Determinants of brain glutamate functional magnetic resonance spectroscopy response
脑谷氨酸功能磁共振波谱反应的决定因素
基本信息
- 批准号:RGPIN-2022-04425
- 负责人:
- 金额:$ 1.75万
- 依托单位:
- 依托单位国家:加拿大
- 项目类别:Discovery Grants Program - Individual
- 财政年份:2022
- 资助国家:加拿大
- 起止时间:2022-01-01 至 2023-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Studying the living healthy human brain non-invasively is important in understanding the dynamic interaction between connected brain regions part of a network involved in performing a given task. Functional Magnetic Resonance Spectroscopy (fMRS) of the human brain has been a useful way to study dynamic changes in brain chemicals involved in brain excitation (glutamate), inhibition (GABA) and oxidative stress (glutathione). Using fMRS, levels of individual brain chemicals have now been published, but there is currently no single theoretical framework that allows a satisfactory explanation of the wide range of glutamatergic metabolite responses observed in various functional stimulation types or tasks. This limited understanding of how the healthy brain performs tasks ultimately limits our ability to interpret chemical responses in unhealthy brains. We previously developed optimized fMRS measurement protocols for the observation of brain glutamate, the brain's main excitatory neurotransmitter. We now propose detailed observations of a more complete array of glutamatergic metabolites markers of excitation (glutamate, glutamine), inhibition (GABA) and oxidative stress (glutathione) in basic tasks aimed at understanding the effect of stimuli intensity, duration, timing and nature to provide the data necessary to construct more broadly valid models of brain region interactions. This is a critical step in the maturing of fMRS techniques that will deepen our understanding of normal glutamatergic brain responses beyond what has already been learned from hemodynamic investigations using blood oxygenation-dependent functional MRI (fMRI), the original MRI-based approach that has powered the neuroscience revolution of the last 3 decades. To reach this objective, however, fMRS data acquisition techniques and data analysis tools still require much development and a new generation of scientist familiar with these approach needs to be trained if fMRS is to achieve the same level of scientific sophistication as functional MRI. We propose to train highly qualified personnel pursuing the following three aims of our research program: 1) Optimize the fMRS data acquisition of glutamatergic metabolites by implementing metabolite-selective fMRS methods that isolate the MRS signals of up to 3 metabolites of interest in a single-shot acquisition, extending our current metabolite-selective work in resting MRS. 2) Characterize how glutamatergic fMRS signals vary in connected brain regions of the visual network via temporally interleaved fMRS measurements of glutamatergic metabolite in response to simple photic stimulation tasks of varying duration and intensity. 3) Develop multi-voxel fMRS analysis methods to identify the portion of the fMRS signal that participates to the connection between the selected brain regions by analyzing fMRS time courses using independent component analysis agnostic of the stimulation paradigm used.
对健康的活体大脑进行非侵入性研究,对于理解参与执行特定任务的大脑网络部分的连接区域之间的动态相互作用具有重要意义。脑功能磁共振波谱(fMRS)已成为研究脑兴奋(谷氨酸)、抑制(GABA)和氧化应激(谷胱甘肽)等脑化学物质动态变化的有效方法。使用fMRS,个体大脑化学物质的水平已经发表,但目前还没有一个单一的理论框架可以令人满意地解释在各种功能刺激类型或任务中观察到的广泛的谷氨酸代谢物反应。这种对健康大脑如何执行任务的有限理解最终限制了我们解释不健康大脑中化学反应的能力。我们之前开发了优化的fMRS测量方案,用于观察脑谷氨酸,大脑的主要兴奋性神经递质。我们现在提出在基本任务中对谷氨酸能代谢产物(兴奋(谷氨酸,谷氨酰胺),抑制(GABA)和氧化应激(谷胱甘肽)的更完整的标记物进行详细观察,旨在了解刺激强度,持续时间,时间和性质的影响,为构建更广泛有效的脑区域相互作用模型提供必要的数据。这是fMRS技术成熟的关键一步,它将加深我们对正常谷氨酸脑反应的理解,超越已经从使用血氧依赖功能MRI (fMRI)的血液动力学研究中所学到的知识,fMRI是过去30年来推动神经科学革命的原始基于MRI的方法。然而,为了达到这一目标,fMRS数据采集技术和数据分析工具仍然需要大量的发展,如果fMRS要达到与功能MRI相同的科学复杂程度,就需要培训熟悉这些方法的新一代科学家。我们建议培养高素质人才,以实现我们的研究计划的以下三个目标:1)通过实施代谢物选择性fMRS方法,优化谷氨酸能代谢物的fMRS数据采集,该方法可在一次采集中分离多达3种感兴趣的代谢物的MRS信号;2)通过对不同持续时间和强度的简单光刺激任务的谷氨酸能代谢物的时间交错fMRS测量,表征谷氨酸能fMRS信号在视觉网络连接的大脑区域中的变化。3)开发多体素fMRS分析方法,利用独立分量分析方法分析fMRS时间过程,识别参与选定脑区之间连接的fMRS信号部分,而不考虑所使用的刺激范式。
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 }}
Theberge, Jean其他文献
Correlation of brain default mode network activation with bipolarity index in youth with mood disorders
- DOI:
10.1016/j.jad.2013.05.088 - 发表时间:
2013-09-25 - 期刊:
- 影响因子:6.6
- 作者:
Ford, Kristen A.;Theberge, Jean;Osuch, Elizabeth A. - 通讯作者:
Osuch, Elizabeth A.
