여러 스케일에서 디지털의 연결 형태론의 자동 숄 분석
Summary
우리의 연결 형태를 분석하는 컴퓨터 프로그램을 개발했습니다. 두개의 기존 오픈 소스 분석 도구와 함께, 우리의 프로그램은 숄 분석을 수행하고 neurites, 지사 지점 및 neurite 팁의 수를 결정합니다. 분석은 neurite 형태의 지역 변화가 관찰 수 있도록 수행됩니다.
Abstract
의 연결 형태 뉴런은 기능과 1-3 의사 소통 방법을 결정하는 중요한 역할을합니다. 특히, 그것은 다른 세포로부터 입력을받을 수 뉴런의 기능에 영향을 미치는 2 4,5 행동 잠재력의 전파에 기여하고있다. neurites의 형태도 정보가 처리되는 방법에 영향을줍니다. dendrite morphologies의 다양성은 로컬 및 장거리 신호를 촉진하고 신경 개별 뉴런 또는 그룹의 연결을 네트워크 6,7 내에 전문적인 기능을 수행하실 수 있습니다. dendrites과 패턴을 분기의 변화 조각을 포함 dendrite 형태의 변경은, 알츠하이머 병 8, 정신 분열증 9,10, 그리고 정신 지체 11를 포함하여 질병 상태의 숫자에서 관찰되었습니다. 두 dendrite morphologies을 형성하는 요인을 이해하고 dendrite morphologies의 변화를 식별하는 능력은 신경계의 기능과 장애에 대한 이해에 필수적입니다.
Neurite의 형태는 종종 숄 분석에 의해 및 neurites 및 지점 팁의 수를 계산하여 분석합니다. 이 분석은 일반적으로 dendrites에 적용하지만, 그것은 axons에도 적용할 수 있습니다. 손으로 이러한 분석을 수행하면 시간이 소요 모두이며 필연적으로 실험자의 선입견과 불일치로 인해 다양성을 소개합니다. 모닥불 프로그램은 dendrite 사용 가능한 오픈 소스 형태학의 분석 도구에 따라 빌드 축삭의 형태의 분석 반 자동 방식입니다. 저희 프로그램은 neuritic 아버의 subregions에 숄 분석을 수행하여 동작을 분기 dendrite와 축삭의 로컬 변경 사항의 검색이 가능합니다. 예를 들어, 숄 분석은 전체적으로 신경 세포뿐만 아니라 프로세스의 각 부분 집합 (초등, 중등, 터미널, 뿌리 등) Dendrite 및 축삭의 patterning이 세포내 및 세포외 요인에 의해 영향을 모두 수행됩니다 많은 로컬 연기. 따라서, 결과 아버 형태는 이러한 지역의 변화 12 관찰하기 위해서는 작은 규모의 형태학의 분석을 수행하는 것이 필요하고, 특정 neurites에 연기 특정 프로세스의 결과입니다.
모닥불 프로그램은 두 오픈 소스 분석 도구 ImageJ 및 NeuronStudio에 NeuronJ 플러그인의 사용을 필요로합니다. 뉴런은 ImageJ에서 추적하고 있으며, NeuronStudio는 neurites 간의 연결을 정의하는 데 사용됩니다. 볼파이어 추가 분석을 위해 적절한 형식으로 데이터를 변환하는 데 사용되는 MATLAB (MathWorks)로 작성된 사용자 정의 스크립트 숫자를 포함하고, 사용자 오류를 확인하고, 궁극적 숄 분석을 수행합니다. 마지막으로, 데이터는 통계 분석을 위해 Excel로 내보낼 수 있습니다. 모닥불 프로그램의 플로우 차트는 그림 1에 표시됩니다.
Protocol
Discussion
모닥불 프로그램은 dendrite와 축삭의 형태의 분석을위한 세미 자동 프로그램입니다. 그것은 크게 수동으로 분석을 수행하는 동안 숄 분석의 효율성 및 정확성을 증가시킵니다. 또한, 볼파이어 프로그램이 가능한 데이터를 감사하고 분석의 정확성을 확인하고, 프로세스의 모든 단계에서 데이터를 저장합니다. 따라서, 데이터 분석의 작업은 손상없이 정확하게 많은 개인에게 배포할 수 있습니다. ?…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품은 부시 의생명 그랜트, NSF 그랜트 이븐 – 0548543, NSF 그랜트 이븐 – 0919747, 천 재단 그랜트 1 – FY04 – 107 3 월, 천 재단 그랜트 1 – FY08 – 464 3 월 (BLF로)에 의해 부분적으로 지원되었다. MKK과 CGL은 NIH 생명 교육 그랜트 T32 GM008339 – 20 지원했고, CGL 또한 척수 연구 Predoctoral 원정대 08-2941 – SCR – E – 0에 대한 NJ위원회에 의해 지원되었다.
Materials
| Material Name | Typ | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| NeuronJ plugin | http://www.imagescience.org/meijering/software/neuronj/ | |||
| ImageJ software | http://rsbweb.nih.gov/ij/ | |||
| Bonfire program | http://lifesci.rutgers.edu/~firestein | |||
| NeuronStudio | http://research.mssm.edu/cnic/tools-ns.html | |||
| MatLab Program | MathWorks |
Referenzen
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