Aktualności

O Instytucie

Misja i Władze

HR Excellence

Studia doktoranckie

Szkoły doktorskie

Stopnie naukowe

Działalność naukowa

Oferta Instytutu

MCB

Wydawnictwa

Biblioteka

Centrum Konferencyjne

Użyteczne linki

Pracownicy

Galeria

Dla mediów

Kontakt

Pomoc

Polityka prywatności

Projekty
home 001 24px kontakt 001 24px  mail 004 24px bip text   

UMO-2014/15/B/ST7/05263

 

Kierownik projektu: prof.dr hab. Katarzyna Cieślak-Blinowska

 

Cel badań/hipoteza
Projekt dotyczy badania mechanizmów sprzężenia nerwowo-naczyniowego. Metody obrazowania aktywności mózgu takie jak funkcjonalny rezonans magnetyczny (fMRI) i spektroskopia bliskiej podczerwieni (NIRS) są związane z aktywnością neuronów poprzez zmiany metaboliczne i naczyniowe. Obecnie ciągle nie jest jasne w jakim stopniu zmiany te są odbiciem czynności populacji neuronowych. Wyjaśnienie tego związku w sposób nie-inwazyjny poprzez jednoczesny pomiar elektroencefalogramów (EEG) oraz fMRI lub magnetoencefalogramów (MEG) i fMRI jest technicznie trudne. Alternatywą jest jednoczesny pomiar związku między hemodynamiczną odpowiedzią mózgu mierzoną przez NIRS i elektryczną odpowiedzią populacji neuronowych rejestrowaną jako EEG. Celem projektu jest znalezienie związku między czasowymi, topograficznymi i spektralnymi cechami czynności mózgu , a odpowiedzią hemodynamiczną tzn. poziomami utlenowanej (HbO) i zredukowanej (HbR) hemoglobiny mierzonymi techniką NIRS, w eksperymencie dotyczącym czynności ruchowej i jej wyobrażenia. Specyficzne hipotezy dotyczą: i)związku między rytmami EEG a i poziomami HbO/HbR, ii) topograficznych różnic sygnału NIRS, w eksperymenci dotyczącym ruchu wykonanego i wyobrażonego. Naszym celem będzie również zbadanie relacji między NIRS i sygnałem zmienności rytmu serca (HRV), NIRS i ciśnieniem krwi.

Metoda Badawcza
Metodyka dotyczyć będzie synchronizacji w ramach jednego protokołu pomiarów trNIRS (time resolved NIRS), EEG, EKG i ciśnienia krwi, przeprowadzenia pomiarów i analizy danych z zastosowaniem zaawansowanych metod analizy sygnałów. W szczególności planowane są następujące etapy:
1. Opracowanie protokołu pomiarowego (ilość i umiejscowienie elektrod i optod, pojedyncze ruchy zamierzone lub seria ruchów, synchronizacja kanałów pomiarowych: trNIRS, EEG, EKG, ciśnienie krwi)
2. Konstrukcja systemu do wyświetlania wskaźników i sterowania eksperymentem
3. Przeprowadzenie badania dla grupy 15 zdrowych osób
4. Eliminacja artefaktów, wstępne przetwarzanie sygnałów
5. Analiza sygnałów: metody czas-częstość, czasowa ewolucja rytmów, korelacje między: HbO/HbR a EEG i HRV
Analiza danych opierać się będzie na zaawansowanych metodach analizy czasowo-częstotliwościowej, mianowicie na metodzie adaptywnych aproksymacji z zastosowaniem dopasowania kroczącego (Matching Pursuit- MP). Metoda MP pozwoli na przezwyciężenie ograniczeń filtrowania pasmowego i tradycyjnych metod spektralnych i dostarczy informacji na temat czasowej ewolucji rytmów EEG i HRV w celu znalezienia korelacji z sygnałami HbO i HbR.

Wpływ rezultatów
Wyniki projektu pomogą w zrozumieniu mechanizmów sprzężenia nerwowo-naczyniowego, które znajdują się w centrum uwagi środowiska naukowego. Rezultaty wpłyną nie tylko na zrozumienie relacji pomiędzy EEG i NIRS, lecz również pomiędzy EEG i fMRI BOLD (Blood Oxygenation Level), ponieważ sygnał BOLD opiera się podobnie jak NIRS na określeniu poziomu utlenowanej krwi. Natomiast pomiar poziomów HbO/HbR techniką NIRS jest łatwiejszy. Projekt dotyczy badania relacji między synchronizacją/ desynchronizacją populacji neuronowych a HbO i HbR, która dotychczas nie była badana. Otrzymane wyniki rzucą światło na relacje pomiędzy rytmami EEG i poziomami utlenowania krwi. Ponieważ specyficzne rytmy odgrywają istotną rolę w analizie informacji przez mózg, wyjaśnienie związku między częstotliwościową charakterystyką EEG i poziomami utlenowania krwi pomogą w interpretacji rezultatów neuroobrazowania w eksperymentach NIRS i fMRI.
Projekt ma również aspekt praktyczny związany z konstrukcją interfejsów mózg-komputer (BCI) oraz protez. W chwili obecnej hybrydowe systemy BCI są stosowane do sterowania protezami, ale rola NIRs ogranicza się zwykle do roli włącznika systemu opartego na EEG. Planowane badania mogą zaowocować lepszym wykorzystaniem w BCI informacji dostarczanej przez NIRS. Szczególnie pomocne mogą się tutaj okazać badania związane z wyobrażeniem ruchu.

MENU

POWER Och!DOK

HR Excellence


Instytut Biocybernetyki i Inżynierii Biomedycznej im. Macieja Nałęcza PAN, ul. Ks. Trojdena 4, 02-109 Warszawa
E-mail:Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.; Telefon: (+48) 22 592 59 00;
Copyright(c) 2016 IBIB PAN
Wszelkie prawa zastrzeżone

Polityka prywatności
Deklaracja dostępności

-->