A tale of two targets: examining the differential effects of posterior cingulate cortex- and amygdala-targeted fMRI-neurofeedback in a PTSD pilot study.
- DOI:
10.3389/fnins.2023.1229729 - 发表时间:
2023 - 期刊:
- 影响因子:4.3
- 作者:
Lieberman, Jonathan M.;Rabellino, Daniela;Densmore, Maria;Frewen, Paul A.;Steyrl, David;Scharnowski, Frank;Theberge, Jean;Hosseini-Kamkar, Niki;Neufeld, Richard W. J.;Jetly, Rakesh;Frey, Benicio N.;Ros, Tomas;Lanius, Ruth A.;Nicholson, Andrew A. - 通讯作者:
Nicholson, Andrew A.
Low-frequency pulsed electromagnetic field exposure can alter neuroprocessing in humans
- DOI:
10.1098/rsif.2009.0205 - 发表时间:
2010-03-06 - 期刊:
- 影响因子:3.9
- 作者:
Robertson, John A.;Theberge, Jean;Thomas, Alex W. - 通讯作者:
Thomas, Alex W.
Assessment of a novel 32-channel phased array for cardiovascular hybrid PET/MRI imaging: MRI performance
- DOI:
10.1186/s41824-019-0061-7 - 发表时间:
2019-01-01 - 期刊:
- 影响因子:1.7
- 作者:
Farag, Adam;Thompson, R. Terry;Theberge, Jean - 通讯作者:
Theberge, Jean
fMRI functional connectivity of the periaqueductal gray in PTSD and its dissociative subtype.
- DOI:
10.1002/brb3.579 - 发表时间:
2016-12 - 期刊:
- 影响因子:3.1
- 作者:
Harricharan, Sherain;Rabellino, Daniela;Frewen, Paul A.;Densmore, Maria;Theberge, Jean;McKinnon, Margaret C.;Schore, Allan N.;Lanius, Ruth A. - 通讯作者:
Lanius, Ruth A.
