Development of a Bidirectional Optogenetic Minimally Invasive Peripheral Nerve Interface with Single Axon Read-in & Read-out Specificity

单轴突读入双向光遗传学微创周围神经接口的开发

基本信息

项目摘要

An Optical Probe capable of Activating/Reporting on axon activity in nerves of parasympathetic nervous system would be a boon to researchers working with the pancreas. We are proposing to develop such a Probe using our background and experience in optogenetics in the peripheral nerve, bio-imaging and compact multiphoton microscope design. Current neuro-modulation approaches for the vagus nerve are generally all or nothing events that cause simultaneous changes in heart rate, for example, along with changes in pancreatic function. We propose to develop a novel compact Optogenetic based Optical Probe capable of optically neuromodulating individual afferent and/or efferent axons within nerves of the parasympathetic, or peripheral, nervous system. We seek to read-in or read-out from these nerves with the goal of modulating organs or brain circuits innervated by them. Our central premise is that we can use optics to communicate with axons in a nerve. For optical approaches to work we need to convert action potentials into an optical signal. This can be done using reporter proteins or by some other means that is ancillary to action potential generation. Because nerves do not naturally express optical proteins, we will work with transgenic mice that express these proteins and use these mice to refine our system before making it available for other researchers to use. We will develop a bench-top Optical instrument that can be shared with other research teams to allow us, and them, to interrogate specific fascicles and axons within mouse, and ultimately human, nerves. Our goal here is the vagus nerve and its innervation of the pancreas. The vagus nerve is one of the main conduits into the parasympathetic nervous system. The ability to interface with this nerve gives one the ability to neuromodulate the viscera in one direction and the brain in the other. We are proposing to couple an optical fiber with an electrowetting lens head to allow remote interrogation the vagus nerve with a bench top (i.e. portable) laser system. Integration of miniature (1mm diameter) scale electrowetting electrically tunable optics with an optical fiber-based imaging system will enable two-photon fluorescence imaging of neuron activity by readout of a fluorescent indicator. We will work with our collaborators in the field of pancreatic research to test, refine and demonstrate our ability to activate/report from in-vitro mouse vagus nerves and to see if we can control and/or sense pancreatic responses in the absence of other responses, such as a change in heart rate, using targeted neuro-modulation of specific axons in the vagus in in-vivo transgenic mice experiments.
能够激活/报告副交感神经轴突活动的光学探针 该系统对于从事胰腺研究的研究人员来说将是一个福音。我们建议开发这样一个探针 利用我们在周围神经、生物成像和紧凑型光遗传学方面的背景和经验 多光子显微镜设计。目前迷走神经的神经调节方法通常是全部或 没有任何事件会导致心率同时变化,例如,随着胰腺变化 功能。 我们建议开发一种新型紧凑型基于光遗传学的光学探针,能够以光学方式 副交感神经或外周神经内的神经调节个体传入和/或传出轴突, 神经系统。我们寻求从这些神经中读入或读出,以达到调节器官或大脑的目的 由它们支配的电路。 我们的核心前提是我们可以使用光学与神经中的轴突进行通信。光学用 我们需要将动作电位转换为光信号。这可以使用记者来完成 蛋白质或通过其他方式辅助动作电位的产生。因为神经不 天然表达光学蛋白质,我们将与表达这些蛋白质的转基因小鼠合作并使用这些蛋白质 老鼠来完善我们的系统,然后再供其他研究人员使用。 我们将开发一种可以与其他研究团队共享的台式光学仪器,以便我们, 和它们,以询问小鼠以及最终人类神经内的特定束和轴突。我们的目标 这是迷走神经及其对胰腺的神经支配。迷走神经是进入神经的主要导管之一 副交感神经系统。与该神经交互的能力使人能够 向一个方向调节内脏,向另一个方向调节大脑。我们建议耦合光学 带有电润湿透镜头的光纤,可以使用台式(即,远程询问迷走神经) 便携式)激光系统。集成微型(直径 1mm)电润湿电可调光学器件 基于光纤的成像系统将能够通过以下方式对神经元活动进行双光子荧光成像 荧光指示剂的读数。 我们将与胰腺研究领域的合作者合作,测试、完善和展示我们的研究成果。 能够激活/报告体外小鼠迷走神经,并查看我们是否可以控制和/或感知胰腺 使用有针对性的神经调节在没有其他反应(例如心率变化)的情况下做出反应 体内转基因小鼠实验中迷走神经中特定轴突的变化。

