الآلي Sholl تحليل الصرف متعلق بالخلايا العصبية رقمية على مستويات متعددة

يوضح هذا الفيديو إجراء لتحليل مورفولوجيا التشعبات والمحاور ، المعروفة مجتمعة باسم الأعصاب ، باستخدام برنامج شبه آلي من أجل مراقبة التغيرات المحلية. يستخدم برنامج الخلايا العصبية الأول J لتتبع صور TIFF بثمانية بت للخلايا العصبية لتحديد موضع أجزاء الخلايا العصبية. ثم يتم استخدام برنامج استوديو الخلايا العصبية لتحديد المعلومات الهيكلية حول الاتصال بين الخلايا العصبية.

أخيرا ، يتم تشغيل برنامج النار MATLAB لاستخراج البيانات المورفولوجية من الخلايا ، بما في ذلك تحليل المياه الضحلة ، بالإضافة إلى عدد نقاط فرع الخلايا العصبية وأطراف العصب. تظهر النتائج تغيرات محلية في مورفولوجيا العصبية بناء على أداء تحليل المياه الضحلة في المناطق الفرعية من الشجرة العصبية. الميزة الرئيسية لهذه التقنية على الطرق الحالية ، مثل التحليل الضحلي يدويا ، هي أن البرنامج شبه آلي ، مما يزيد بشكل كبير من كفاءة التحليل ويسمح بتدقيق البيانات بحيث يمكن التحقق من دقة التحليل.

سيظهر الإجراء طالب جامعي Hirsch AWA يعمل في مختبر Firestein لفصل الصيف. من أجل استخدام برنامج النار لتحليل الخصائص المورفولوجية ل Neurites ثمانية بت tiff ، يجب الحصول على صور الخلايا العصبية الفردية بعد تنزيل برنامج النار. يجب ضبط إعدادات البرنامج بناء على دقة الصورة للصور التي ترغب في تحليلها في جزء معلمات النار من برنامج النار ، واستبدل القيمة الحالية لتحويل اللقطات المتغيرة بقيمة دقة الصورة لصورك.

لكي تتمكن النار من تحليل البيانات ، يجب تنظيم الملفات في هيكل معين ، بما في ذلك المجلد الرئيسي ، ومجلد النار الذي يحتوي على ملفات MATLAB M ، والمجلدات الفرعية التي تحتوي على كل حالة من الشروط المختلفة ، وتبدأ ملفات صور الخلية داخل مجلدات الشروط المختلفة بإعداد الصورة للتتبع. في هذه التجربة ، سيتم تتبع التشعبات فقط من أجل تحليل التغيرات في مورفولوجيا التغصن. ابدأ بإعداد الصورة للتتبع.

افتح الصورة عن طريق تحديد الزر المفتوح على شريط أدوات الخلايا العصبية J وحدد الصورة التي ترغب في تتبعها. الآن ، قم بتغيير حجم الصورة عن طريق تحديد زر تكبير لضبط سطوع الصورة وتباينها بحيث يمكنك تصور جميع صور تحديد Neurites على شريط أدوات الخلايا العصبية J ، ثم تحديد ضبط تباين السطوع. لبدء التتبع، حدد زر إضافة آثار على شريط أدوات الخلايا العصبية J تتبع حول محيط جسم الخلية.

ثم حدد زر تتبع التسمية على شريط أدوات الخلايا العصبية J وحدد N واحد من القائمة المنسدلة معرف التتبع ، وحدد اكتب صفر ستة في نافذة سمات الخلايا العصبية J وحدد موافق. لبدء تتبع الخلايا العصبية ، حدد زر إضافة آثار على شريط أدوات الخلايا العصبية J وأضف تتبعا على طول كل فرع من فروع الخلايا العصبية ذات الاهتمام. من الأفضل أن تتوقف الأجزاء التي ترسمها عند كل نقطة فرع مع كل نقطة فرع ابنة ، بدءا من تلك النقطة كتتبع جديد.

