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Enregistrement W6940666256 · doi:10.11575/prism/39769

Development of an Experimental Platform to Enable Ultrasound Neuromodulation Studies

2022· other· en· W6940666256 sur OpenAlexaboutno aff

Notice bibliographique

RevuePRISM (University of Calgary) · 2022
Typeother
Langueen
DomaineAgricultural and Biological Sciences
ThématiqueMycorrhizal Fungi and Plant Interactions
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésNeuromodulationHydrophoneUltrasoundUltrasonic sensorField (mathematics)Ultrasound energy

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Focused ultrasound (FUS) neuromodulation is the delivery of concentrated mechanical energy into central nervous tissue at low intensity (a few W per cm^2; about as intense as imaging ultrasound, and not sufficiently intense to cause heating) with the goal of eliciting a functional change. It is of interest to applied and clinical scientists as a prospective non-invasive therapeutic intervention; it is also applicable to basic scientists as a tool for in vivo brain mapping. This work details the development of a device and accompanying system that enables the study of ultrasound-mediated neuromodulation in brain tissue samples in a setting with concurrent electrophysiology. We use a novel ultrasound focusing technique based on principles of acoustic reflection, and the first research chapter discusses the development and integration of this focusing technique. To develop and refine our design, I used finite-element modeling and iterative computer optimization techniques. The concordance of these in silico techniques with reality was verified with prototypes and hydrophone acoustic field measurements. Subsequently, several production-quality ultrasound units were produced to the specifications determined by modeling; these units exhibited performance improvements based on the results from testing prototypes, and they were characterized in terms of efficiency, electrical impedance, and ultrasonic pressure field shape. We used two independent methods to verify the absolute acoustic intensity output by our device: radiation-force absorber measurements in conjunction with wide-field hydrophone scans, and then later a calibrated hydrophone. The second research chapter of this manuscript describes the application of our system to neuroscientific experiments: I detail how we obtained early data pertaining to the ability of pulsed FUS to modulate field potential activity in acute animal brain slices. We observed an intensity-dependent modulation effect in a majority of slices tested (>50%, n=44); however, this effect was determined to be dominated by a confound and unlikely to be physiological. This course of study explored and evaluated a novel technique for obtaining an ultrasound focus; it also yielded a system that enables further experiments into interactions between FUS and brain tissue. This manuscript, the devices resulting from the work, and the documentation included in the appendices will enable continued investigations into ultrasound neuromodulation at the University of Calgary.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,003
Score d'incertitude au seuil0,011

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0030,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,025
Tête enseignante GPT0,217
Écart entre enseignants0,193 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2022
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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