CRCNS Research Proposal: Exploring the Mechanism of 3-Hinge Gyral Formation and its Role in Brain Networks
CRCNS 研究计划:探索 3 铰链回旋形成机制及其在大脑网络中的作用
基本信息
- 批准号:2011369
- 负责人:
- 金额:$ 56.7万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Continuing Grant
- 财政年份:2020
- 资助国家:美国
- 起止时间:2020-10-01 至 2024-09-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
A 3-hinge gyrus, a conjunction of cortical folds coming from three directions, is a promising metric to characterize brain folding patterns and has potential to transform the study of the brain structure-function relationship. However, there are several significant gaps in understanding its significance, for example, why a growing brain preferentially develops 3-hinge gyral patterns as opposed to many other possible folding patterns; what fundamental mechanisms contribute to this complex process; and whether 3-hinge gyri can serve as hubs in brain networks and show cross-subject similarity. The goal of this project is to explore the fundamental mechanism of 3-hinge gyral formations and their role in brain networks. The study will help reveal fundamental principles of brain architecture and produce a unified theoretical framework relating between cortical folding, axonal wiring, and 3-hinge gyral formation. The long-term goal of this project is to offer a novel model to describe the relationships among brain morphology, connectivity, and function. The investigators will employ an integrated computational modeling and data-mining methodology to understand 3-hinge gyral pattern formation and its structure-function relationship in the cerebral cortex. The specific objectives are as follows: (1) Develop a computational mechanical model to explain 3-hinge gyral formation and the specific roles of geometrical parameters and axonal fibers. (2) Conduct neuroimaging studies to examine the potential role of cortical 3-hinge gyri as hubs in brain networks. (3) Perform imaging data analysis to test whether cortical 3-hinge gyri link the cross-subject similarity of cortical folding patterns to the correspondences of structural brain wiring diagrams and brain functions. By exploring the complementary information provided by cortical folding and 3-hinge gyral patterns, this project will offer a unique perspective to treat brain anatomy and connectivity collectively and better understand their relationships.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
三铰链回是来自三个方向的皮质褶皱的结合体,是表征大脑折叠模式的一个很有前途的指标,并且有可能改变大脑结构与功能关系的研究。然而,在理解其重要性方面存在一些重大差距,例如,为什么成长中的大脑优先发展 3 铰链回旋模式,而不是许多其他可能的折叠模式;哪些基本机制促成了这一复杂的过程;以及三铰链回旋是否可以作为大脑网络的枢纽并表现出跨学科的相似性。该项目的目标是探索三铰链回旋结构的基本机制及其在大脑网络中的作用。该研究将有助于揭示大脑结构的基本原理,并产生一个与皮质折叠、轴突布线和三铰链回形成之间相关的统一理论框架。该项目的长期目标是提供一种新颖的模型来描述大脑形态、连接性和功能之间的关系。研究人员将采用集成的计算模型和数据挖掘方法来了解大脑皮层中的 3 铰链回旋模式的形成及其结构功能关系。具体目标如下:(1)建立计算力学模型来解释三铰链的形成以及几何参数和轴突纤维的具体作用。 (2) 进行神经影像学研究,检查皮质 3 铰链回作为大脑网络中枢的潜在作用。 (3)进行成像数据分析,测试皮质三铰链回是否将皮质折叠模式的跨受试者相似性与结构性大脑接线图和大脑功能的对应关系联系起来。通过探索皮质折叠和 3 铰链回旋模式提供的补充信息,该项目将为共同治疗大脑解剖学和连接性并更好地理解它们的关系提供独特的视角。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并被认为值得通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准进行评估。
项目成果
期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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- DOI:10.1016/j.bpj.2021.07.019
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:3.4
- 作者:Liu, Ning;Chavoshnejad, Poorya;Li, Shaoheng;Razavi, Mir Jalil;Liu, Tianming;Pidaparti, Ramana;Wang, Xianqiao
- 通讯作者:Wang, Xianqiao
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