 136.48万
  • 项目类别:
Objective and noninvasive diagnosis of middle-ear and conductive pathologies using simulation-based inference and transfer learning applied to clinical data
使用基于模拟的推理和应用于临床数据的迁移学习来客观、无创地诊断中耳和传导性病变
  • 批准号:
    10438246
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 136.48万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了