Description du projet
L’IRM traduit les caractéristiques structurelles du cerveau en fonction
La complexité du câblage neuronal dans le cerveau pose plusieurs questions concernant sa fonction et son développement avec une telle précision. Au fil des ans, la cartographie de ces connexions axonales a permis de mieux comprendre le réseau neuronal du cerveau, mais l’on ne sait que peu de choses sur la fonction de ces connexions. Il s’agit d’un point essentiel, étant donné que certaines maladies comme la neurodégénérescence affectent les caractéristiques neuronales telles que le diamètre et la myélinisation. Financé par le Conseil européen de la recherche, le projet CoM-BraiN entend établir un nouveau cadre d’imagerie pour l’empreinte axonale des connexions cérébrales dans la santé et la maladie. Les chercheurs développeront la technologie IRM existante pour caractériser les relations structure-fonction dans le cerveau et la manière dont elles sont modifiées dans les maladies cérébrales.
Objectif
Axonal bundles in cerebral white matter form the structural basis of functional brain networks, enabling effective integration of neural activity. The axonal connections are not homogenous structures. Axons differ in diameter and myelination, enabling signal conduction at different velocities. This axonal diversity is a clinically relevant microstructural feature, as neurodegenerative or neuroinflammatory processes can affect axon diameters differently. Recent advances in Magnetic Resonance Imaging (MRI) have enabled the non-invasive mapping of the microstructural properties of brain network connections in live brains. But attempts to correlate these structural features with brain function have not yet been successful. I have pioneered the mapping of axon diameters that are directly linked to the conductive properties of axonal connections by using diffusion MRI in living human brain. Also, I have established an unique cross-disciplinary validation setup for such methods by combining nanoscopic 3D Synchrotron Radiation Imaging and functional cell-specific targeting techniques. By Conduction Velocity Mapping in Brain Networks (CoM-BraiN) I will be able to unravel the altered functional dynamics of the microstructural connections in the diseased brain. Methodologically, I will push the frontiers of MRI by creating a new translational CoM-BraiN framework for non-invasive and in-vivo studies in animals and humans. Clinically, CoM-BraiN will provide a new window into the characterization of neuropathological changes in the diseased brain and contribute to the identification of structure-function fingerprints of psychiatric and neurodegenerative disorders that are thought to be a major pathogenic factor in many brain diseases.
Champ scientifique
Mots‑clés
Programme(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Régime de financement
ERC - Support for frontier research (ERC)Institution d’accueil
3400 Hillerod
Danemark