신경기술센터

Center for Neurotechnology
NSF 엔지니어링 연구센터 신경기술센터
CSNE Logo
CNT 로고
포메이션2011년 8월 15일; 10년 전(2011-08-15)[1]
위치
  • 미국 워싱턴 주 시애틀
이사
라제시 라오 & 쳇 모리츠
부이사관
샘 카세그네, 폴리나 아니케바
이전 이사
요코이 마츠오카, 토마스 다니엘
웹사이트http://www.centerforneurotech.org/

2018년 9월 센서리모터 신경공학센터(CSNE)가 뇌와 척수를 치유하는 데 신경과학의 역할을 강조하기 위해 신경기술센터(CNT)로 명칭을 변경했다.

CNT는 감각과 움직임을 위한 신체의 능력을 회복할 수 있는 장치를 만들기 위해 국립과학재단이 후원하는 공학연구센터다. 국립과학재단은 2011년부터 CNT에 3000만 달러를 수여했다.[1]

CNT는 워싱턴 대학교에 본부를 두고 있으며, 주요 파트너 기관은 매사추세츠 공과대학교(MIT)와 샌디에이고 주립 대학교(SDSU)이다.

CNT 연구진은 생물학 및 전통공학, 컴퓨터공학, 응용수학, 신경외과, 신경과학 및 신경생물학, 철학 등 신경공학 관련 분야를 전문으로 한다. 센터 교수진들은 또한 다양한 분야의 의학분야에서 왔고 실제 설계 구현을 돕는다.[2] CNT는 신경윤리를 강조하면서, 신경기술의 영역을 확장하는 것과 관련하여 정체성, 사생활, 도덕적 또는 법적 책임과 같은 윤리적 문제를 탐구한다.

미션

CNT의 임무는 뇌와 척수에서 공학적 신경 플라스틱을 지시하는 혁신적인 신경 장치와 방법을 개발하는 것인데, 이것은 척수 손상, 뇌졸중, 그 밖의 신경 장애를 가진 사람들의 감각과 운동 기능을 향상시킬 것이다. 공학적 신경 재생성은 신경계를 재연결하고 뇌와 척수의 손실 또는 부상 연결을 회복하기 위해 공학적 장치를 사용하는 새로운 형태의 재활이다.[3]

리서치

테스트베드

  1. 피질 가소성 테스트베드: 이 테스트베드의 목표는 뇌에 신경탄성(Neuro Plasticity)을 만들어 뇌가 부상 후 적응하고 회복하는 능력을 향상시키는 것이다. 뇌졸중 등 신경계 질환을 가진 사람을 대상으로 한다. 센터 연구진이 뇌 내 피질 부위 간 신경연결을 리모델링해 활동 의존형 신경성 플라스틱을 유도하는 신경자극 프로토콜의 능력을 실험하는 곳이다.
  2. 척추 소성 테스트베드: 이 테스트베드는 연구자들이 부상 후 척수 내에서 신경성 플라스틱을 만들 수 있는 능력을 직접 테스트한다. 예를 들어, 센터 연구원들은 척수 손상 후 손과 팔의 기능을 지속적으로 향상시키기 위해 잔류 근육 활동이나 움직임과 동시에 전기적인 척추 자극을 사용하고 있다.
  3. 공동 적응 테스트베드: 이 테스트베드는 뇌-컴퓨터 인터페이스가 신경자극 시스템에서 뇌와 함께 적응할 수 있도록 고안된 수학 알고리즘을 이해하고 개발하는 데 초점을 맞추고 있다. 이 테스트베드에서 작업하는 예로는 학습과 신경 재생성 유도 중 대규모 피질 역학 및 사용자가 자신의 생각을 사용하여 뇌 자극을 직접 제어할 때 발생하는 피질 역학의 변화를 정량화하는 것이다.

스러스트

"연구 추진력"은 조사관들이 센터에 가지고 오는 기본적인 지식이나 기초적인 연구다. 이러한 추력은 현존하는 기술과 CNT 연구원들이 전기적 활동을 기록하기 위해 뇌에 전극을 배치하는 관행을 포함하여 집중하는 기술에 공급된다. 이 새로운 기술들은 연구 테스트베드에 통합된다.[4]

스러스트 1: 통신 및 인터페이스

통신과 인터페이스 추력은 뇌에서 정보를 추출하고, 그것들을 해석하고, 신경계에 피드백을 제공하는 보다 지능적인 방법을 개발하는 것과 크게 관련이 있다.[5] 이러한 지능형 시스템을 개발하는 목적은 더 적은 전력을 사용하여 더 빨리 계산하고, 잠재적으로 혁신적인 소스를 통해 전력을 수집하는 것이다. 동시에 이러한 시스템은 사용자 친화적이어야 한다. 즉, 사용하기 쉽고 기계적 설계와 계산 기능에서 신뢰할 수 있어야 한다. 이 추력의 목적은 소형이고 완전히 삽입할 수 있을 정도로 전력 효율이 높은 전기 코트로그래피(ECoG) 시스템을 개발하는 것이다.

스러스트 2: 컴퓨터 신경과학

스러스트 2의 목적은 신경 회로 역학을 더 잘 이해하고 뇌와 척수의 신경 재생성을 유도하기 위한 공동 적응 수학 알고리즘을 개발하는 것이다. 뇌의 계산에 대한 더 깊은 이해는 신경 제어를 위한 센서이미터 장치의 설계를 알려주고 신경 기능 조사에 대한 보다 타겟팅된 향후 연구를 가능하게 할 것이다.[6] 이러한 지식을 이용하여 무기체계는 뇌의 내생적 계산 체계와 더 잘 상호작용하도록 더 잘 설계될 수 있다.

