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

Previous research (funded by CSTIP QSP-019-2) allowed for the development of a brain monitoring device based on advanced time-resolved Near-Infrared Spectroscopy (trNIRS) technology, which demonstrated the ability to measure metabolic activity in the brain-equivalent layer of realistic head models mimicking adult human anatomy. The Project aims to refine the technology and validate its capability to noninvasively monitor cerebral metabolism in adults. The Project Team will conduct a carotid occlusion study in a pig model of the adult head, inducing measurable changes in cerebral metabolism. Data collected with trNIRS probes positioned on the scalp will be compared against direct brain measurements to assess accuracy. Additionally, the device will be tested in adult volunteers performing finger tapping tasks to detect subtle cerebral metabolic changes with trNIRS probes on the scalp, over the motor cortex. The Project will also investigate integrating superconducting nanowire single-photon detectors (SNSPDs) into the trNIRS device to enhance brain sensitivity.

Des travaux antérieurs financés par le QSP‑019‑2 du PCSTI ont abouti au développement d’un dispositif de surveillance cérébrale fondé sur la spectroscopie proche infrarouge résolue en temps (trNIRS) capable de mesurer l’activité métabolique dans la couche équivalente au cerveau de modèles crâniens réalistes reproduisant l’anatomie adulte. Le présent projet vise à perfectionner cette technologie et à valider sa capacité de surveillance non invasive du métabolisme cérébral de l’adulte. Pour ce faire, l’équipe réalisera une étude d’occlusion carotidienne sur un modèle porcin de tête adulte pour induire des altérations métaboliques mesurables, en comparant les signaux enregistrés par des sondes trNIRS placées sur le cuir chevelu à des mesures cérébrales directes afin d’évaluer la précision du dispositif. Parallèlement, des volontaires adultes effectueront des tâches de tapotement des doigts pour tester la détection, par sondes trNIRS positionnées au‑dessus du cortex moteur, de variations métaboliques subtiles liées à l’activité motrice. Le projet évaluera également l’intégration de détecteurs de photons uniques supraconducteurs à nanofils au système trNIRS dans le but d’améliorer la sensibilité de détection cérébrale.

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.