Projektbeschreibung
Fortgeschrittene Visualisierung kortikaler Fasern zum Verständnis neurodegenerativer Prozesse
Die Magnetresonanztomografie (MRT) ist für das Verständnis von Aktivität und Krankheit des Gehirns unerlässlich. Die Diffusions-MRT (dMRT) unterstützt die Rekonstruktion der Verbindungen zwischen den Hirnarealen, kann aber die innere Verdrahtung des Kortex, in dem die kognitiven Funktionen ablaufen, nicht beim lebenden Menschen wiedergeben. Im Rahmen des ERC-finanzierten Projekts BRACE werden die kortikalen Fasern des Gehirns, die mit neurodegenerativen Prozessen und kognitivem Abbau in Verbindung stehen, auf nichtinvasive Weise kartiert. Das Projektteam kombiniert dMRI mit MR-Relaxometrie und einem speziellen Signalmodell, um axonale Fasern im Kortex zu charakterisieren. Fortgeschrittene Hardware und superauflösende Verfahren werden die Möglichkeiten der In-vivo-MRT verbessern, wobei die Visualisierung kortikaler Fasern an lebenden Menschen möglich wird und die Erkundung ihrer Eigenschaften bei von der Alzheimer-Krankheit Betroffenen, ihrer Veränderungen während des Alterns und ihrer Beziehung zur kognitiven Funktion erleichtert werden.
Ziel
MRI provides the unique opportunity to investigate the relation between brain structure and function non-invasively, which is key to understand the functioning of the brain and unravel disease processes. An important technique is diffusion MRI (dMRI), which allows to reconstruct the structural connections through which brain structures communicate. Conversely, no technique can reconstruct the internal wiring of brain structures such as the cortex in living humans, where cognitive functions are processed, hindering scientific and societal progress. To achieve this, three challenges must be overcome: a spatial gap of an order of magnitude between (d)MRI and the cortical circuitry; insufficient contrast provided by (d)MRI in the cortex; and a lack of appropriate models to characterize cortical circuits.
I aim to bridge the gap between structure and function by mapping the fibers of the brain cortex non-invasively for the first time, which are expected to be affected by neurodegenerative processes, and to be closely related to cognitive decline. To achieve this goal, I will pioneer a synergistic approach combining my expertise (dMRI acquisition and modelling), with unique acquisition hardware designed at our institution.
First, I will establish a novel multidimensional acquisition combining dMRI with MR relaxometry, together with a signal model tailored to characterize axonal fibers in the cortex. Next, I will leverage state-of-the-art hardware and super-resolution approaches to push the boundaries of in-vivo MRI by an order of magnitude (to the mesoscale). This will unveil cortical fibers in living humans for the first time, and allow us to explore their properties in patients with Alzheimer’s disease, their changes during ageing, and their relationship with cognitive function. Altogether, we will provide a new asset to understand cognitive dysfunction in neurodegeneration, and generate novel fundamental insights for systems neuroscience.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2024-STG
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Niederlande