A multimodal approach to understanding the development of neurovascular coupling

了解神经血管耦合发展的多模式方法

基本信息

  • 批准号:
    10202746
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 42.07万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2017-09-25 至 2023-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Abstract: Hemodynamic signals allow us to non-invasively assay neural activity and could provide great insight into neural changes during postnatal development. However, it is not clearly understood how neural activity is related to changes in blood flow and oxygenation in the neonatal and juvenile brain. Previous studies in anesthetized animals and sedated humans have come to conflicting results as to the sign and magnitude of neurovascular coupling, and this unresolved issue has stalled the use of hemodynamic imaging in infants and children. In this proposal, we will determine how neurovascular coupling changes during postnatal development in the somatosensory cortex of the awake mouse brain, how this change in neurovascular coupling impacts BOLD fMRI signals, and how behavioral state can alter neurovascular coupling. We will use a multimodal approach, combining optical imaging (intrinsic optical signal imaging and 2-photon microscopy), electrophysiology, and fMRI to elucidate the relationship of hemodynamic signals to neural activity from the levels of single vessels up to the whole brain. We will mechanistically dissect the roles of local neural activity and cardiovascular effects on hemodynamic signals. The research proposed here will enable the use of hemodynamic imaging to study neural activity, plasticity, and neurodevelopmental disorders in infants and juvenile humans and animals.
摘要:血液动力学信号使我们能够非侵入性测定神经活动,并且可以提供 对产后发育过程中神经变化的深入了解。但是,尚不清楚 神经活动与新生儿和青少年的血流和氧合的变化如何相关 脑。先前在麻醉动物和镇静的人类的研究中取得了冲突的结果 至于神经血管耦合的迹象和大小,并且这个未解决的问题已经停滞不前 婴儿和儿童的血液动力学成像。在此提案中,我们将确定如何 神经血管耦合在产后发育过程中的神经血管耦合变化 清醒的小鼠大脑,这种神经血管耦合的变化如何影响大胆的fMRI信号,以及如何影响 行为状态可以改变神经血管耦合。我们将使用多模式的方法结合 光学成像(内在的光信号成像和2光子显微镜),电生理学和 fMRI阐明了血液动力学信号与神经活动的关系 船只到整个大脑。我们将机械地剖析局部神经活动的作用和 对血液动力学信号的心血管影响。这里提出的研究将使使用 血液动力学成像研究婴儿的神经活动,可塑性和神经发育障碍 和少年人和动物。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Neurovascular coupling and bilateral connectivity during NREM and REM sleep.
  • DOI:
    10.7554/elife.62071
  • 发表时间:
    2020-10-29
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.7
  • 作者:
    Turner KL;Gheres KW;Proctor EA;Drew PJ
  • 通讯作者:
    Drew PJ
Development of brain-wide connectivity architecture in awake rats.
  • DOI:
    10.1016/j.neuroimage.2018.05.009
  • 发表时间:
    2018-08-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    Ma Z;Ma Y;Zhang N
  • 通讯作者:
    Zhang N
Neurovascular coupling: motive unknown.
  • DOI:
    10.1016/j.tins.2022.08.004
  • 发表时间:
    2022-11
  • 期刊:
  • 影响因子:
    15.9
  • 作者:
    Drew, Patrick J.
  • 通讯作者:
    Drew, Patrick J.
nNOS-expressing interneurons control basal and behaviorally evoked arterial dilation in somatosensory cortex of mice.
  • DOI:
    10.7554/elife.60533
  • 发表时间:
    2020-10-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.7
  • 作者:
    Echagarruga CT;Gheres KW;Norwood JN;Drew PJ
  • 通讯作者:
    Drew PJ
Arousal state transitions occlude sensory-evoked neurovascular coupling in neonatal mice.
  • DOI:
    10.1038/s42003-023-05121-5
  • 发表时间:
    2023-07-17
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.9
  • 作者:
    Gheres, Kyle W. W.;Unsal, Hayreddin S. S.;Han, Xu;Zhang, Qingguang;Turner, Kevin L. L.;Zhang, Nanyin;Drew, Patrick J. J.
  • 通讯作者:
    Drew, Patrick J. J.
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