008240612s2023      us  |||||||||||||||c||eng  d
■001000016934010
■00520240214101518
■006m          o    d                
■007cr#unu||||||||
■020    ▼a9798380317641
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI30569517
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a621.3
■1001  ▼aGao,  Sijia.▼0(orcid)0000-0001-9291-6320
■24510▼aIntegrated  Cortico-Motor  Features  Assess  Arousal  in  Coma  Emergence  in  Rodents▼h[electronic  resource]
■260    ▼a[S.l.]:▼bCornell  University.  ▼c2023
■260  1▼aAnn  Arbor  :▼bProQuest  Dissertations  &  Theses,  ▼c2023
■300    ▼a1  online  resource(130  p.)
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  85-03,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Sabuncu,  Mert.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--Cornell  University,  2023.
■506    ▼aThis  item  must  not  be  sold  to  any  third  party  vendors.
■520    ▼aArousal,  which  integrates  cortical,  autonomic  and  behavioral  activations,  underlies  all  cognitive  functions.  Thus,  perturbations  of  arousal  are  associated  with  impaired  perception  and  reaction  of  individuals,  the  worst  case  is  coma.  Coma  is  a  vastly  low  arousal  state,  characterized  by  absence  of  behavior  and  prominently  suppressed  brain  activities.  As  for  emergence  from  coma,  stimulating  recovery  and  determining  if  the  patient  is  recovering  or  has  the  potential  to  recover  are  clinically  and  ethically  crucial.  Accordingly,  animal  models  and  anesthesia  emergence  are  critical  to  identify  neural  circuits  restoring  arousal  and  biomarkers  assessing  arousal. Although  multiple  nuclei  have  been  identified  to  re-establish  arousal  from  anesthesia,  they  are  inadequate  to  arouse  subjects  from  a  significantly  lower  state  such  as  coma.  To  overcome  this,  the  first  part  of  this  thesis  identified  a  subpopulation  of  nucleus  gigantocellularis  (NGC)  in  the  brainstem  capable  of  eliciting  high  degree  of  wakefulness  from  coma  in  rodents,  represented  by  cortical  high  frequency  activity  concurrent  with  organized  movement  and  behavioral  reactivity  to  stimuli.  These  integrative  cortico-motor  features  equate  to  full  correlates  of  wakefulness  in  human,  compared  with  current  criterion  that  hinges  on  reflex.NGC  stimulation  showed  behavioral  heterogeneity  across  animals,  ranging  from  simple  twitches  to  disorganized  limb  movement  to  organized  full  body  movement  (optimal  recovery).  To  measure  variability  of  arousal,  current  criterion  that  produces  binary  outcome  of  awake  versus  not  awake  is  insufficient.  To  establish  a  non-binary  measure  of  arousal,  the  second  part  of  this  thesis  repeatedly  integrated  cortico-motor  features  and  derived  five  characterized  cortical  periods  accompanied  by  the  motor  recovery  that  calibrate  levels  of  arousal.  The  obtained  cortico-motor  regimes  were  demonstrated  to  be  consistent  across  subjects  and  comatose  models.The  consistency  of  cortico-motor  regimes  implied  that  recovery  from  diverse  comatose  states  probably  shares  a  common  restoration  of  cortico-motor  traits,  which  potentiated  a  universal  biomarker  to  track  the  recovery.  To  test  this  hypothesis,  for  the  third  time  we  integrated  cortico-motor  features  and  identified  arousal  units,  electroencephalograms  that  integrated  cortical  desynchronization,  autonomic  activation  and  onset  of  single  movement.  Automated  algorithms  were  developed  to  transform  arousal  units  into  trackable  and  quantitative  measures  of  arousal  levels  (termed  arousal  index),  thus  depicting  trajectory  of  recovery.To  summarize,  this  thesis  identifies  an  essential  nucleus  (NGC)  capable  of  awakening  animals  from  coma.  Inferring  wakefulness  after  NGC  stimulation  then  initiates  a  chain  reaction  of  integrated  cortico-motor  features  that  constantly  boost  assessment  of  arousal  in  rodents,  from  reflex  to  cortical  high  frequency  reactivation-organized  movement  to  cortico-motor  regimes  (nonbinary)  then  to  arousal  index  (quantitative  and  trackable),  which  bridge  the  gap  and  further  surpass  assessment  of  arousal  in  human  and  facilitate  animal  models  in  pre-clinical  investigations  of  coma  emergence.
■590    ▼aSchool  code:  0058.
■650  4▼aElectrical  engineering.
■650  4▼aNeurosciences.
■650  4▼aBiomedical  engineering.
■650  4▼aPsychobiology.
■653    ▼aAnesthesia
■653    ▼aArousal  units
■653    ▼aBiomarkers
■653    ▼aBrain  injury
■653    ▼aConsciousness
■653    ▼aNeural  circuits
■690    ▼a0544
■690    ▼a0317
■690    ▼a0541
■690    ▼a0349
■71020▼aCornell  University▼bElectrical  and  Computer  Engineering.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g85-03B.
■773    ▼tDissertation  Abstract  International
■790    ▼a0058
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2023
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T16934010▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.
■980    ▼a202402▼f2024