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
- 来源:
- 关键词:AdolescentAdultAffectAgeAnesthesia proceduresAnimalsAstrocytesBehaviorBehavioralBiological AssayBlood VesselsBlood VolumeBlood flowBrainCardiovascular systemCerebrovascular CirculationChildCollaborationsConflict (Psychology)CouplingDevelopmentDevelopmental ProcessElectrophysiology (science)Functional Magnetic Resonance ImagingHumanImageInfantInvestigationKnowledgeLaser Scanning MicroscopyLocomotionMeasuresMotorMovementMusNatureNear-infrared optical imagingNeonatalNeurodevelopmental DisorderNeuronsOpticsPericytesPharmacologyProceduresResearchRestRodentRoleScientistSensorySignal TransductionSomatosensory CortexSynapsesTechniquesTestingVibrissaeawakecardiovascular effectscognitive functionconstrictiondensityexperimental studyhemodynamicsimaging modalityinsightjuvenile animalmouse modelmultimodalityneural circuitneurodevelopmentneuroimagingneurovascular couplingnoveloptical imagingpostnatal developmentpostnatal periodrelating to nervous systemresponsetwo photon microscopytwo-photon
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:血流动力学信号使我们能够非侵入性地检测神经活动,并可以提供
对出生后发育过程中神经变化的深入了解。但并没有明确理解
神经活动如何与新生儿和青少年的血流和氧合变化相关
脑。先前对麻醉动物和镇静人类的研究得出了相互矛盾的结果
关于神经血管耦合的迹象和程度,这个未解决的问题已经阻碍了使用
婴儿和儿童的血流动力学成像。在本提案中,我们将确定如何
出生后发育过程中体感皮层神经血管耦合的变化
清醒的小鼠大脑,神经血管耦合的这种变化如何影响 BOLD fMRI 信号,以及如何
行为状态可以改变神经血管耦合。我们将使用多模式方法,结合
光学成像(本征光信号成像和 2 光子显微镜)、电生理学和
fMRI 从单个神经元水平阐明血流动力学信号与神经活动的关系
血管直至整个大脑。我们将机械地剖析局部神经活动的作用和
心血管对血流动力学信号的影响。这里提出的研究将能够使用
血流动力学成像研究婴儿的神经活动、可塑性和神经发育障碍
以及青少年人类和动物。
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)
Rude mechanicals in brain haemodynamics: non-neural actors that influence blood flow.
大脑血流动力学中的粗鲁机制:影响血流的非神经因素。
- DOI:
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Das, Aniruddha;Murphy, Kevin;Drew, Patrick J
- 通讯作者:Drew, Patrick J
Quantitative relationship between cerebrovascular network and neuronal cell types in mice.
小鼠脑血管网络与神经元细胞类型之间的定量关系。
- DOI:
- 发表时间:2022-06-21
- 期刊:
- 影响因子:8.8
- 作者:Wu, Yuan;Bennett, Hannah C;Chon, Uree;Vanselow, Daniel J;Zhang, Qingguang;Muñoz;Cheng, Keith C;Osten, Pavel;Drew, Patrick J;Kim, Yongsoo
- 通讯作者:Kim, Yongsoo
Development of brain-wide connectivity architecture in awake rats.
清醒大鼠全脑连接结构的发展。
- DOI:
- 发表时间:2018
- 期刊:
- 影响因子:5.7
- 作者:Ma, Zilu;Ma, Yuncong;Zhang, Nanyin
- 通讯作者:Zhang, Nanyin
Neurovascular coupling and bilateral connectivity during NREM and REM sleep.
NREM 和 REM 睡眠期间的神经血管耦合和双边连接。
- DOI:
- 发表时间:2020
- 期刊:
- 影响因子:7.7
- 作者:Turner, Kevin L;Gheres, Kyle W;Proctor, Elizabeth A;Drew, Patrick J
- 通讯作者:Drew, Patrick J
Neurovascular coupling: motive unknown.
神经血管耦合:动机未知。
- DOI:
- 发表时间:2022-11
- 期刊:
- 影响因子:15.9
- 作者:Drew; Patrick J
- 通讯作者:Patrick J
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