حدد زر حفظ التتبع على شريط أدوات الخلايا العصبية J واحفظ التتبع الذي قمت بإنشائه للتو في نفس المجلد مثل ملف الصورة الأصلي. بعد ذلك ، قم بتصدير ملفات التتبع وملفات معرف التتبع من الخلايا العصبية J.حدد زر تتبع التصدير على شريط أدوات الخلايا العصبية J. حدد الآن علامة التبويب ملفات نصية محددة ملف منفصل لكل خيار تتبع في مربع حوار تصدير الخلايا العصبية J وحدد حسنا ، والسماح للخلايا العصبية J باختيار أسماء الملفات وموقع الحفظ.

حدد زر قياس التتبع على شريط أدوات الخلايا العصبية J ، ثم حدد خيار عرض قياسات التتبع في نافذة قياسات الخلايا العصبية J وحدد تشغيل تحديد ملف في نافذة تتبع الخلايا العصبية J ، ثم حدد حفظ باسم واحفظ الملف. يجب أن يتطابق اسم الملف تماما مع اسم ملف الصورة الأصلي ، متبوعا بمعلومات الشرطة السفلية ويجب ألا يحتوي على امتداد ملف مكون من ثلاثة أحرف. تحقق من أن جهاز الكمبيوتر الخاص بك لا يضيف تلقائيا امتداد ملف XLS.

إذا كان الأمر كذلك، فيجب حذف امتداد الملف يدويا. أولا ، أعد تنظيم المجلدات باستخدام حمل النار عن طريق فتح matlab ، والنقر فوق زر النقاط الثلاثية في الجزء العلوي الأيمن من نافذة الأوامر. حدد مجلد النار في مجلدك الرئيسي في نافذة التصفح بحثا عن المجلد ، اكتب bonfire load في نافذة الأوامر واضغط على Enter.

حدد مجلد الشرط الذي ترغب في تحليله في الاستعراض بحثا عن المجلد والنافذة وتحديده. حسنًا. سيؤدي هذا إلى إعادة تنظيم بنية المجلد عن طريق إنشاء مجلدات فرعية للخلية تحتوي على جميع البيانات لكل خلية على حدة. الآن لإنشاء اسم الملف ، تسطير ، ملفات swc المميزة ، اكتب تسطير النار ، NDF ، اثنان ثانية ، WC في نافذة الأوامر واضغط على Enter.

حدد نفس مجلد الحالة الذي تمت إعادة تنظيمه للتو مع تحميل النار في نافذة الاستعراض بحثا عن المجلد، وحدد. حسنًا. سيؤدي هذا إلى إنشاء ملف WC في كل مجلد خلية للشرط المختار. سيحتوي كل مجلد خلية على خمسة ملفات.

صورة TIF الأصلية وملف NDF ومعلومات الشرطة السفلية وملف معرف التتبع وملف TXT وملف swc. قبل استخدام Neuron Studio ، نوصيك بالتعرف على ميزات البرنامج واختصاراته. لديهم دليل مستخدم ممتاز عبر الإنترنت ، وستوفر لك معرفة اختصارات لوحة المفاتيح قدرا كبيرا من الوقت.

للبدء في فتح برنامج استوديو الخلايا العصبية وتحديد ملف مفتوح على شريط أدوات استوديو الخلايا العصبية ، ابحث عن صورة TIF للخلايا العصبية. تريد تحريره وفتحه. حدد إعدادات التشغيل وأدخل واحدة في كل مربع من المربعات الثلاثة.

في نافذة حجم voxel، حدد ملف import s wc. حدد ملف s WC المناسب الذي يطابق الملف الذي تريد العمل معه. سيتم الآن تراكب ملف الصورة مع صورة التتبع.

يجب أن تتراكب سوما الخلية بدائرة حمراء لربط الخلايا العصبية. استخدم أداة neurite لربط العقد بحيث يمكن لكل نقطة فرع ممثلة بعقد صفراء إنشاء فرعين فقط. يجب أن تكون جميع الآثار مستمرة مع سوما.

الآن لتصدير البيانات من Neuron Studio ، حدد الملف ، واحفظ الأعصاب ، واحفظه كاسم افتراضي للتحقق من وجود أخطاء في تتبع النار من نوع ملفات swc. تحقق من نافذة الأوامر واضغط على Enter. حدد مجلد الشرط الذي يحتوي على البيانات التي تمت معالجتها للتو في نافذة الاستعراض بحثا عن المجلد وحدد موافق إذا كان هناك أي أخطاء في أي من الصور الموجودة في المجلد.

