Multimodal modeling framework for fusing structural and functional connectome data

用于融合结构和功能连接组数据的多模态建模框架

基本信息

项目摘要

PROJECT SUMMARY / ABSTRACT Project Summary A key goal of computational neuroscience is to discover how the brain’s structural organization produces its functional behavior, and how impairment of the former causes dysfunction and disease. Rapid advances in neural measurement technologies are finally beginning to enable in vivo measurements of large-scale functional organization (via EEG, MEG, fMRI, PET, optical imaging) and the underlying structural connectivity architecture (via diffusion MRI, tractography). Traditional non-linear numerical simulations of single neurons or local circuits is challenging to extrapolate to macroscopic brain dynamics, and deterministic brain network models are needed that can integrate across modalities and scales. We propose an ambitious multi-scale, parsimonious and analytic model of brain function based on spectral graph theory. Bayesian inference using graphical modeling is proposed to deduce structure from function. These algorithms will be implemented and shared via a Network Dynamics Workbench that can be used by neuroscientists and clinicians to perturb structure and generate hypotheses regarding functional impairment in stimulus and disease conditions. The key insight underlying this proposal is that the emergent macroscopic behavior of the brain is essentially deterministic, and is undergirded by network “eigen-modes”. We will develop graph models of neural dynamics that are accessible analytically by simple equations rather than via numerical simulations. These models will be minimal and simple, and linear wherever appropriate. The final deliverable is a Network Dynamics Workbench for experimentally interrogating brain function and dysfunction. Relevance Neurological and psychiatric disorders constitute an overwhelming burden of disease today, especially in a rapidly aging population. A validated model of brain function predicted from structure will provide a critical tool in understanding and fighting these disorders.
项目概要/摘要 项目概要 计算神经科学的一个关键目标是发现大脑的结构组织如何产生其 功能行为,以及前者的损害如何导致功能障碍和疾病。快速进步 神经测量技术终于开始能够对大规模功能进行体内测量 组织(通过 EEG、MEG、fMRI、PET、光学成像)和底层结构连接架构 (通过扩散 MRI、纤维束成像)。单个神经元或局部电路的传统非线性数值模拟 推断宏观大脑动力学具有挑战性,需要确定性大脑网络模型 可以跨模式和规模进行整合。我们提出了一个雄心勃勃的多尺度、简约和分析的 基于谱图理论的脑功能模型。提出使用图形建模的贝叶斯推理 从功能推导出结构。这些算法将通过网络动力学来实现和共享 神经科学家和临床医生可以使用工作台扰乱结构并生成假设 关于刺激和疾病条件下的功能障碍。 这一提议的关键见解是,大脑的宏观宏观行为本质上是 确定性的,并且由网络“本征模式”支撑。我们将开发神经动力学的图模型 可以通过简单的方程而不是数值模拟来分析。这些模型将 最小化和简单,并且在适当的情况下是线性的。最终的交付成果是网络动态工作台 用于通过实验检查大脑功能和功能障碍。 关联 神经和精神疾病构成了当今压倒性的疾病负担,尤其是在 人口迅速老龄化。从结构预测大脑功能的经过验证的模型将提供一个关键工具 了解并对抗这些疾病。

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 }}

SRIKANTAN S. NAGARAJAN其他文献

SRIKANTAN S. NAGARAJAN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('SRIKANTAN S. NAGARAJAN', 18)}}的其他基金

Multimodal modeling framework for fusing structural and functional connectome data
用于融合结构和功能连接组数据的多模态建模框架
  • 批准号:
    9534617
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 18.48万
  • 项目类别:
Multimodal modeling framework for fusing structural and functional connectome data
用于融合结构和功能连接组数据的多模态建模框架
  • 批准号:
    9700764
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 18.48万
  • 项目类别:
Fusion of Electromagnetic Brain Imaging and fMRI
电磁脑成像与功能磁共振成像的融合
  • 批准号:
    8247368
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 18.48万
  • 项目类别:
Fusion of Electromagnetic Brain Imaging and fMRI
电磁脑成像与功能磁共振成像的融合
  • 批准号:
    8320120
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 18.48万
  • 项目类别:
Neural mechanisms of auditory feedback during speech
言语过程中听觉反馈的神经机制
  • 批准号:
    7233605
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 18.48万
  • 项目类别:
Neural mechanisms of auditory feedback during speech
言语过程中听觉反馈的神经机制
  • 批准号:
    7455196
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 18.48万
  • 项目类别:
Neural mechanisms of auditory feedback during speech
言语过程中听觉反馈的神经机制
  • 批准号:
    7089082
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 18.48万
  • 项目类别:
Neural mechanisms of auditory feedback during speech
言语过程中听觉反馈的神经机制
  • 批准号:
    6822526
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 18.48万
  • 项目类别:
Neural mechanisms of auditory feedback during speech
言语过程中听觉反馈的神经机制
  • 批准号:
    6920704
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 18.48万
  • 项目类别:
Cortical spatiotemporal plasticity in humans
人类皮质时空可塑性
  • 批准号:
    6781360
  • 财政年份:
    2003
  • 资助金额:
    $ 18.48万
  • 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:
  • 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

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:
    $ 18.48万
  • 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:
    $ 18.48万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
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:
    $ 18.48万
  • 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:
    $ 18.48万
  • 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:
    $ 18.48万
  • 项目类别:
    Fellowship
Walkability and health-related quality of life in Age-Friendly Cities (AFCs) across Japan and the Asia-Pacific
日本和亚太地区老年友好城市 (AFC) 的步行适宜性和与健康相关的生活质量
  • 批准号:
    24K13490
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 18.48万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Discovering the (R)Evolution of EurAsian Steppe Metallurgy: Social and environmental impact of the Bronze Age steppes metal-driven economy
发现欧亚草原冶金的(R)演变:青铜时代草原金属驱动型经济的社会和环境影响
  • 批准号:
    EP/Z00022X/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 18.48万
  • 项目类别:
    Research Grant
ICF: Neutrophils and cellular senescence: A vicious circle promoting age-related disease.
ICF:中性粒细胞和细胞衰老:促进与年龄相关疾病的恶性循环。
  • 批准号:
    MR/Y003365/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 18.48万
  • 项目类别:
    Research 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:
    $ 18.48万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Shaping Competition in the Digital Age (SCiDA) - Principles, tools and institutions of digital regulation in the UK, Germany and the EU
塑造数字时代的竞争 (SCiDA) - 英国、德国和欧盟的数字监管原则、工具和机构
  • 批准号:
    AH/Y007549/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 18.48万
  • 项目类别:
    Research Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了