Descripción del proyecto
Modelos gráficos de vasos cerebrales en pos de mejorar la comprensión neurovascular
La señal dependiente del nivel de oxigenación de la sangre (BOLD, por sus siglas en inglés) es una técnica de resonancia magnética funcional esencial para medir la actividad cerebral basada en el acoplamiento neurovascular. Sin embargo, factores como los cambios fisiológicos y el desacoplamiento neurovascular dificultan la interpretación de esta señal. Dado que no existe ningún método para discriminar la actividad neuronal de las respuestas vasculares, los análisis de la señal BOLD suelen subestimar la función de los vasos sanguíneos. En el proyecto GRASPING NERVE, que cuenta con el apoyo de las acciones Marie Skłodowska-Curie, se pretende desarrollar un modelo gráfico de vasos cerebrales para evaluar la conectividad cerebrovascular e integrar las fluctuaciones de la señal BOLD. Este método atraumático mejorará la comprensión del acoplamiento neurovascular y facilitará los estudios sobre el desacoplamiento patológico del acoplamiento neurovascular. El equipo del proyecto validará el modelo utilizando campos de resonancia magnética nuclear altos y ultraaltos y comparará las técnicas BOLD con las no BOLD.
Objetivo
Blood Oxygenation Level Dependent (BOLD) signal is a widespread functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) technique to non-invasively study brain activity, and it relies on the mechanism of Neurovascular Coupling (NC), i.e. changes in cerebral blood flow driven by neuronal activity. However, there are various confounding factors for NC, such as homoeostatic physiological changes, or NC uncoupling driven by certain pathologies. Currently, there is no method to disentangle the information associated with neuronal activity from the vascular response. This is an important issue in both physiological imaging and brain activity investigation, as the two signal sources act as competing confounding factors. Furthermore, although vessels are the main blood distribution system, they are mostly ignored when taking into account BOLD analyses.
In this project, I will first create a graph model of cerebral vessels to assess “cerebrovascular connectivity”. I will then use graph signal processing, a novel signal processing technique based on graphs, to embed BOLD signal fluctuations into the vascular and the more traditional tractography-based graphs to disentangle the propagation of neuronal activity and blood flow in these two pathways. This technique will allow disentangling the components of NC non-invasively, offering new insight on brain activity and neurovascular coupling, and allowing further studies on pathological NC uncoupling, such as pre-surgical imaging for tumour.
I will apply this model at the macro- (whole-brain) and meso- (grey-matter- layers) scale, connecting the properties of NC in functional imaging between them. The application will be validated in high (3 Tesla) and ultra-high (7 Tesla) MRI fields to address its feasibility for both research and clinical application. Finally, BOLD will be compared with non-BOLD functional techniques, such as Arterial Spin Labelling and Vascular Space Occupancy, to shed light into the imaging of NC and brain activity.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural. Véase: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Programa(s)
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Convocatoria de propuestas
(se abrirá en una nueva ventana) HORIZON-MSCA-2022-PF-01
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HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF -Coordinador
6200 MD Maastricht
Países Bajos