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Enabling Unobtrusive Real-World Monitoring of Brain-Networks with Wearable Neurotechnology and Multimodal Machine Learning

Descrizione del progetto

Tecnologia indossabile per l’imaging cerebrale nel mondo reale

Capire come funzionano le reti cerebrali in situazioni reali potrebbe rivoluzionare i trattamenti per i disturbi cerebrali. Gli strumenti attuali, come la risonanza magnetica funzionale, sono però limitati ad ambienti di laboratorio controllati e l’EEG mobile non riesce a catturare completamente le reti cerebrali. Il progetto INTEGRAL, finanziato dal CER, si propone di risolvere questo problema sviluppando una piattaforma indossabile che combina tomografia ottica diffusa ad alta densità, EEG e sensori fisiologici. Questo sistema ibrido consentirà l’imaging cerebrale continuo e non invasivo in ambienti quotidiani. Grazie ai progressi dell’hardware e dell’analisi di apprendimento automatico, INTEGRAL promette di offrire nuove conoscenze sulle funzioni cerebrali, trasformando la ricerca sulle neurotecnologie e le applicazioni in campi come la salute digitale e le neuroscienze.

Obiettivo

Measuring and linking brain network activity to human physiology and behavior in natural everyday situations promises profound new insights into healthy brain function and disorders. However, the absence of suitable mobile neurotechnology presents a significant roadblock. Functional magnetic resonance imaging (fMRI) has greatly advanced our understanding of brain function and networks, but it is limited to single-snapshot experiments in constrained lab settings. Electroencephalography (EEG), while mobile, cannot directly be linked to brain networks captured by fMRI. To overcome these roadblocks and to advance neuro-inspired treatments and discoveries to natural environments, a hybrid wearable platform is required that combines innovations in hardware and analysis methods to enable continuous and stable measurements of brain network activity maps in the everyday world. Advancing high-density diffuse optical tomography (HD-DOT) can provide such a suitable alternative to fMRI. With a unique systems engineering concept, INTEGRAL aims to miniaturize and integrate DOT, EEG, and physiological sensors with advanced multimodal machine learning to improve spatio-temporal contrast in mobile brain-imaging. To this end, Objective 1 (Instruments) will develop hardware for unobtrusive and continuous wearable brain-body imaging with HD-DOT-EEG. Objective 2 (Experiments) will collect extensive multimodal data for measuring brain networks while controlling for environmental and physiological artifacts. Objective 3 (Analysis) will enable estimation of brain network activity with multimodal sensor fusion and machine learning and Objective 4 (Integration) will provide validation of robust brain-networks imaging in ecologically valid everyday world environments. If successful, this new platform will provide unprecedented opportunities to study brain function with global impact on neurotechnology applications and research from Neuroscience of the Everyday World to digital health.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2024-STG

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Istituzione ospitante

TECHNISCHE UNIVERSITAT BERLIN
Contributo netto dell'UE
€ 1 654 850,00
Indirizzo
STRASSE DES 17 JUNI 135
10623 Berlin
Germania
Regione
Berlin Berlin Berlin
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 1 654 850,00

Beneficiari (1)