Grant: Collaborative Science, Technology and Innovation Program - Collaborative R&D Initiatives

Cerebral oxidative metabolism is a sensitive biomarker of brain health and the Diop lab at The University of Western Ontario (Western University) has demonstrated that it can be noninvasively monitored in neonates with nearinfrared spectroscopy (NIRS). Nevertheless, extending the technique to adults remains a challenge because the noninvasive NIRS probes must be placed on the skin; therefore, light must travel through the scalp and thick adult skull before reaching the brain, resulting in significant signal contamination. The Project will develop a novel NIRS technique that uses safe pulses of light to probe the brain, and an advanced quantum detector to precisely measure the time it takes for each photon to travel through the head. Based on the equivalence between time and distance, photons that are detected long after the laser pulses have travelled longer distance and have a high chance of probing the brain. The technique will be validated using tissue mimicking phantoms and a pig model of the adult head.

Le métabolisme oxydatif cérébral est un biomarqueur sensible de la santé de l’encéphale et le laboratoire Diop de l’Université Western Ontario (Université Western) a prouvé que l’on peut s’en servir pour surveiller les nouveau-nés de manière non invasive par spectroscopie de réflectance dans le proche infrarouge (NIRS). Toutefois, élargir cette technique à l’adulte demeure problématique, car les sondes NIRS sont placées sur l’épiderme et la lumière doit traverser le cuir chevelu puis le crâne avant de parvenir au cerveau, avec la sérieuse dégradation du signal que cela suppose. Le projet consiste à créer une nouvelle technique NIRS qui utilisera des impulsions lumineuses inoffensives pour sonder l’encéphale et un détecteur quantique évolué pour mesurer avec précision le temps que chaque photon met à traverser la tête. Puisqu’il y a équivalence entre le temps et l’espace, les photons captés longtemps après les impulsions laser auront parcouru une plus grande distance, donc seront plus susceptibles d’avoir traversé l’encéphale. On validera cette technique avec des fantômes de tissu humain et le modèle porcin du crâne humain.

In the short term, anticipated outcomes will be strengthened collaborations across industry, academia, and government to support research excellence. In the medium term, anticipated outcomes will be the development of new and potentially disruptive technologies with collaborators. In the long term, find collaborative solutions to public policy challenges and create stronger innovation systems.

À court terme, les résultats prévus seront des collaborations renforcées entre l'industrie, le milieu universitaire et le gouvernement pour soutenir l'excellence en recherche. À moyen terme, les résultats attendus seront le développement de nouvelles technologies potentiellement perturbatrices avec des collaborateurs. À long terme, trouver des solutions collaboratives aux défis des politiques publiques et créer des systèmes d'innovation plus solides.

Collaborate on multiparty research and development programs to catalyze transformative, high-risk, high-reward research with the potential for game-changing scientific discoveries and technological breakthroughs in priority areas.

Collaborer à des programmes multipartites de recherche-développement dans le but de profiter de la synergie entre la recherche transformatrice à haut risque et à haut rendement et le potentiel de découvertes scientifiques et de percées technologiques révolutionnaires dans des secteurs d’intervention prioritaires.