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Simultaneous magnetic brain stimulation and measurement

Projektbeschreibung

Neue Methode zur Analyse neuronaler Verschaltung im Gehirn

Kognitive Neurowissenschaften und Neuropathologie sind zwei Forschungsbereiche, die auf der Konnektivität zwischen Hirnarealen aufbauen. Um funktionelle Zusammenhänge herzustellen, muss eine Hirnregion stimuliert und die Reaktion anderer Hirnregionen darauf untersucht werden. Bisherige Methoden sind allerdings ungeeignet, da entweder die Auflösung zu niedrig ist oder eine gleichzeitige Stimulation und Messung nicht möglich ist. Um das Problem auszuräumen, kombiniert das EU-finanzierte Projekt STIMUSURE Magnetoenzephalographie und transkranielle Magnetstimulation. Die Methode wurde bislang zur Stimulation von Nervenzellen in einem Hirnareal eingesetzt, das an Stimmungsschwankungen und Depression beteiligt ist.

Ziel

Current methods for directly measuring the connectivity between brain regions are lacking. A causal measurement of a functional connection between two brain regions requires stimulation of the first region whilst measuring the response from the other. Stimulation with high spatio-temporal resolution can be delivered with transcranial magnetic stimulation (TMS), but there are no suitable methods for simultaneously measuring the response with high spatio-temporal resolution. The state-of-the-art functional neuroimaging modalities have either too low spatial resolution, too low temporal resolution, or, in case of magnetoencephalography (MEG), are considered incompatible with TMS. With STIMUSURE, we aim to solve this incompatibility issue between TMS and MEG and build the first TMS–MEG device. During this two-year project, I will design magnetic shielding to enable TMS inside a magnetically shielded room (MSR) and build TMS-compatible resilient optically pumped magnetometers (OPM) based on nonlinear magneto-optical rotation (NMOR) technique. Unlike earlier ultra-sensitive magnetic field sensors, these NMOR-OPM sensors can tolerate the magnetic field pulses due to TMS. Ultimately, such a device would allow accurate measurement of the functional connectivity and quantifying its task-specific modulation, which would benefit both cognitive neuroscience and the study of brain disorders.

Koordinator

THE UNIVERSITY OF BIRMINGHAM
Netto-EU-Beitrag
€ 224 933,76
Adresse
Edgbaston
B15 2TT Birmingham
Vereinigtes Königreich

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Region
West Midlands (England) West Midlands Birmingham
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
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Gesamtkosten
€ 224 933,76