스러스트 3: 실험 신경과학

실험 신경과학 추력은 CNT 하드웨어와 계산적 진보에 의해 활성화된 혁신적인 폐쇄 루프 실험을 수행함으로써 센서리모터 신경과학의 기본 원리를 밝혀내려고 한다.

스러스트 4: 신경윤리학

신경윤리학 추진력은 신경기술과 관련된 사생활, 정규성, 도덕적 또는 법적 책임과 같은 윤리적 문제를 이해하고 탐구하는 것과 관련이 있다.[7] 한 가지 초점은 궁극적으로 장애인을 돕는 것을 목표로 하는 기술 개발의 모든 지점에 장애인이 참여하도록 하는 것이다. 신경윤리 팀은 이러한 보조 시스템 개발에 관련된 다른 CNT 연구자들의 작업을 안내하기 위해 이러한 "최종 사용자"와 포커스 그룹 논의를 수행한다.

교육 프로그램

뇌 인식 주간, 2014

CNT는 연구를 완성하는 것 이상의 것을 강조한다; 그것은 또한 차세대 연구자들을 교육하는 것을 강조한다. 여기에는 대학원 수준의 전통적인 프로그램이 포함되지만, CNT는 학부생, K-12 학생, K-12 교사들을 교육하기 위해 고안된 프로그램에 참여한다. CNT는 이러한 프로그램을 사용하여 소수민족과 장애인의 다양성과 포함을 장려한다.[8] CNT는 다음을 포함하는 NSF 프로그램의 호스트 사이트로 운영된다. 학부생을 위한 연구 경험과 교사들을 위한 연구 경험.

학부생을 위한 연구 경험(REU)

CNT는 NSF의 REU 프로그램의 주최 사이트로서 여름 동안 10주 동안 미국 전역에서 학생들을 주최한다. 리우(REU) 학생들은 CNT 연구실에서 연구를 하고 강의를 듣고 과학 커뮤니케이션과 연구 방법을 다루는 수업에 참여한다.

재향군인을 위한 연구 경험(REV)

이 센터는 워싱턴 대학의 시애틀 캠퍼스에서 참전용사들을 위한 프로그램을 후원한다. REU 프로그램과 비슷하게 미국 전역의 참가자들은 여름 동안 10주 동안 생물학과 공학 분야의 인터페이스에서 연구에 참여한다. REV 참가자들은 CNT 연구소에서 일하고, 강의를 듣고, 과학 커뮤니케이션과 연구 방법에 대해 배운다.

교사를 위한 연구경험(RET)

NSF REU 프로그램과 유사하게, RET 프로그램은 교사를 CNT 연구소에 배치한다. 참여 교사들은 교실로 돌아가기 위한 수업 계획을 수립한다; 이 수업 계획들은 누구나 접속해서 사용할 수 있도록 CNT 웹사이트에 게시된다.

젊은 학자 프로그램(YSP)

청년학술 프로그램은 고등학생들에게 대학 입학 전 학술실험실 환경에서 연구를 진행할 수 있는 기회를 주기 위해 마련된 여름 프로그램이다. 2017년 CNT는 YSP-REACH라는 이 프로그램의 축약판을 시범운영했다.YSP-REACH는 워싱턴 대학에서 5일간의 여름 프로그램이다. 고등학생들은 신경 과학과 신경 공학, 신경 윤리학, 과학 통신 그리고 뇌-컴퓨터 인터페이스의 최근 발달에 대한 소개를 받는다. YSP와 YSP-REACH의 목표는 학생들에게 신경공학 분야에 대한 노출을 제공하고 STEM 과목과 미래의 STEM 커리어에 대한 대학 공부를 위한 기초적인 준비를 제공하는 것이다.

학부 커리큘럼

CNT는 뉴럴 엔지니어링, 뉴럴 엔지니어링 랩, 뉴럴 엔지니어링 테크 스튜디오를 포함하는 워싱턴 대학교의 새로운 학부 커리큘럼을 개발했다. Neural Computing and Engineering(신경 계산 및 엔지니어링) 학부 조교가 현재 이용 가능하다.[9] 이들 과정의 자료는 협력 기관에 전파될 것이다.[9]

대학원 커리큘럼

CNT는 2개의 새로운 과정이 포함된 뉴럴 컴퓨팅 및 엔지니어링 대학원 자격증을 위한 새로운 커리큘럼을 개발했다.[10] 또한 CNT는 교환학생들이 분야 내 국제협력정신을 고취할 수 있도록 지원한다.[10]

아카데미 파트너

참조

  1. ^ a b "Award Abstract #1028725". National Science Foundation. Retrieved July 23, 2012.
  2. ^ "People". NSF ERC/NSE. Retrieved September 14, 2014.
  3. ^ "Vision and Mission". NSF ERC/NSE. Retrieved September 14, 2014.
  4. ^ "CSNE Thrusts". NSF ERC/SNE. Retrieved September 14, 2014.
  5. ^ "Thrust 1: Communication and Interface". NSF ERC/SNE. Archived from the original on January 13, 2014. Retrieved September 14, 2014.
  6. ^ "Thrust 2: Computational Neuroscience". NSF ERC/SNE. Archived from the original on September 15, 2014. Retrieved September 14, 2014.
  7. ^ "Thrust 3: Neuroethics". NSF ERC/SNE. Archived from the original on July 24, 2016. Retrieved September 14, 2014.
  8. ^ "CSNE Education". NSF ERC/SNE. Retrieved September 14, 2014.
  9. ^ a b "Undergraduate Programs". NSF ERC/SNE. Retrieved September 14, 2014.
  10. ^ a b "Graduate Programs". NSF ERC/SNE. Retrieved September 14, 2014.

좌표: 47°39′31″N 122°18′45″w / 47.658608°N 122.31232391°W / 47.658608; -122.312391