Non-Invasive System for Identifying Neural Behavior

用于识别神经行为的非侵入性系统

基本信息

  • 批准号:
    7489322
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 45.51万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2006
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2006-09-01 至 2010-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): This application for "Neurotechnology Research, Development, and Enhancement" (PA-04-006) proposes the development of innovative technologies, methodologies, and instrumentation to advance our understanding of neural control mechanisms of muscle force production through a non-invasive means of recording neuronal firing patterns. The project will develop an automatic system to accurately and quickly decompose the surface Electromyographic (sEMG) signal into its constituent action potentials and provide the timing of the firings of concurrently active motor units. The goal is to achieve an accuracy of >85% in the automatic mode and >96% with the assistance of an interactive editor. This information will enable a wide range of studies to investigate the workings of the healthy and diseased neuromuscular system by simply placing a sensor above a muscle with no assault to the CNS. The sEMG Decomposition System will replace existing technology that relies on invasive procedures to detect the EMG signal through needle or fine-wire electrodes. The proposed work includes: 1) mathematical modeling and empirical studies to develop a sEMG electrode array that maximizes shape differences of motor unit firings and thereby facilitates sEMG signal decomposition; 2) algorithm development using artificial intelligence technology of our own design combined with Principal Component Analysis techniques; and 3) data acquisition/processing software and hardware to build a portable prototype surface decomposition system. Performance testing of the system will be conducted using data collection experiments to ensure that the system is comparable in motor unit yield, processing speed, and accuracy to the current state-of-the art indwelling decomposition system. We will also prove that the signal decomposition is performed correctly by decomposing two separately collected signals and matching the results. A dissemination plan is included to make this technology available to the Motor Control community. Commercialization will be realized through Altec Inc. This technology will enable researchers in the fields of Motor Control, Aging, Exercise Physiology, Space Medicine, and Ergonomics, where it is of interest to understand how the CNS controls muscles, and how that control is altered as a consequence of aging, exercise, exposure to microgravity, fatigue, and excessive and prolonged force production. It will be useful to clinicians for assessing the degree of dysfunction in upper motoneuron diseases such as Cerebral Palsy, Parkinson's Disease, ALS, Stroke, and other disorders.
描述(由申请人提供):本“神经技术研究、开发和增强”申请 (PA-04-006) 提出开发创新技术、方法和仪器,以通过以下方式增进我们对肌肉力量产生的神经控制机制的理解:记录神经元放电模式的非侵入性方法。该项目将开发一种自动系统,能够准确、快速地将表面肌电图 (sEMG) 信号分解为其组成动作电位,并提供同时活动的运动单元的放电时间。目标是在自动模式下实现 >85% 的准确度,在交互式编辑器的帮助下实现 >96% 的准确度。这些信息将使广泛的研究能够通过简单地将传感器放置在肌肉上方而不会攻击中枢神经系统来调查健康和患病神经肌肉系统的运作情况。 sEMG 分解系统将取代依赖侵入性程序通过针或细线电极检测 EMG 信号的现有技术。拟议的工作包括:1)数学建模和实证研究,以开发 sEMG 电极阵列,最大限度地提高运动单元放电的形状差异,从而促进 sEMG 信号分解; 2)采用自主设计的人工智能技术结合主成分分析技术进行算法开发; 3)数据采集/处理软件和硬件,以构建便携式原型表面分解系统。该系统的性能测试将通过数据收集实验进行,以确保该系统在运动单位产量、处理速度和准确性方面与当前最先进的留置分解系统相当。我们还将通过分解两个单独收集的信号并匹配结果来证明信号分解是正确执行的。其中包括一项传播计划,以使该技术可供电机控制社区使用。商业化将通过 Altec Inc. 实现。这项技术将使运动控制、衰老、运动生理学、太空医学和人体工程学领域的研究人员能够了解中枢神经系统如何控制肌肉以及如何改变这种控制由于衰老、锻炼、暴露于微重力、疲劳以及过度和长时间的用力产生。它将有助于临床医生评估上运动神经元疾病(如脑瘫、帕金森病、ALS、中风和其他疾病)的功能障碍程度。

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 }}

Carlo J De Luca其他文献

SURFACE ELECTROMYOGRAPHY : DETECTION AND RECORDING
表面肌电图:检测和记录
  • DOI:
    10.1115/1.3267469
  • 发表时间:
    1987-12-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Carlo J De Luca
  • 通讯作者:
    Carlo J De Luca
Spectral electromyographic assessment of back muscles in patients with low back pain undergoing rehabilitation.
对接受康复治疗的腰痛患者的背部肌肉进行频谱肌电图评估。
  • DOI:
    10.1097/00007632-199501000-00008
  • 发表时间:
    1995-09-13
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    Serge H. Roy;Carlo J De Luca;M. Emley;R. Buijs
  • 通讯作者:
    R. Buijs
Classification of back muscle impairment based on the surface electromyographic signal.
基于表面肌电信号的背部肌肉损伤分类。

Carlo J De Luca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('Carlo J De Luca', 18)}}的其他基金

Harnessing Motoneuron Activity: From Lab to Clinic
利用运动神经元活动:从实验室到诊所
  • 批准号:
    7433213
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 45.51万
  • 项目类别:
Harnessing Motoneuron Activity: From Lab to Clinic
利用运动神经元活动:从实验室到诊所
  • 批准号:
    7236418
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 45.51万
  • 项目类别:
Harnessing Motoneuron Activity: From Lab to Clinic
利用运动神经元活动:从实验室到诊所
  • 批准号:
    7860691
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 45.51万
  • 项目类别:
Harnessing Motoneuron Activity: From Lab to Clinic
利用运动神经元活动:从实验室到诊所
  • 批准号:
    8079038
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 45.51万
  • 项目类别:
Harnessing Motoneuron Activity: From Lab to Clinic
利用运动神经元活动:从实验室到诊所
  • 批准号:
    7637376
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 45.51万
  • 项目类别:
Non-Invasive System for Identifying Neural Behavior
用于识别神经行为的非侵入性系统
  • 批准号:
    7132833
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 45.51万
  • 项目类别:
Non-Invasive System for Identifying Neural Behavior
用于识别神经行为的非侵入性系统
  • 批准号:
    7675312
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 45.51万
  • 项目类别:
Non-Invasive System for Identifying Neural Behavior
用于识别神经行为的非侵入性系统
  • 批准号:
    7280742
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 45.51万
  • 项目类别:
Wearable-Sensor System for Monitoring Motor Function
用于监测运动功能的可穿戴传感器系统
  • 批准号:
    7482475
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 45.51万
  • 项目类别:
Wearable-Sensor System for Monitoring Motor Function
用于监测运动功能的可穿戴传感器系统
  • 批准号:
    7922046
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 45.51万
  • 项目类别:

相似国自然基金

TBX20在致盲性老化相关疾病年龄相关性黄斑变性中的作用和机制研究
  • 批准号:
    82220108016
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    252 万元
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
LncRNA ALB调控LC3B活化及自噬在体外再生晶状体老化及年龄相关性白内障发病中的作用及机制研究
  • 批准号:
    81800806
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    22.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
APE1调控晶状体上皮细胞老化在年龄相关性白内障发病中的作用及机制研究
  • 批准号:
    81700824
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    19.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
KDM4A调控平滑肌细胞自噬在年龄相关性血管老化中的作用及机制
  • 批准号:
    81670269
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    55.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
A2E老化ARMS2/HTRA1型iPSC-RPE细胞的研究:个体化AMD发病机制初步探索
  • 批准号:
    81400412
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Voltage Imaging of Astrocyte-Neuron Interactions
星形胶质细胞-神经元相互作用的电压成像
  • 批准号:
    10711423
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 45.51万
  • 项目类别:
The Effects of Aging and Microglia Dysfunction on Remyelination
衰老和小胶质细胞功能障碍对髓鞘再生的影响
  • 批准号:
    10603320
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 45.51万
  • 项目类别:
Molecular and Functional Mechanisms of the aging auditory neuron
衰老听觉神经元的分子和功能机制
  • 批准号:
    10496285
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 45.51万
  • 项目类别:
Administrative Core
行政核心
  • 批准号:
    10496281
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 45.51万
  • 项目类别:
Proteomic Core D
蛋白质组核心D
  • 批准号:
    10496284
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 45.51万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了