سيقوم البرنامج بإخراج الصور التي تعرض مكان وجود الخطأ لاستخراج البيانات المورفولوجية من ملفات مرحاض S النقطية. اكتب النار في نافذة الأوامر واضغط على Enter. حدد مجلد الشرط الذي تريد تحليله في نافذة الاستعراض بحثا عن المجلد، وحدد موافق لكل من الخلايا العصبية ذات الاهتمام.

سيولد تحليل النار رسما بيانيا لمورفولوجيا الخلايا العصبية جنبا إلى جنب مع حلقات الكتف المستخدمة في التحليل. بالإضافة إلى ذلك ، سيقوم الأمر بإطلاق النار بإنشاء ملف MAT الذي يحتوي على جميع المعلومات المورفولوجية التي تم أخذها من التحليل. لعرض الرسوم البيانية الأولية لنتائج نوع البيانات في نافذة الأمر MATLAB، حدد مجلد الشرط للشرط المراد عرضه في نافذة الاستعراض بحثا عن المجلد وحدد. حسنًا.

سيتم إغلاق نافذة الاستعراض بحثا عن المجلد مؤقتا وإعادة فتحها مما يسمح بتحديد شروط إضافية. بمجرد تحديد الشروط، حدد إلغاء للخروج من عملية التحديد. ستقوم نتيجة Bonfire بإرجاع مخططات موجزة بما في ذلك البيانات من مجلدات الشروط التي حددتها لتصدير البيانات المورفولوجية إلى تصدير النار من نوع Excel إلى نافذة أوامر MATLAB.

حدد مجلد الشرط الذي يحتوي على البيانات التي ترغب في تصديرها في نافذة الاستعراض بحثا عن المجلد وحدد. حسنا ، سيؤدي تصدير النار إلى إنشاء ملفات Excel للبيانات المورفولوجية وسيضعها في مجلد الحالة الذي تم تحديده. سنعرض لك الآن مثالا على البيانات التي تم إنشاؤها بواسطة برنامج النار على مجموعة بيانات تحتوي على شرطين.

هذه أمثلة على الصور المقلوبة لكلا الحالتين. يمكن ملاحظة هذه الصور أن الحالة الأولى تحتوي على تشعبات أكثر من الحالة الثانية. يمكن أيضا ملاحظة هذه الظاهرة في مجموعة متنوعة من الرسوم البيانية التي يتم إنشاؤها بواسطة برنامج إشعال النار.

نظرا لأن برنامج النار يقوم بتحليله على المناطق الفرعية من التشعبات ، يمكن التعرف بسهولة على التشعبات المتزايدة في الحالة الأولى ، ويظهر رسم المنحنى الضحل لإجمالي الشجرة الشجيرية أن هناك المزيد من التشعبات البعيدة عن جسم الخلية للحالة الأولى ، تظهر الخلايا العصبية التي ترسم متوسط عدد نقاط الفرع والنقاط الطرفية لكل خلية أن الحالة الأولى تحتوي على نقاط فرعية أكثر ونقاط طرفية أكثر من الحالة الثانية. يظهر متوسط عدد العمليات لكل خلية للتشعبات الأولية أو الثانوية أو الثالثية أو الأعلى. هناك المزيد من التشعبات الثلاثية والعليا للشرط الأول الذي يرسم متوسط عدد العمليات لكل خلية للتشعبات الجذرية والمتوسطة والطرفية يظهر أن الحالة الأولى لديها عمليات وسيطة أو طرفية أكثر من الشرط الثاني.

تظهر هنا منحنيات التحليل الضحلة الخاصة بهوية المقطع حيث يتم تجميع المقاطع على أنها أولية أو ثانوية أو ثالثة أو أكبر. تحدث الزيادة في التشعبات الثلاثية بعيدا عن جسم الخلية لحالة الخلايا العصبية الأولى. يتم عرض منحنيات تحليل المياه الضحلة الخاصة بهوية المقطع حيث يتم تجميع المقاطع كمقاطع جذر أو مقاطع وسيطة أو مقاطع طرفية.

تحدث الزيادة في كل من التشعبات الوسيطة والطرفية في الحالة الأولى بعيدا عن جسم الخلية. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية إجراء تحليل المياه الضحلة باستخدام برنامج النار من أجل مراقبة التغيرات المحلية في التشكل العصبي.