Reference number : 172-2021-2022-Q3-984648, amendment number : , agreement type : G, recipient legal name : The Governors of the University of Calgary, recipient country : CA, recipient province : AB, recipient city : Calgary|Calgary, recipient postal code : T2N 1N4, program name english : Collaborative Science, Technology and Innovation Program - Collaborative R&D Initiatives, program name french : Programme de collaboration en science, en technologie et en innovation - Initiatives de collaboration en R-D, program purpose english : 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., program purpose french : 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., agreement title english : Photons in the Brain: Imaging Biophotons with Quantum Detectors, agreement title french : Des photons dans le cerveau : Imagerie des biophotons avec détecteurs quantiques, agreement number : 984648, agreement value : 698500.0, agreement start date : 2022-02-01, agreement end date : 2025-01-31, description english : Very weak light, known as biophotons, are emitted spontaneously by living organisms, but the origin, wavelength emission spectrum and the mechanism for this emission have not been clearly identified, although energy metabolic processes seem to be involved. Moreover, neurons react to light stimuli, and biophotons can be conducted along neuronal fibres following chemical activation. Thus, it has been conjectured that biophotons are involved in neural communication. The objective of the Project is to use quantum technologies for single photon level imaging and detection to elucidate the properties of the biophotons in brain activity. The main challenge of imaging biophotons is their low intensity, which requires
detectors displaying high sensitivity and very low noise levels. To resolve biophoton detection in biological samples, the Project team will use singlephoton imaging cameras, spanning the visible to shortwave infrared spectrum, coupled with spectral filters to achieve spatial and spectral resolution. These approaches will be benchmarked against superconducting nano-wire single-photon detectors., description french : Les organismes vivants émettent spontanément une lumière très ténue que l’on appelle les biophotons. L’origine de ces derniers, le spectre d’émission de leurs longueurs d’onde et le mécanisme à la source de telles émissions n’ont pas encore été éclaircis, bien que le métabolisme de l’énergie semble jouer un rôle sur ce plan. Par ailleurs, les neurones réagissent aux stimuli lumineux et, une fois activés chimiquement, les biophotons suivent les fibres neuronales. On a donc émis l’hypothèse qu’ils participent à la communication entre les neurones. Le projet recourra aux technologies quantiques pour imager des photons uniques ainsi qu’à la détection pour élucider les propriétés des biophotons dans le cadre des activités cérébrales. Quand on veut imager des biophotons, la principale difficulté réside dans leur faible intensité. On a donc besoin de détecteurs d’une extrême sensibilité, émettant très peu de bruit. Pour déceler les biophotons dans un échantillon biologique, l’équipe du projet recourra à des caméras capables de saisir des photons uniques, parcourra le spectre des longueurs d’onde du visible aux courts infrarouges, et combinera des filtres spéciaux jusqu’à atteindre la résolution spatiale et spectrale souhaitée. L’efficacité de ces méthodes sera comparée à celle des détecteurs de photons uniques qui utilisent des nanofils supraconducteurs., expected results english : 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., expected results french : 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., additional information english : nan, additional information french : nan, owner organization : nrc-cnrc, owner organization title : National Research Council Canada | Conseil national de recherches Canada