CRCNS: Samarbeidsforskning: Modellbasert Kontroll Av Spredning Av Depresjon Schiff, Steven J. Gluckman, Bruce J. Pennsylvania State University, Hershey, PA, Usa

DENNE CRCNS-applikasjonen kommer fra arbeid utført I en nåværende Daad (Deutscher Akademischer Austausch Dienst, tysk Akademisk Utvekslingstjeneste) Stipend mellom Technical University Of Berlin og Penn State University med tittelen: «»»»»»»»»» Feedback control of spreading depolarizations in neural systems: Teori Og Eksperimenter»»»»»»»»». Utformingen av DETTE CRCNS-forslaget, og alle foreløpige data, ble generert i løpet av tyske Fakultet og Doktorgradsstudenter som kom Til Penn State University, og den synergistiske samarbeidsinnsatsen for å etablere muligheten for tilbakemeldingskontroll for å spre depresjon. Spredning av depresjon (SD) er en dramatisk depolarisering av hjernen som forplanter seg sakte og er den fysiologiske grunnlaget for den første auraen i migrene. Følgende hypotese er utgitt: SD kan representeres i beregningsmodeller av den underliggende nevronbiofysikken, og kan derfor styres ved hjelp av modellbaserte kontrollstrategier. Prosjektet starter med å utvikle et eksperimentelt preparat ved hjelp av en tangentiell 2-dimensjonal visuell cortex gnager hjerneskive. SD utløses med en perfusatkaliumforstyrrelse, OG SD er avbildet ved hjelp av et følsomt CCD-kamera som oppdager det indre optiske bildesignalet som er forbundet med brytningsindeksendringer fra cellulær hevelse. En modellbasert strategi som ligner den som brukes i autonome robotikk som flyskrog autolanders er ansatt. Et maskinvare – og programvarekontrollsystem tar det optiske bildet i sanntid, smelter det med EN MODELL AV SD, rekonstruerer de underliggende fysiologiske prosessene, beregner nødvendig kontroll og modulerer et elektrisk felt for å modulere SD. Både biofysisk nøyaktige modeller av nevrale rom og ionstrømmer, og reduserte modeller som reflekterer dynamikken i bølgeutbredelsen, vil bli brukt som observasjons-og kontrollmodeller. Intellektuell fortjeneste: Dette vil være den første eksperimentelle demonstrasjonen av modellbasert kontroll av et nevronnettverk. Lignende tekniske strategier har revolusjonert avansert robotikk, og grunnleggende lært av en fusjon av beregningsorientert nevrovitenskap med kontrollteknikk vil ha omfattende tilpasninger i andre områder av nevronmodulasjon. Videre vil dette være den første modellbaserte kontrollen av en fysiologisk mekanisme som ligger til grunn for en dynamisk sykdom i hjernen-migrene auras. Kontrollmodellene vil videre tjene som prober for å få økt forståelse av MEKANISMENE TIL SD. Teamet samlet har en betydelig track record i rekke disipliner som kreves for å gjennomføre dette prosjektet: nevrofysiologi, eksperimentell og teoretisk fysikk, beregningsorientert nevrovitenskap, kontrollteori og nevrale engineering. Det foreløpige arbeidet som vises i forslaget antyder at dette prosjektet er mulig gitt de forespurte ressursene. Bredere innvirkning: Fusjon av beregningsmessige nevrovitenskapsmodeller med moderne modellbasert kontrollteori vil legge grunnlaget for et transformasjonsparadigme for observasjon av aktivitet i hjernen, samt tilgang til en mer optimal teknologi for kontroll av patologiske prosesser i hjernen. Et tverrfaglig tysk-Amerikansk pedagogisk samarbeid vil bli dannet der hovedfagsstudenter trent (Og PIs) vil synergistisk arbeide sammen innenfor grensesnittet mellom beregningsorientert nevrovitenskap, kontrollteori, eksperimentell nevrofysiologi, og kontrollsystem engineering. PIs har en track record i trening og veiledning av kvinner og underrepresenterte minoriteter, og de vil gjøre sitt ytterste for å søke slike traineer for mentormuligheter for dette prosjektet. Som et samarbeidspartnerskap forventer Pi at det som læres i å kontrollere SD, kan gi et sett med testbare strategier for elektrisk kontroll av migrene hos personer som lider av alvorlige migreneangrep og er farmakologisk ugjennomtrengelige. Videre, basert på DENNE CRCNS, samme vitenskap og engineering vil gjelde for modulering av oscillerende bølger og rytmer i både in vitro (F.Eks Schiff et al 2007) og in vivo (F. Eks Sunderam et al 2009) systemer. De planlegger å spre algoritmer og maskinvare design utviklet som beskrevet i Data Management Plan.

Folkehelserelevans

Dette vil være den første eksperimentelle demonstrasjonen av modellbasert kontroll av et nevronnettverk. Lignende tekniske strategier har revolusjonert avansert robotikk, og grunnleggende lært av en fusjon av beregningsorientert nevrovitenskap med kontrollteknikk vil ha omfattende tilpasninger i andre områder av nevronmodulasjon. Videre vil dette være den første modellbaserte kontrollen av en fysiologisk mekanisme som ligger til grunn for en dynamisk sykdom i hjernen-migrene auras.

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert.