Imaging neural, astrocytic and vascular synchronization to assess cocaine's effects on mPFC
对神经、星形细胞和血管同步进行成像以评估可卡因对 mPFC 的影响
基本信息
- 批准号:10586794
- 负责人:
- 金额:$ 18.67万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2023
- 资助国家:美国
- 起止时间:2023-06-01 至 2025-05-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:3-DimensionalAffectAnimalsArtificial IntelligenceAstrocytesBiomedical EngineeringBlood Flow VelocityBlood VesselsBlood capillariesBrainCellsCerebrovascular CirculationCerebrovascular systemChronicCocaineComplementComputersDevelopmentDrug AddictionExposure toFluorescenceFrequenciesFunctional disorderGeneticGoalsImageImaging TechniquesInterdisciplinary StudyMeasuresMedialMediatingMediationMicroscopeModalityMorphologic artifactsMotionMusNational Institute of Drug AbuseNeurogliaNeuronsNeurosciencesNoiseOptical Coherence TomographyOpticsPrefrontal CortexPublic HealthReactionResearchResolutionRestRoleScientistSignal TransductionTechniquesTranslational ResearchViraladdictionawakecerebral capillarycerebral hemodynamicsclinically relevantcocaine exposuredenoisingdesigner receptors exclusively activated by designer drugsdetection sensitivityfluorescence imagingfrontal lobeimaging platformin vivo optical imaginginnovationinsightmicroscopic imagingneuroimagingneuronal excitabilityneuronal metabolismneurovascular couplingnovelpreventprogramsresearch and developmentresponsespatiotemporaltool
项目摘要
This application, "Imaging neuronal, astrocytic and vascular synchronization to assess cocaine’s effects
on mPFC", responds to NIDA’s CEBRA program to ‘develop or adapt innovative techniques for addiction
research’. The central goal of this proposal is to develop a novel artificial intelligence (AI) enhanced
fluorescence and optical Doppler microscope (AI-flODM) for simultaneous imaging of neuronal Ca2+
(Ca2+N) , astrocytic Ca2+ (Ca2+A) activities and cerebral blood flow velocity (CBFv) in medial prefrontal cortex
of awake animals. AI frameworks will be used to effectively minimize motion artifacts, denoise and segment
time-lapse images, from which spatiotemporal analyses will be applied to derive the synchronized Ca2+N,
Ca2+A, and CBFv activities characterized by their resting-state low-frequency oscillations (LFOs, <1Hz) in
mPFC of awake animals (Aim 1). AI-flODM will be used to assess cocaine’s effects on Ca2+N, Ca2+A, and
CBFv LFOs in mPFC of naïve mice and mice exposed to chronic cocaine, and chemogenetics (DREADDs)
will be used to determine Ca2+A in mediating cocaine-induced Ca2+N and CBFv synchronization (Aim 2).
An interdisciplinary research team has been assembled, including biomedical engineers, neuroimaging
scientists, and computer scientists to conduct the proposed research and development. This application
will be valuable for exploring the interactions in astrocytic signaling, neuronal excitability and local
microvascular responses involved in mPFC function and in their changes elicited by cocaine. The broad
impact of this application will be to provide a tool to complement other neuroimaging modalities to measure
neuronal, astrocytic, and vascular aspects of brain function in awake animals.
该应用程序“对神经、星形细胞和血管同步进行成像以评估可卡因的影响”
mPFC”,响应 NIDA 的 CEBRA 计划“开发或调整成瘾创新技术”
该提案的中心目标是开发一种新型人工智能(AI)增强型。
用于神经元 Ca2+ 同时成像的荧光和光学多普勒显微镜 (AI-flODM)
内侧前额皮质 (Ca2+N)、星形细胞 Ca2+ (Ca2+A) 活动和脑血流速度 (CBFv)
清醒动物的人工智能框架将用于有效地减少运动伪影、降噪和分割。
延时图像,从中应用时空分析来导出同步的 Ca2+N,
Ca2+A 和 CBFv 活动的特征是其静息态低频振荡(LFO,<1Hz)
清醒动物的 mPFC(目标 1)将用于评估可卡因对 Ca2+N、Ca2+A 和的影响。
初次接触小鼠和暴露于慢性可卡因的小鼠 mPFC 中的 CBFv LFO 和化学遗传学 (DREADD)
将用于确定 Ca2+A 介导可卡因诱导的 Ca2+N 和 CBFv 同步(目标 2)。
已经组建了一个跨学科研究团队,包括生物医学工程师、神经影像学工程师
科学家和计算机科学家进行拟议的研究和开发。
对于探索星形胶质细胞信号、神经兴奋性和局部的相互作用非常有价值
微血管反应涉及 mPFC 功能及其由可卡因引起的变化。
该应用程序的影响将是提供一种工具来补充其他神经成像模式来测量
清醒动物脑功能的神经元、星形细胞和血管方面。
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 }}
Congwu Du其他文献
Congwu Du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('Congwu Du', 18)}}的其他基金
Optical platform to image neuronal and vascular effects of cocaine in awake rodents
用于成像可卡因对清醒啮齿动物神经元和血管影响的光学平台
- 批准号:
9197743 - 财政年份:2016
- 资助金额:
$ 18.67万 - 项目类别:
相似国自然基金
十年禁渔对赤水河底栖动物群落多样性及其维持机制的影响
- 批准号:32301370
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
模拟增温对高寒草甸节肢动物“晨起”时间的影响及其生态学效应
- 批准号:32301391
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
三江源国家公园黄河源园区食草野生动物与放牧家畜冲突的强度、影响及未来情景
- 批准号:42371283
- 批准年份:2023
- 资助金额:46 万元
- 项目类别:面上项目
城市化对土壤动物宿主-寄生虫关系的影响机制研究
- 批准号:32301430
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
大型野生动物对秦岭山地森林林下植物物种组成和多样性的影响及作用机制
- 批准号:32371605
- 批准年份:2023
- 资助金额:50 万元
- 项目类别:面上项目
相似海外基金
A HUMAN IPSC-BASED ORGANOID PLATFORM FOR STUDYING MATERNAL HYPERGLYCEMIA-INDUCED CONGENITAL HEART DEFECTS
基于人体 IPSC 的类器官平台,用于研究母亲高血糖引起的先天性心脏缺陷
- 批准号:
10752276 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 18.67万 - 项目类别:
Endothelial Cell Reprogramming in Familial Intracranial Aneurysm
家族性颅内动脉瘤的内皮细胞重编程
- 批准号:
10595404 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 18.67万 - 项目类别:
Targeting Menin in Acute Leukemia with Upregulated HOX Genes
通过上调 HOX 基因靶向急性白血病中的 Menin
- 批准号:
10655162 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 18.67万 - 项目类别:
Changes in apical cochlear mechanics after cochlear implantation
人工耳蜗植入后耳蜗顶端力学的变化
- 批准号:
10730981 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 18.67万 - 项目类别: