Verklarend multi-compartimenteel computationeel model voor het onderliggende mechanisme van ultrasone neuromodulatie

Ultrasone neuromodulatie (UNMOD) heeft in de laatste tien jaar aan belangstelling gewonnen, dankzij de mogelijkheid die deze technologie biedt om zowel corticale als diepe hersenactiviteit niet-invasief en reversibel met hoge resolutie te moduleren. Deze gunstige eigenschappen maken van UNMOD een beloftevol alternatief voor conventionele elektrische neurostimulatie, die ofwel een chirurgische ingreep vereisen om diepe hersenkernen te bereiken (diepe hersenstimulatie), ofwel beperkt zijn tot centimeter resolutie en gebieden in de hersenschors (transcraniale magnetische en gelijkstroom stimulatie).

Het onderliggende fysische en biologische mechanisme van UNMOD is de belangrijkste limiterende factor voor de interpreteerbaarheid van experimentele studies en voor het ontwerpen van toepassingsgerichte ultrasone golfvormen en transducers. Verschillende potentiële werkingsmechanismes voor UNMOD werden voorgesteld in de literatuur, al dan niet voorzien van een wiskundig en computationeel kader. Enkele voorbeelden zijn intramembraancavitatie, mechanosensitiviteit van ionkanalen, akoestische stralingsdruk, etc. Het is echter waarschijnlijk dat onderlinge interactie tussen meerdere mechanismes noodzakelijk is om een goed beeld te krijgen op de werking van UNMOD. Het doel van het voorgestelde onderzoeksproject is daarom het ontwerpen en valideren van een multi-compartimentele verklarend computationeel model, dat alle vermoedelijke mechanismes voor UNMOD omvat.