Descrizione del progetto
Visualizzazione avanzata delle fibre corticali per comprendere i processi neurodegenerativi
La risonanza magnetica (RM) è essenziale per comprendere l’attività cerebrale e le malattie. La risonanza magnetica per diffusione (RMd) aiuta a ricostruire le connessioni tra le aree cerebrali, ma non può rivelare il cablaggio interno della corteccia, dove si svolgono le funzioni cognitive, negli esseri umani viventi. Il progetto BRACE, finanziato dal CER, mapperà in modo non invasivo le fibre corticali del cervello associate ai processi neurodegenerativi e al declino cognitivo. Per farlo, unisce la RMd con la relaxometria a RM e un modello di segnale specializzato per caratterizzare le fibre assonali nella corteccia. Hardware avanzato e tecniche di super-risoluzione miglioreranno le capacità di risonanza magnetica in vivo, consentendo di visualizzare le fibre corticali negli esseri umani viventi e facilitando l’indagine delle loro proprietà nei pazienti con Alzheimer, dei cambiamenti durante l’invecchiamento e della loro relazione con le funzioni cognitive.
Obiettivo
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.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Argomento(i)
Invito a presentare proposte
(si apre in una nuova finestra) ERC-2024-STG
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HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsIstituzione ospitante
3584 CX Utrecht
Paesi Bassi