CRCNS: US-Spain Research Proposal: Computational Modeling of PNS Stimulation

CRCNS:美国-西班牙研究提案:PNS 刺激的计算模型

基本信息

  • 批准号:
    10163843
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 28.28万
  • 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 2023-05-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The goal of the proposed effort is to develop and make available to the scientific community a modular, integrated, multiscale computational modeling framework that will allow the user to design safe and effective peripheral neurostimulators. The multiscale computational framework is based on the seamless integration of multiple computational modules/platforms particularly suited for integration: (a) a multi- resolution, frequency-domain, large-scale electromagnetic field modeling platform based upon our Admittance/Impedance Method (AM/IM) for the prediction of fields and currents induced in the neural tissue by arbitrary neurostimulators; (b) micron-resolution computational models of the bulk electrical and magnetic properties of axons and their excitation in peripheral nerve models of mammalians using NEURON software, coupled in space and time to the Admittance/Impedance Method; (c) a computational tool for the estimation of direct, electrically or magnetically-induced, tissue and neural damage due to arbitrary, user-defined, peripheral neurostimulators and waveforms and for the estimation of activity- based early axonal damage (EAD) based on correlation with experimentally observed damage in chronically implanted neurostimulators. The development of the proposed modules will provide the most complete predictive software framework available to assess acute and activity-based safety of peripheral neurostimulators due to parameters including electrode geometric::al features, charge density, charge per phase, frequency of stimulation and thermal increase. To the best of our knowledge, there is no computational method readily available that addresses both the effectiveness of the neurostimulator (modeling of the excitation in peripheral nerve models due to arbitrary electrode geometries and waveforms) and the safety of the neurostimulator both at the large-scale (electromagnetic tissue models of the human body based on high-resolution, dielectric properties- based, discretized computational models) and at micron-resolution (neural level). The proposed effort will consists of a) generation of computational models of peripheral nerves; b) development of the computational modules and platform; and c) experimental verification of the predictive capabilities of the computational models and platform.
拟议的努力的目的是开发并为科学界提供一个模块化, 集成的多尺度计算建模框架,该框架将允许用户设计安全和 有效的周围神经刺激剂。多尺度计算框架基于无缝 多个计算模块/平台的集成特别适合集成:(a) 基于我们的分辨率,频域,大规模电磁场建模平台 用于预测神经诱导的田间和电流的入学/阻抗法(AM/IM) 通过任意神经刺激剂组织; (b)散装电气和的微分辨率计算模型 使用轴突的磁性特性及其在哺乳动物的外周神经模型中使用 神经元软件,在空间和时间上耦合到入学/阻抗方法; (c)计算 用于估计直接,电或磁引起的,组织和神经损伤的工具 任意,用户定义的,周围神经刺激器和波形,以估计活动 基于与实验观察到的损害相关的早期轴突损伤(EAD) 长期植入神经刺激剂。拟议模块的开发将提供最多的 完整的预测软件框架可用于评估周围的急性和基于活动的安全性 由于参数包括电极几何:: Al特征,电荷密度,充电 相位,刺激的频率和热增加。 据我们所知,没有任何计算方法容易解决 神经刺激剂的有效性(由于任意而导致的外周神经模型中激发的建模 电极几何和波形)和神经刺激器的安全性都在大尺度上 (基于高分辨率,介电性能的人体电磁组织模型, 离散的计算模型)和微分辨率(神经级)。拟议的努力将 由a)外周神经的计算模型组成; b)发展 计算模块和平台; c)实验验证的预测能力 计算模型和平台。

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)
Machine learning enables non-Gaussian investigation of changes to peripheral nerves related to electrical stimulation.
  • DOI:
    10.1038/s41598-024-53284-w
  • 发表时间:
    2024-02-02
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
  • 通讯作者:
{{ 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 }}

GIANLUCA LAZZI其他文献

GIANLUCA LAZZI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('GIANLUCA LAZZI', 18)}}的其他基金

CRCNS: US-Spain Research Proposal: Computational Modeling of PNS Stimulation
CRCNS:美国-西班牙研究提案:PNS 刺激的计算模型
  • 批准号:
    9914674
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 28.28万
  • 项目类别:

相似国自然基金

阿魏酸基天然抗氧化抗炎纳米药物用于急性肾损伤诊疗一体化研究
  • 批准号:
    82302281
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
SGO2/MAD2互作调控肝祖细胞的细胞周期再进入影响急性肝衰竭肝再生的机制研究
  • 批准号:
    82300697
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于hemin-MOFs的急性心肌梗塞标志物负背景光电化学-比色双模分析
  • 批准号:
    22304039
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
RNA甲基转移酶NSUN2介导SCD1 mRNA m5C修饰调控急性髓系白血病细胞铁死亡的机制研究
  • 批准号:
    82300173
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于IRF5/MYD88信号通路调控巨噬细胞M1极化探讨针刀刺营治疗急性扁桃体炎的机制研究
  • 批准号:
    82360957
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目

相似海外基金

Mechanical signaling through the nuclear membrane in lung alveolar health
通过核膜的机械信号传导影响肺泡健康
  • 批准号:
    10677169
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 28.28万
  • 项目类别:
p16INK4a+ fibroblasts regulate epithelial regeneration after injury in lung alveoli through the SASP
p16INK4a成纤维细胞通过SASP调节肺泡损伤后的上皮再生
  • 批准号:
    10643269
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 28.28万
  • 项目类别:
3D Bioprinting of a Bioelectric Cell Bridge for Re-engineering Cardiac Conduction
用于重新设计心脏传导的生物电细胞桥的 3D 生物打印
  • 批准号:
    10753836
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 28.28万
  • 项目类别:
Genome Instability Induced Anti-Tumor Immune Responses
基因组不稳定性诱导的抗肿瘤免疫反应
  • 批准号:
    10626281
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 28.28万
  • 项目类别:
Commercial translation of high-density carbon fiber electrode arrays for multi-modal analysis of neural microcircuits
用于神经微电路多模态分析的高密度碳纤维电极阵列的商业转化
  • 批准号:
    10761217
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 28.28万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了