Theberge, Jean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('Theberge, Jean', 18)}}的其他基金
Optimizing detection of glutamate functional magnetic resonance spectroscopy signals in the human brain
优化人脑谷氨酸功能磁共振波谱信号的检测
- 批准号:
RGPIN-2016-05055 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 1.75万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
Optimizing detection of glutamate functional magnetic resonance spectroscopy signals in the human brain
优化人脑谷氨酸功能磁共振波谱信号的检测
- 批准号:
RGPIN-2016-05055 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 1.75万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
Optimizing detection of glutamate functional magnetic resonance spectroscopy signals in the human brain
优化人脑谷氨酸功能磁共振波谱信号的检测
- 批准号:
RGPIN-2016-05055 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 1.75万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
Optimizing detection of glutamate functional magnetic resonance spectroscopy signals in the human brain
优化人脑谷氨酸功能磁共振波谱信号的检测
- 批准号:
RGPIN-2016-05055 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 1.75万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
Optimizing detection of glutamate functional magnetic resonance spectroscopy signals in the human brain
优化人脑谷氨酸功能磁共振波谱信号的检测
- 批准号:
RGPIN-2016-05055 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 1.75万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
Optimizing detection of glutamate functional magnetic resonance spectroscopy signals in the human brain
优化人脑谷氨酸功能磁共振波谱信号的检测
- 批准号:
RGPIN-2016-05055 - 财政年份:2016
- 资助金额:
$ 1.75万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
相似国自然基金
基于MFSD2A调控血迷路屏障跨细胞囊泡转运机制的噪声性听力损失防治研究
- 批准号:82371144
- 批准年份:2023
- 资助金额:49.00 万元
- 项目类别:面上项目
内源性蛋白酶抑制剂SerpinA3N对缺血性脑卒中后血脑屏障的保护作用及其表达调控机制
- 批准号:82371317
- 批准年份:2023
- 资助金额:49.00 万元
- 项目类别:面上项目
KLK10调控胶质—血管耦合与对话促缺血性卒中后血脑屏障修复的机制
- 批准号:82371465
- 批准年份:2023
- 资助金额:49.00 万元
- 项目类别:面上项目
Sitagliptin通过microbiota-gut-brain轴在2型糖尿病致阿尔茨海默样变中的脑保护作用机制
- 批准号:81801389
- 批准年份:2018
- 资助金额:21.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
基于异构医学影像数据的深度挖掘技术及中枢神经系统重大疾病的精准预测
- 批准号:61672236
- 批准年份:2016
- 资助金额:64.0 万元
- 项目类别:面上项目
平扫描数据导引的超低剂量Brain-PCT成像新方法研究
- 批准号:81101046
- 批准年份:2011
- 资助金额:23.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
精神分裂症进程中非对称性活跃脑结构改变的磁共振研究
- 批准号:81171275
- 批准年份:2011
- 资助金额:14.0 万元
- 项目类别:面上项目
精神分裂症脑网络异常的影像遗传学研究
- 批准号:81000582
- 批准年份:2010
- 资助金额:20.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
盲人脑网络可塑性的磁共振影像研究
- 批准号:30900476
- 批准年份:2009
- 资助金额:24.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
中枢神经系统Stat3对AQP4表达的调节作用及作用机制研究
- 批准号:30800355
- 批准年份:2008
- 资助金额:20.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
Structural Determinants of Allosteric Modulation of Brain GPCRs
脑 GPCR 变构调节的结构决定因素
- 批准号:
10207579 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 1.75万 - 项目类别:
Structural Determinants of Allosteric Modulation of Brain GPCRs
脑 GPCR 变构调节的结构决定因素
- 批准号:
9979812 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 1.75万 - 项目类别:
Structural Determinants of Allosteric Modulation of Brain GPCRs
脑 GPCR 变构调节的结构决定因素
- 批准号:
10450746 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 1.75万 - 项目类别:
Structural Determinants of Allosteric Modulation of Brain GPCRs
脑 GPCR 变构调节的结构决定因素
- 批准号:
10650803 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 1.75万 - 项目类别:
Synaptic Determinants of Vestibular Afferent Dynamics
前庭传入动力学的突触决定因素
- 批准号:
8039125 - 财政年份:2009
- 资助金额:
$ 1.75万 - 项目类别:
Synaptic Determinants of Vestibular Afferent Dynamics
前庭传入动力学的突触决定因素
- 批准号:
8247709 - 财政年份:2009
- 资助金额:
$ 1.75万 - 项目类别:
Synaptic Determinants of Vestibular Afferent Dynamics
前庭传入动力学的突触决定因素
- 批准号:
8441599 - 财政年份:2009
- 资助金额:
$ 1.75万 - 项目类别:
Synaptic Determinants of Vestibular Afferent Dynamics
前庭传入动力学的突触决定因素
- 批准号:
7799211 - 财政年份:2009
- 资助金额:
$ 1.75万 - 项目类别:
Synaptic Determinants of Vestibular Afferent Dynamics
前庭传入动力学的突触决定因素
- 批准号:
7651556 - 财政年份:2009
- 资助金额:
$ 1.75万 - 项目类别:
Synaptic Determinants of Vestibular Afferent Dynamics
前庭传入动力学的突触决定因素
- 批准号:
7850267 - 财政年份:2009
- 资助金额:
$ 1.75万 - 项目类别: