Center for Advanced Muscle BioElectronics (CAMBER)
高级肌肉生物电子中心 (CAMBER)
基本信息
- 批准号:10573637
- 负责人:
- 金额:$ 102.57万
- 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:2023-06-15 至 2028-05-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:AddressAnimalsBRAIN initiativeBehaviorBehavior ControlBehavioralBody partBrainCentral Nervous SystemClinicalCognitionCommunitiesComplementDataDevicesDiseaseEducational process of instructingEducational workshopElectrodesElectromyographyElectrophysiology (science)EmotionsEngineeringFeedbackForelimbGenerationsGoalsHealthHindlimbImplantLettersMeasurementMeasuresMethodsMonitorMotor outputMusMuscleMuscle FibersNervous System PhysiologyNeurosciencesOperative Surgical ProceduresPatternPerceptionPerformancePersonsProtocols documentationRattusRehabilitation therapyResearchResearch PersonnelResolutionResourcesScientistShapesSignal TransductionSongbirdsSpinal CordSurveysSystemTechniquesTechnologyTestingTrainingTraining ActivityUnited States National Institutes of HealthUpper ExtremityVisionWritingbasebioelectronicsdesignfabricationimplantationimprovedmeetingsmind controlmotor behaviorneuralneural circuitneural patterningnew technologynext generationnonhuman primatenovelorofacialpandemic diseaseprogramsprototypesensorsobrietysuccesstoolvirtual
项目摘要
A central goal of neuroscience is to discover how neural circuits control the body’s muscles to produce behavior.
However, despite recent advances in tools for studying brain activity, methods for examining the signals that
actually control behavior – spiking activity in muscle fibers – have advanced little since the 1950s, fundamentally
limiting our understanding of how the brain controls the body. By combining our expertise in electrophysiology
(Dr. Sober) and engineering (Dr. Bakir), we have created a new generation of microscale, high channel-count
electrode arrays that record muscle activity at unprecedented scale and resolution (single-unit spike trains in
muscle fibers) in freely behaving animals and from a range of species including mice, rats, songbirds, and
nonhuman primates. This technology is impactful because it allows precise monitoring of motor output in
conjunction with recording and manipulation of central neural circuits, consistent with the BRAIN Initiative’s goal
to reveal how patterns of activity in the central nervous system are transformed into motor behavior. To create
our tools, we have established a design, fabrication, and testing pipeline to create a number of well-tested
electrode designs that target forelimb, vocal, and orofacial muscles. Moreover, we surveyed the broader
community of researchers examining motor behavior to identify the shortcomings of current methods and to
prioritize array designs to address the same. We therefore propose to fabricate and distribute at least 2,500 of
our current devices to 100 researchers worldwide (Aim 1) and to develop virtual and in-person training modules
to teach users how to use our new technology (Aim 2) efficiently and at scale.
神经科学的一个中心目标是发现神经回路如何控制身体的肌肉产生行为。
然而,尽管研究大脑活动的工具最近取得了进展,但检查信号的方法
实际上控制行为——肌肉纤维的尖峰活动——自 20 世纪 50 年代以来几乎没有进步,从根本上来说
通过结合我们在电生理学方面的专业知识,限制了我们对大脑如何控制身体的理解。
(Sober 博士)和工程(Bakir 博士),我们创造了新一代微尺度、高通道数
电极阵列以前所未有的规模和分辨率记录肌肉活动(单单元尖峰训练)
肌肉纤维)存在于自由行为的动物和一系列物种中,包括小鼠、大鼠、鸣禽和
这项技术具有影响力,因为它可以精确监测非人类灵长类动物的运动输出。
与中枢神经回路的记录和操作相结合,符合 BRAIN Initiative 的目标
揭示中枢神经系统的活动模式如何转化为运动行为。
我们的工具,我们已经建立了设计、制造和测试管道,以创建许多经过充分测试的
此外,我们还调查了更广泛的前肢、声带和口面部肌肉的电极设计。
研究人员通过检查运动行为来找出当前方法的缺点并
因此,我们建议制造和分发至少 2,500 个阵列设计。
我们当前的设备面向全球 100 名研究人员(目标 1),并开发虚拟和现场培训模块
教导用户如何高效、大规模地使用我们的新技术(目标 2)。
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)
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