Descrizione del progetto
La risonanza magnetica traduce le caratteristiche strutturali del cervello in funzione
La complessità dei circuiti neuronali nel cervello pone diversi interrogativi riguardo alla loro funzione e al loro sviluppo, che avviene con un’estrema precisione. Nel corso degli anni, la mappatura di queste connessioni assonali ha fornito importanti informazioni sulla rete neuronale del cervello, ma si sa poco sulla funzione di queste connessioni. Si tratta, però, di un aspetto cruciale dato che alcune malattie, come la neurodegenerazione, influiscono su caratteristiche neuronali quali il diametro e la mielinizzazione. Il progetto CoM-BraiN, finanziato dal Consiglio europeo della ricerca, intende sviluppare un nuovo quadro di imaging per il fingerprinting assonale delle connessioni cerebrali in condizioni di salute e di malattia. I ricercatori faranno progredire la tecnologia di risonanza magnetica esistente per caratterizzare le relazioni struttura-funzione nel cervello e determinare come queste subiscano alterazioni nelle malattie cerebrali.
Obiettivo
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.
Campo scientifico
Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
ERC - Support for frontier research (ERC)Istituzione ospitante
3400 Hillerod
Danimarca