Detection and Amelioration of Gamma Oscillation Abnormalities in Blast-Related Brain Injury_523_Spencer

爆炸相关脑损伤中伽马振荡异常的检测和改善_523_Spencer

基本信息

  • 批准号:
    10427116
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 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:
    2019-08-01 至 2022-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Veterans of recent conflicts have experienced serious cognitive and emotional problems resulting from exposure to blasts. Recent work suggests that a critical factor in the sequelae of blast exposure is distance from the blast, rather than the presence or absence of concussion symptoms. Exposure to blasts from a distance of <10 m has been associated with significantly greater cognitive and neural disturbances than exposure to blasts from >10 m. The neural correlates of blast-related brain injury are poorly understood, as to date this type of brain injury has received little research focus. We propose to use oscillations in the gamma band (30-100 Hz) of the electroencephalogram (EEG) to detect and remediate neural circuit dysfunction related to blast injury in veterans. Gamma band oscillations have been shown to be involved in several brain functions, including visual perception, selective attention, working memory, long term memory, and motor control. Recent studies in animal models have linked the effects of traumatic brain injury to parvalbumin-expressing (PV+) inhibitory interneurons, which are a critical element of the cortical circuitry that generates gamma oscillations. PV+ interneuron dysfunction is associated with deficits in evoked gamma oscillations and increased power of broadband gamma “noise”, as well as cognitive deficits. It has also recently been shown that stimulation of PV+ interneurons by patterned stimuli in the gamma band can improve the function of these interneurons, as well as cognitive function, in animal models of neuropsychiatric disorders. Hence, we believe that gamma oscillations and stimulation provide promising targets for investigation in veterans who suffer from blast-related brain injury. We will investigate gamma band activity and stimulation in 50 veterans who will be recruited from the participant pool of the VA Translational Research Center for TBI and Stress Disorders (TRACTS) at the VA Boston Healthcare System. Aim 1: To assess whether evoked gamma deficits and increased gamma noise are present in individuals exposed to Close (<10 m) vs. Far (>10 m) blasts. We predict that evoked gamma will be reduced in power and phase synchrony, while gamma noise will be increased in power, in Close compared to Far blast groups. Aim 2: To determine whether gamma oscillation abnormalities associated with close blast exposure can be remediated by non-invasive patterned sensory stimulation in the gamma band. We will administer 6 min of auditory steady-state stimulation at 40 Hz. We predict that gamma conditioning will increase evoked gamma oscillations elicited by tones at the conditioned vs. unconditioned frequency, while gamma noise will be decreased. These effects will be greater in the Close compared to the Far blast groups. This project also has 2 exploratory aims: 1) To investigate whether resting state delta-band (1-4 Hz) EEG power is increased in Close relative to Far blast exposure groups, as delta power is increased in individuals who have experienced mild traumatic brain injury compared to healthy controls. 2) As blast exposure is associated with white matter deficits, and PV+ interneuron axons are myelinated, we will examine whether gamma abnormalities are correlated with white matter deficits as assessed by diffusion tensor imaging (DTI) measures in the auditory cortex, available from the TRACTS database. In sum, this project seeks to advance our understanding of the effects of blasts on brain function in veterans by probing the effects of blast exposure on the neural circuits that generate gamma oscillations, and by testing whether a new type of non-invasive brain stimulation can improve brain function in veterans exposed to blasts. If successful, this project could lead to new approaches to detect and remediate the effects of blast exposure on veterans and aid in their functional recovery.
最近冲突的退伍军人经历了严重的认知和情感问题 最近的研究表明,爆炸后遗症的一个关键因素是距离。 是否有来自爆炸的冲击波,而不是是否存在因接触爆炸而产生的脑震荡症状。 <10 m 的距离与显着更大的认知和神经障碍相关 暴露于大于 10 m 的爆炸 爆炸相关脑损伤的神经相关性尚不清楚。 迄今为止,这种类型的脑损伤很少受到研究关注。 我们建议使用脑电图 (EEG) 的伽玛波段 (30-100 Hz) 中的振荡来 检测并修复退伍军人与爆炸损伤相关的神经回路功能障碍。 已被证明参与多种大脑功能,包括视觉感知、选择性注意力、 最近的动物模型研究将工作记忆、长期记忆和运动控制联系起来。 创伤性脑损伤对表达小白蛋白(PV+)的抑制性中间神经元的影响,这是一个关键的 产生伽玛振荡的皮质电路元件与PV+中间神经元功能障碍有关。 诱发伽马振荡的缺陷和宽带伽马“噪声”功率的增加,以及 最近还表明,模式刺激对 PV+ 中间神经元的刺激。 伽马带可以改善动物中这些中间神经元的功能以及认知功能 因此,我们相信伽马振荡和刺激提供了神经精神疾病的模型。 我们将对那些有可能遭受爆炸相关脑损伤的退伍军人进行调查。 将从 VA 参与者池中招募的 50 名退伍军人的伽马能带活动和刺激 VA 波士顿医疗系统 TBI 和应激障碍转化研究中心 (TRACTS)。 目标 1:评估诱发的伽马缺陷和增加的伽马噪声是否存在于 暴露于近距离(<10 m)与远距离(>10 m)爆炸的个体我们预测诱发的伽马射线会减少。 近距爆炸与远距爆炸相比,功率和相位同步,而伽马噪声的功率会增加 组。 目标 2:确定伽马振荡异常是否与近距离爆炸暴露相关 可以通过伽玛波段的非侵入性模式感觉刺激来补救,我们将进行 6 分钟。 我们预测 40 Hz 的听觉稳态刺激会增加诱发伽马。 调节频率与非调节频率下的音调引起的振荡,而伽马噪声将 与远距离爆炸组相比,这些影响在近距离爆炸组中会更大。 该项目还有 2 个探索性目标:1)研究静息态 delta-band(1-4 Hz)是否存在 相对于远距离爆炸暴露组,EEG 功率增加,因为 Delta 功率在 2) 作为爆炸 暴露与白质缺陷有关,PV+ 中间神经元轴突有髓鞘,我们将检查 通过弥散张量成像评估伽玛异常是否与白质缺陷相关 (DTI) 听觉皮层测量,可从 TRACTS 数据库获取。 总之,该项目旨在增进我们对爆炸对大脑功能影响的理解 通过探索爆炸暴露对产生伽马振荡的神经回路的影响,以及 通过测试新型非侵入性脑刺激是否可以改善暴露的退伍军人的大脑功能 如果成功,该项目可能会带来检测和修复爆炸影响的新方法。 接触退伍军人并帮助他们的功能恢复。

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 }}

KEVIN M SPENCER其他文献

KEVIN M SPENCER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('KEVIN M SPENCER', 18)}}的其他基金

Monitoring Pesticide Exposure and Accumulation: An Improved Rapid Identifier for all Pesticide Classes
监测农药暴露和累积:改进的所有农药类别的快速识别器
  • 批准号:
    9447172
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Monitoring Pesticide Exposure and Accumulation: An improved Rapid Identifier for all Pesticide Classes
监测农药暴露和积累:针对所有农药类别的改进快速识别器
  • 批准号:
    8903333
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Monitoring Pesticide Exposure and Accumulation: An Improved Rapid Identifier for all Pesticide Classes
监测农药暴露和累积:改进的所有农药类别的快速识别器
  • 批准号:
    9199298
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Neurophysiological Studies of Visual Perception in Schizophrenia
精神分裂症视觉感知的神经生理学研究
  • 批准号:
    8698347
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Neurophysiological Studies of Visual Perception in Schizophrenia
精神分裂症视觉感知的神经生理学研究
  • 批准号:
    8329115
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Neurophysiological Studies of Visual Perception in Schizophrenia
精神分裂症视觉感知的神经生理学研究
  • 批准号:
    8499015
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
A Melamine Field Sensor for Surety Control of Dairy Products
用于乳制品安全控制的三聚氰胺现场传感器
  • 批准号:
    7907432
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Neurophysiological Studies of Visual Perception in Schizophrenia
精神分裂症视觉感知的神经生理学研究
  • 批准号:
    7789525
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Neurophysiological Studies of Visual Perception in Schizophrenia
精神分裂症视觉感知的神经生理学研究
  • 批准号:
    7686665
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Neurophysiological Studies of Visual Perception in Schizophrenia
精神分裂症视觉感知的神经生理学研究
  • 批准号:
    8195959
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:

相似国自然基金

DHCR24介导雌激素膜受体GPR30抑制耳蜗听觉细胞凋亡在感音神经性耳聋中的机制研究
  • 批准号:
    82301302
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
听觉剥夺及干预对前庭功能的影响及机制研究
  • 批准号:
    82301299
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
TMS同步刺激颞上回和前运动皮层促进听觉-运动整合改善帕金森病言语障碍的神经机制
  • 批准号:
    82302859
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于多尺度多模式成像探究耳鸣小鼠模型的听觉-边缘系统神经重塑机制
  • 批准号:
    82302284
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
DRSGN诱导耳蜗类器官听觉通路重建的时空相分离机制研究
  • 批准号:
    82360224
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    32 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目

相似海外基金

Creation of Knockout Laboratory Opossums
淘汰赛实验室负鼠的创建
  • 批准号:
    10648854
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Dynamic neural coding of spectro-temporal sound features during free movement
自由运动时谱时声音特征的动态神经编码
  • 批准号:
    10656110
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Non-sensory Circuits for Auditory Perceptual Learning
用于听觉感知学习的非感觉回路
  • 批准号:
    10563542
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Corticofugal contributions to auditory perceptual learning
皮质对听觉感知学习的贡献
  • 批准号:
    10749249
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Consequences of Perinatal Nicotine Exposure on Functional Brainstem Development
围产期尼古丁暴露对功能性脑干发育的影响
  • 批准号:
    10752337
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了