A Tool for Synapse-level Circuit Analysis of Human Cerebral Cortex Specimens.

人类大脑皮层样本突触级电路分析的工具。

基本信息

  • 批准号:
    10271724
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 116.9万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-09-13 至 2024-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Project Summary/Abstract The goal of this work is to facilitate synaptic level analysis of neurons and their interconnecting microcircuits in neurosurgical cerebral cortex biopsies from human patients. These full-thickness human cerebral cortex biopsies will be provided by neurosurgical colleagues from patients undergoing resective surgery or surgical implantation of leads for deep brain stimulation (DBS). Once we have demonstrated that the techniques and tools are sufficiently reliable, we will analyze neural circuits in samples from medical centers that study psychiatric and neurological disorders. In the initial phase we will: 1) optimize the removal of undamaged brain biopsies during neurosurgical procedures and transfer new techniques for immersion fixation and osmium staining to large (>5 cubic millimeter) fresh brain biopsies from human patients.; 2) we will optimize, with hardware and software changes, the speed and reliability of multibeam scanning electron microscopy image acquisition to automatically acquire synapse-level neural circuitry at petabyte scale in brain volumes that connect tens of thousands of neurons via hundreds of millions of synapses; 3) we will transfer methods to co-register molecular labels (for cell -types) with serial electron microscopy of the same human samples using very small novel immuno-probes that do not require permeabilization and hence, do not negatively impact the quality of the brain’s ultrastructure in order to identify ultrastructural correlates for each cell type; and 4) we will work with computer scientists at Argonne National Laboratory to develop a robust computational connectomics pipeline for stitching, alignment, segmentation, and storage of human brain circuits. This public platform will augment the efforts of a team at Google that is already begun working on our human samples. In the second phase, we will run many human biopsies through the image acquisition and analysis connectomic pipelines. We will use new software to compare circuit variability within and between individuals. We contend that detailed neural circuit analysis in human brain tissue that bridges scales from nanometers to millimeters is a prerequisite for understanding how the normal brain functions and discovering the pathological underpinnings of cognitive and developmental disorders. Our goal is that the methods we develop will be disseminated, becoming part of the toolbox for both neuropathology and fundamental human neuroscience.
项目总结/摘要 这项工作的目标是促进神经元及其互连微电路的突触水平分析, 神经外科大脑皮层活检标本。这些全层人类大脑皮层活检 将由接受切除手术或手术植入的患者的神经外科同事提供 脑深部电刺激(DBS)的导线。一旦我们证明了这些技术和工具 足够可靠,我们将分析来自研究精神病的医学中心的样本中的神经回路, 神经系统疾病在初始阶段,我们将:1)优化未受损脑活检的切除, 神经外科手术和转移新技术的浸泡固定和锇染色,以大(>5 从病人身上提取的新鲜的大脑活组织切片。2)我们将优化硬件和软件, 改变,速度和可靠性的多束扫描电子显微镜图像采集自动 在脑容量中获得PB级的突触级神经回路, 神经元通过数以亿计的突触; 3)我们将转移方法来共同注册分子标签(用于细胞 - 类型),使用非常小的新型免疫探针对相同的人类样品进行连续电子显微镜检查, 不需要透化,因此不会对大脑超微结构的质量产生负面影响, 以确定每种细胞类型的超微结构相关性; 4)我们将与计算机科学家合作, 阿贡国家实验室开发一个强大的计算连接管道,用于拼接,对齐, 分割和存储人脑回路。这个公共平台将加强一个团队的努力, 谷歌已经开始研究我们的人体样本。在第二阶段,我们将运行许多人类 通过图像采集和分析连接管道进行活检。我们将使用新软件进行比较 个体内部和个体之间的回路变异性。我们认为,详细的人脑神经回路分析 将纳米尺度连接到毫米尺度的组织是理解正常组织如何 大脑功能和发现认知和发育障碍的病理基础。我们 我们的目标是传播我们开发的方法,成为神经病理学工具箱的一部分, 和基本的人类神经科学。

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 }}

Jeff W Lichtman其他文献

The rise of the 'projectome'
“项目组”的兴起
  • DOI:
    10.1038/nmeth0407-307
  • 发表时间:
    2007-04-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    32.100
  • 作者:
    Narayanan Kasthuri;Jeff W Lichtman
  • 通讯作者:
    Jeff W Lichtman
三次元電顕(電子顕微鏡)によるブレインマッピング技術革命
使用三维电子显微镜(电子显微镜)的脑图谱技术革命
  • DOI:
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    芝田晋介;岡野栄之;Jeff W Lichtman
  • 通讯作者:
    Jeff W Lichtman
Neurocartography
神经制图术
  • DOI:
    10.1038/npp.2009.138
  • 发表时间:
    2009-12-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.100
  • 作者:
    Narayanan Kasthuri;Jeff W Lichtman
  • 通讯作者:
    Jeff W Lichtman
Optical sectioning microscopy
光学切片显微镜
  • DOI:
    10.1038/nmeth815
  • 发表时间:
    2005-11-18
  • 期刊:
  • 影响因子:
    32.100
  • 作者:
    José-Angel Conchello;Jeff W Lichtman
  • 通讯作者:
    Jeff W Lichtman

