Configuring microelectrodes for safe and effective chronic electrical stimulation

配置微电极以实现安全有效的慢性电刺激

基本信息

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): The project goal is to quantify the roles and interactions of stimulus charge density (QD) and charge per phase (Q) in the induction of depression of neuronal excitability and loss of neurons during prolonged microstimulation in the cerebral cortex. We will examine these effects of the microstimulation in the immediate vicinity of the stimulating microelectrodes in the feline post-cruciate gyrus of the cerebral cortex, and also the remote effects in the adjacent pre-cruciate gyrus. The relations between Q, QD and the occurrence (or absence) of neuronal injury have been determined for larger "macroelectrodes" and has enabled development of protocols for safe and effective electrical stimulation with neural interfaces, and we propose to do the same for intraparenchymal microstimulation. Safe (and damaging) protocols for intraparenchymal microstimulation have been determined for some specific situations, but for microstimulation a systematic study has not been performed for the interactions of Q,QD and the physiologic and histologic responses. The proposed study will employ silicon substrate microelectrodes and microwire electrodes implanted chronically in the sensorimotor cortex of adult cats. We will identify combinations of Q and QD that are able to excite pyramidal tract neurons of the cerebral cortex without producing depression of neuronal excitability or loss during 200 hours of stimulation (8 hrs/day for 25 days). The range of Q to be evaluated (2 to 16 nC/phase) will span all or most of the range that is likely to be used in a clinical interface. The stimulus will be delivered for 7 hour per day, for a total of 210 hours at a pulse rate of 50 pps. This is intended to be a realistic representative of the parameters that would be used in a clinical neural interface. Since Q/QD = A, the electrodes' geometric surface area, the data from the study will define the value of A that is necessary and sufficient to allow safe and effective chronic microstimulation in the cerebral cortex using a specified charge per phase.
描述(由申请人提供):该项目的目标是量化刺激电荷密度(QD)和每相电荷(Q)在大脑皮层长时间微刺激过程中诱导神经元兴奋性抑制和神经元损失中的作用和相互作用。 我们将检查猫大脑皮层后十字回中刺激微电极附近的微刺激的影响,以及邻近前十字回的远程影响。 Q、QD 与神经元损伤的发生(或不存在)之间的关系已针对较大的“宏电极”确定,并已能够开发神经接口安全有效的电刺激方案,我们建议对实质内微刺激做同样的事情。 对于某些特定情况,已经确定了脑实质内微刺激的安全(和破坏性)方案,但对于微刺激,尚未对 Q、QD 与生理和组织学反应的相互作用进行系统研究。 拟议的研究将采用长期植入成年猫感觉运动皮层的硅基板微电极和微线电极。 我们将确定 Q 和 QD 的组合,它们能够兴奋大脑皮层的锥体束神经元,而不会在 200 小时的刺激(每天 8 小时,持续 25 天)期间产生神经元兴奋性抑制或丧失。 待评估的 Q 范围(2 至 16 nC/相)将跨越临床界面中可能使用的全部或大部分范围。 每天将提供 7 小时的刺激,总共 210 小时,脉搏率为 50 pps。 这旨在成为临床神经接口中使用的参数的现实代表。 由于 Q/QD = A(电极的几何表面积),因此研究数据将定义 A 的值,该值对于使用每相指定的电荷在大脑皮层中进行安全有效的慢性微刺激是必要且充分的。

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 }}

Douglas Buchanan McCreery其他文献

Douglas Buchanan McCreery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('Douglas Buchanan McCreery', 18)}}的其他基金

Advanced technology for neural interfaces based on microstimulation
基于微刺激的神经接口先进技术
  • 批准号:
    8573376
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 44.48万
  • 项目类别:
Advanced technology for neural interfaces based on microstimulation
基于微刺激的神经接口先进技术
  • 批准号:
    8700369
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 44.48万
  • 项目类别:
Advanced technology for neural interfaces based on microstimulation
基于微刺激的神经接口先进技术
  • 批准号:
    9094696
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 44.48万
  • 项目类别:
Technology for an advanced cochlear nucleus auditory prosthesis
先进的耳蜗核听觉假体技术
  • 批准号:
    7850298
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 44.48万
  • 项目类别:
Technology for an advanced cochlear nucleus auditory prosthesis
先进的耳蜗核听觉假体技术
  • 批准号:
    7903210
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 44.48万
  • 项目类别:
Technology for an advanced cochlear nucleus auditory prosthesis
先进的耳蜗核听觉假体技术
  • 批准号:
    7652422
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 44.48万
  • 项目类别:
Technology for an advanced cochlear nucleus auditory prosthesis
先进的耳蜗核听觉假体技术
  • 批准号:
    7508840
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 44.48万
  • 项目类别:
Technology for an advanced cochlear nucleus auditory prosthesis
先进的耳蜗核听觉假体技术
  • 批准号:
    8116570
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 44.48万
  • 项目类别:
Arrays for deep brain microstimulation and recording
用于深部脑微刺激和记录的阵列
  • 批准号:
    7684336
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 44.48万
  • 项目类别:
Arrays for deep brain microstimulation and recording
用于深部脑微刺激和记录的阵列
  • 批准号:
    7900375
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 44.48万
  • 项目类别:

相似国自然基金

单核细胞产生S100A8/A9放大中性粒细胞炎症反应调控成人Still病发病及病情演变的机制研究
  • 批准号:
    82373465
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
成人型弥漫性胶质瘤患者语言功能可塑性研究
  • 批准号:
    82303926
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
MRI融合多组学特征量化高级别成人型弥漫性脑胶质瘤免疫微环境并预测术后复发风险的研究
  • 批准号:
    82302160
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
SERPINF1/SRSF6/B7-H3信号通路在成人B-ALL免疫逃逸中的作用及机制研究
  • 批准号:
    82300208
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于动态信息的深度学习辅助设计成人脊柱畸形手术方案的研究
  • 批准号:
    82372499
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

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:
    $ 44.48万
  • 项目类别:
Circuit-based mechanisms of neuronal vulnerability in the adult EC
成人内皮细胞神经元脆弱性的基于回路的机制
  • 批准号:
    10400031
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 44.48万
  • 项目类别:
Circuit-based mechanisms of neuronal vulnerability in the adult EC
成人内皮细胞神经元脆弱性的基于回路的机制
  • 批准号:
    10615015
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 44.48万
  • 项目类别:
Cardiac Toxicity of Flavorings in Electronic Nicotine Delivery Systems
电子尼古丁输送系统中香料的心脏毒性
  • 批准号:
    10471281
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 44.48万
  • 项目类别:
Cardiac Toxicity of Flavorings in Electronic Nicotine Delivery Systems
电子尼古丁输送系统中香料的心脏毒性
  • 批准号:
    10046578
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 44.48万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了