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 }}

RICHARD Fergus ffrench WEIR其他文献

RICHARD Fergus ffrench WEIR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('RICHARD Fergus ffrench WEIR', 18)}}的其他基金

The Point Digit: A ratcheting prosthetic finger using advanced rapid manufacturing technology
The Point Digit:采用先进快速制造技术的棘轮假肢手指
  • 批准号:
    10028272
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 64.52万
  • 项目类别:
Power Hungry: Fuel Cells Harvesting Biofluids for Renewable Power of Wearable Medical Devices
电力需求旺盛:燃料电池收集生物流体,为可穿戴医疗设备提供可再生能源
  • 批准号:
    10237207
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 64.52万
  • 项目类别:
Artificial Digit Replacements for Women Veterans with Individual Digit Loss
为个别手指缺失的女性退伍军人进行人工手指替换
  • 批准号:
    10426913
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 64.52万
  • 项目类别:
Artificial Digit Replacements for Women Veterans with Individual Digit Loss
为个别手指缺失的女性退伍军人进行人工手指替换
  • 批准号:
    10610390
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 64.52万
  • 项目类别:
Research Career Scientist
研究职业科学家
  • 批准号:
    10754193
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 64.52万
  • 项目类别:
Artificial Digit Replacements for Women Veterans with Individual Digit Loss
为个别手指缺失的女性退伍军人进行人工手指替换
  • 批准号:
    10174849
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 64.52万
  • 项目类别:
RR&D Research Career Scientist Award Application
RR
  • 批准号:
    10407502
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 64.52万
  • 项目类别:
Development of a Bidirectional Optogenetic Minimally Invasive Peripheral Nerve Interface with Single Axon Read-in & Read-out Specificity
单轴突读入双向光遗传学微创周围神经接口的开发
  • 批准号:
    9481458
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 64.52万
  • 项目类别:
A Postural Control Paradigm for EMG Control of Advanced Prosthetic Hands
先进假手肌电图控制的姿势控制范例
  • 批准号:
    9000726
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 64.52万
  • 项目类别:
A Postural Control Paradigm for EMG Control of Advanced Prosthetic Hands
先进假手肌电图控制的姿势控制范例
  • 批准号:
    8825956
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 64.52万
  • 项目类别:

相似国自然基金

面向类脑智能感知的编码运算一体化柔性电子传入神经元的研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    60 万元
  • 项目类别:
    面上项目
不同刺灸法激活的穴位传入神经元及时间-空间反应特性
  • 批准号:
    81973967
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    55 万元
  • 项目类别:
    面上项目
有髓传入神经纤维相应DRG神经元中Cav3.2通道N-糖基化在DPN触诱发痛发生发展中的作用机制研究
  • 批准号:
    81801219
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    21.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
通过内皮素-1探索初级传入神经元感受疼痛或搔痒的细胞机制
  • 批准号:
    81171040
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    55.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Development of a non-opioid chemogenetic therapy for chronic neuropathic pain
开发治疗慢性神经病理性疼痛的非阿片类化学遗传学疗法
  • 批准号:
    10266854
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 64.52万
  • 项目类别:
The roles and functions of olfactory transduction channels in the odorant response
嗅觉转导通道在气味反应中的作用和功能
  • 批准号:
    10187543
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 64.52万
  • 项目类别:
The roles and functions of olfactory transduction channels in the odorant response
嗅觉转导通道在气味反应中的作用和功能
  • 批准号:
    10424534
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 64.52万
  • 项目类别:
The roles and functions of olfactory transduction channels in the odorant response
嗅觉转导通道在气味反应中的作用和功能
  • 批准号:
    9596131
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 64.52万
  • 项目类别:
Development of a Bidirectional Optogenetic Minimally Invasive Peripheral Nerve Interface with Single Axon Read-in & Read-out Specificity
单轴突读入双向光遗传学微创周围神经接口的开发
  • 批准号:
    9481458
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 64.52万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了