Publication

ID: 338536 Computational Pipeline for Modeling Ultrasound Propagation and Electrophysiological Impacts for Non-invasive Peripheral Nervous System Stimulation

2024

Résumé

Focused ultrasound is gaining attention as an innovative non-invasive and potentially cell-type selective neuromodulation technology with high spatial resolution. However, the underlying biophysical mechanisms of ultrasound neuromodulation (UNMOD) are not well understood. The UNMOD project aims to establish the first experimentally validated computational pipeline of ultrasound propagation and axonal response for peripheral nerve stimulation, and to share it through the o2S2PARC-platform for open, FAIR and collaborative computational neurosciences. The model shall integrate a broad set of candidate mechanisms of ultrasound-electrophysiology coupling.

Source officielle

https://infoscience.epfl.ch/entities/publication/83cca1dc-2428-4b29-9e09-9e4995912e40

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Concepts associés (31)

Axone

Laxone, ou fibre nerveuse, est le prolongement du neurone qui conduit le signal électrique du corps cellulaire vers les zones synaptiques. Le long de l'axone, ce signal est constitué de potentiels d'action. Les autres prolongements du neurone sont les dendrites qui conduisent le signal des synapses au corps cellulaire. Les neurones ont le plus souvent un seul axone et plusieurs dendrites. Néanmoins, la terminaison de l'axone est très ramifiée — on parle d'arborisation terminale — ce qui lui permet de contacter plusieurs autres neurones avec la même information.

Guidage axonal

Le guidage axonal est une branche du neurodéveloppement. Elle étudie comment les axones parviennent à trouver leurs cellules cibles notamment grâce aux cônes de croissance. Le principe élémentaire du guidage axonal repose sur la chemoattraction et la chemorepulsion : Le cône de croissance est attiré par des molécules présentes dans le milieu extracellulaire et sécrétées par les cellules de sa zone de destination (ex: des facteurs de croissance).

Neurosciences computationnelles

Les neurosciences computationnelles (NSC) sont un champ de recherche des neurosciences qui s'applique à découvrir les principes computationnels des fonctions cérébrales et de l'activité neuronale, c'est-à-dire des algorithmes génériques qui permettent de comprendre l'implémentation dans notre système nerveux central du traitement de l'information associé à nos fonctions cognitives. Ce but a été défini en premier lieu par David Marr dans une série d'articles fondateurs.

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Model-based analysis of a distal sensory feedback implant for thumb prostheses