Publication

Determination of local optical properties of the rat barrel cortex during neural activation: Monte-Carlo approach to light propagation

Résumé

Spatially-spectrally-resolved reflectance measurements allow in vivo measuring the optical coefficients of absorption and scattering within the cortical tissue. This method, if applied to neural tissue during enhanced activity, could allow a straightforward monitoring of the blood oxygen saturation changes occurring in the brain cortex during hemodynamic responses. Furthermore, it may provide valuable information on possible absorption and scattering changes occurring during stimulation. The feasibility of such measurements was investigated by carrying a preliminary numerical study using a Monte-Carlo light propagation routine. Experimental parameters such as the geometry of the optical probe, baseline cortex optical coefficients retrieved from the literature and anatomical characteristics of the rat barrel cortex were used as an input for the simulations. The sensitivity of the probe to the local variations of optical coefficients was investigated with this numerical approach. Additionally, the influence of the barrel cortex dimensions and the probe positioning relatively to the activated region were studied for instrumental optimization purpose. It was found that typical variations of optical coefficients can be detected if the activated region of barrel cortex has a volume of typically 1 mm3 or larger. The decay of the probe sensitivity to changes was studied as a function of the depth of the activated region. The results showed that the best sensitivity is achieved by placing the light injection fiber of the optical probe aligned onto the center of the cylindrical barrel.

À propos de ce résultat
Cette page est générée automatiquement et peut contenir des informations qui ne sont pas correctes, complètes, à jour ou pertinentes par rapport à votre recherche. Il en va de même pour toutes les autres pages de ce site. Veillez à vérifier les informations auprès des sources officielles de l'EPFL.
Proximité ontologique
Concepts associés (32)
Cortex cérébral
Le cortex cérébral (ou écorce cérébrale), d'origine prosencéphalique, est la substance grise périphérique des hémisphères cérébraux. Il se compose de trois couches (pour l'archi- et le paléocortex) à six couches (pour le néocortex) renfermant différentes classes de neurones, d'interneurones et de cellules gliales. Le cortex peut être segmenté en différentes aires selon des critères cytoarchitectoniques (nombre de couches, type de neurones), de leur connexions, notamment avec le thalamus, et de leur fonction.
Stabilité numérique
En analyse numérique, une branche des mathématiques, la stabilité numérique est une propriété globale d’un algorithme numérique, une qualité nécessaire pour espérer obtenir des résultats ayant du sens. Une définition rigoureuse de la stabilité dépend du contexte. Elle se réfère à la propagation des erreurs au cours des étapes du calcul, à la capacité de l’algorithme de ne pas trop amplifier d’éventuels écarts, à la précision des résultats obtenus. Le concept de stabilité ne se limite pas aux erreurs d’arrondis et à leurs conséquences.
Analyse numérique
L’analyse numérique est une discipline à l'interface des mathématiques et de l'informatique. Elle s’intéresse tant aux fondements qu’à la mise en pratique des méthodes permettant de résoudre, par des calculs purement numériques, des problèmes d’analyse mathématique. Plus formellement, l’analyse numérique est l’étude des algorithmes permettant de résoudre numériquement par discrétisation les problèmes de mathématiques continues (distinguées des mathématiques discrètes).
Afficher plus
Publications associées (37)

Neuronal correlates of goal-directed sensorimotor transformation in sensory, motor and higher-order cortical areas

Anastasiia Oryshchuk

An important function of the brain is to interpret incoming sensory information from the outside world to guide adaptive behavior. Understanding how and where sensory information is transformed into motor commands in a context- and learning-dependent manne ...
EPFL2023

Performance of the new SmartCardia wireless, wearable oximeter: a comparison with arterial SaO2 in healthy volunteers

Francisco Javier Rincon Vallejos, Srinivasan Murali, Julien Pidoux

Background Our goal was to evaluate the performance of a new wearable arm located pulse oximeter. Methods Twelve volunteers were monitored with three pulse oximeters and underwent desaturation to 70% SaO(2). We compared the accuracy of SpO(2) reading from ...
BMC2022

Performance Assessment of Kron Reduction in the Numerical Analysis of Polyphase Power Systems

Mario Paolone, Andreas Martin Kettner

This paper investigates the impact of Kron reduction on the performance of numerical methods applied to the analysis of unbalanced polyphase power systems. Specifically, this paper focuses on power-flow study, state estimation, and voltage stability assess ...
IEEE2019
Afficher plus
MOOCs associés (23)
Selected chapters form winterschool on multi-scale brain
Understanding the brain requires an integrated understan­ding of different scales of organisation of the brain. This Massive Open Online Course (MOOC) will take the you through the latest data, models
Selected chapters form winterschool on multi-scale brain
Understanding the brain requires an integrated understan­ding of different scales of organisation of the brain. This Massive Open Online Course (MOOC) will take the you through the latest data, models
Fundamentals of Biomedical Imaging: Ultrasounds, X-ray, positron emission tomography (PET) and applications
Learn how principles of basic science are integrated into major biomedical imaging modalities and the different techniques used, such as X-ray computed tomography (CT), ultrasounds and positron emissi
Afficher plus

Graph Chatbot

Chattez avec Graph Search

Posez n’importe quelle question sur les cours, conférences, exercices, recherches, actualités, etc. de l’EPFL ou essayez les exemples de questions ci-dessous.

AVERTISSEMENT : Le chatbot Graph n'est pas programmé pour fournir des réponses explicites ou catégoriques à vos questions. Il transforme plutôt vos questions en demandes API qui sont distribuées aux différents services informatiques officiellement administrés par l'EPFL. Son but est uniquement de collecter et de recommander des références pertinentes à des contenus que vous pouvez explorer pour vous aider à répondre à vos questions.