Jeff W Lichtman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('Jeff W Lichtman', 18)}}的其他基金

BRAIN CONNECTS: A Center for High-throughput Integrative Mouse Connectomics
大脑连接:高通量集成鼠标连接组学中心
  • 批准号:
    10665380
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 116.9万
  • 项目类别:
BRAIN CONNECTS: Rapid and Cost‐effective Connectomics with Intelligent Image Acquisition, Reconstruction, and Querying
大脑连接:具有智能图像采集、重建和查询功能的快速且经济有效的连接组学
  • 批准号:
    10663654
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 116.9万
  • 项目类别:
A Tool for Synapse-level Circuit Analysis of Human Cerebral Cortex Specimens.
人类大脑皮层样本突触级电路分析的工具。
  • 批准号:
    10670926
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 116.9万
  • 项目类别:
A Facility to Generate Connectomics Information
生成连接组学信息的工具
  • 批准号:
    10377968
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 116.9万
  • 项目类别:
A Facility to Generate Connectomics Information
生成连接组学信息的工具
  • 批准号:
    10596124
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 116.9万
  • 项目类别:
Engineering Core
工程核心
  • 批准号:
    10525431
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 116.9万
  • 项目类别:
EM CORE
EM核心
  • 批准号:
    10686981
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 116.9万
  • 项目类别:
Project 1: Atlas
项目一:阿特拉斯
  • 批准号:
    10241482
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 116.9万
  • 项目类别:
EM Core
电磁核心
  • 批准号:
    10241481
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 116.9万
  • 项目类别:
Zooming into the fish's brain-What is really going on! Connectomics analysis of larval zebrafish.
放大鱼的大脑——到底发生了什么!
  • 批准号:
    10686997
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 116.9万
  • 项目类别:

相似国自然基金

High-precision force-reflected bilateral teleoperation of multi-DOF hydraulic robotic manipulators
  • 批准号:
    52111530069
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    10 万元
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目

相似海外基金

A Study of Policy Convergence between Multilateral and Bilateral Donors' Support for Community Participation in Education in Cambodia
柬埔寨社区参与教育的多边和双边捐助者支持政策趋同研究
  • 批准号:
    24K05750
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 116.9万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Bilateral ESRC/FNR: Training Executives to Enhance Employee Engagement in Government: Field Experimental Evidence from Luxembourg
双边 ESRC/FNR:培训高管以提高员工在政府中的参与度:来自卢森堡的现场实验证据
  • 批准号:
    ES/W010380/1
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 116.9万
  • 项目类别:
    Research Grant
Optimizing bilateral and single-sided-deafness cochlear implants for functioning in complex auditory environments
优化双侧和单侧耳聋人工耳蜗植入物以在复杂的听觉环境中发挥作用
  • 批准号:
    10654316
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 116.9万
  • 项目类别:
Design and testing of a novel circumesophageal cuff for chronic bilateral subdiaphragmatic vagal nerve stimulation (sVNS)
用于慢性双侧膈下迷走神经刺激(sVNS)的新型环食管套囊的设计和测试
  • 批准号:
    10702126
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 116.9万
  • 项目类别:
Investigating subthreshold vestibular stimulation as a strategy for rehabilitation in individuals with bilateral vestibular hypofunction
研究阈下前庭刺激作为双侧前庭功能减退患者的康复策略
  • 批准号:
    10571440
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 116.9万
  • 项目类别:
Conference: NSF/UKRI Bilateral Workshop on Quantum Information Science in Chemistry
会议:NSF/UKRI 化学中量子信息科学双边研讨会
  • 批准号:
    2403812
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 116.9万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Factors for bilateral capital inflows into emerging market economies from advanced economies
发达经济体双边资本流入新兴市场经济体的因素
  • 批准号:
    23K01461
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 116.9万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Shift from Unilateral to Bilateral Sensory-Motor Connectivity in Chronic Hemiparetic Stroke
慢性偏瘫中风从单侧感觉运动连接转向双侧感觉运动连接
  • 批准号:
    10991213
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 116.9万
  • 项目类别:
Bilateral ESRC/FNR: Banking on Europe
双边 ESRC/FNR:欧洲银行业
  • 批准号:
    ES/W000733/2
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 116.9万
  • 项目类别:
    Research Grant
Mutual Teaching System of Motion by Robot and Human Based on Force-Based 2-channel Bilateral Control
基于力基二通道双边控制的机器人与人运动互示系统
  • 批准号:
    23K03767
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 116.9万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了