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梅米特·库尔特和weickenmeier收到$ 2百万美国国家科学基金会资助约翰内斯

梅米特·库尔特 and 约翰内斯weickenmeier

梅米特·库尔特教授在 机械工程系 在AG体育,最近从美国国家科学基金会(NSF)授予200万$的赠款。

这笔款项,AG体育已经从美国国家科学基金会获得在最近的历史上最大的,将资助与合作PIS的合作项目 约翰内斯weickenmeier 来自 机械工程系,从医学的伊坎学校priti balchandani在西奈山,和Jessica张卡内基梅隆大学。他们的项目,题为“飞跃喜:解决脑疾病与机制:一个数据驱动的方法来合并先进影像学和多物理建模”将结合新颖的医学成像方法,图像分析,计算建模,和机械测试以确定活脑组织的基本的机械性能和在健康和患病组织之间的性质差异。

建议的工作可以使神经系统疾病,如中风,外伤性脑损伤和痴呆的早期诊断和预防。正因为如此,该项目有可能减少对社会的经济负担,提高生活质量,为千百万人的潜力。脑力学推广活动将提供在科学和工程未被充分代表的群体,以及为本科生和研究生培训机会,和博士后研究人员。

“作为创始董事 中心neuromechanics我认为,这笔款项将帮助我们中心的创建不同的学科组之间的合作桥梁,推进我们的大脑生物力学知识的终极目标,“库尔特说。”我们的机械工程部门有越来越多的生物力学核心与代表一个非常有才华的教职员工广泛的生物机械工程领域的专业领域的。此NSF飞跃喜拨款将有助于加强我们的部门在这个生物力学的核心。”

该研究将调查在健康和疾病的人脑的力学生物学提供了一个新的平台。研究小组将开发一种新的方法来合并神经影像学先进工具和多物理场模拟大脑进入脑机制的体内研究的半自动化流水线。

"我的实验室在AG体育(kurtlab) 通过的新的成像技术和计算机建模相结合理解大脑的基本生物力学的工作,“库尔特说。”我们的实验室拥有的理解创伤性脑损伤(TBI),这是主要原因的生物力学特别感兴趣死亡和残疾的美国儿童和年轻人中“。 

超高场磁共振成像技术合并,自动建模成像整合将被用来实现跨越不同时空尺度的大脑机制的具体学科的调查。具体地,超高分辨率的机械,结构和连接组学神经成像工具将被开发和使用自动脑分割集成和网格生成有限元和isogeometric分析来创建多尺度脑力学的计算机模型。

然后这些工具将被利用来提供创伤性脑损伤的mechanobiochemical响应的深入表征,在中风病人减压开颅,和朊病毒样蛋白进展和痴呆脑萎缩之间的耦合。

“在TBI生物力学领域,一直缺乏人类的数据来证实人脑震荡机制,”穆罕默德说。 “在我们的工作中取得的数据集将是非常有帮助的测试脑损伤的机制假说,并希望imrpove人身伤害的预测。例如,快速和计算机化过程中接触的运动大脑的实时的头部运动传感器的数据力学响应的筛选将彻底改变临床范式通过能够做出明智的回报任玩决策管理脑震荡“。

通过开发用于创建个性化的,数据驱动的大脑模型的管道,该研究团队将展示融合式成像,建模和机器学习朝着更好的了解,更好的治疗,以及神经系统疾病最终预防医学技术的变革力量。

“我作为一个研究人员的最终目标是利用先进的工程方法,如多物理疾病建模和仿真个性化,对发现力学与脑疾病的发生和进展,相关机制的作用” weickenmeier说。 “从长远来看,这将使我们能够开发出更好的诊断工具,创造新的治疗选择,并且,理想情况下,甚至治愈的脑部疾病干脆。”

“作为一个年轻的教员,我非常兴奋能领导这个协作努力,”穆罕默德说,“我希望将通过从多学科的角度解决这个问题有生物力学领域的显著影响。我很高兴能来工作超过未来5年所有的合作PIS及其相应的团队在此工作(甚至更长的希望)!”

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