17 września 2021
Presented to narzędzie obliczeniowe, które umożliwia prosty i bezpośredni automatyczny pomiar orientacji gałęzi dendrytycznych neuronów na podstawie obrazów fluorescencyjnych 2D.
SOA to zautomatyzowane narzędzie, które ma przyjazny dla użytkownika interfejs, do identyfikacji, segmentacji i ekstrakcji ważnych informacji morfologicznych z obrazów złożonych sieci linii 2D. Proces pracy jest prosty i intuicyjny, a dane pozyskiwane są natychmiast i łatwo. Co więcej, ponieważ architektura SOA jest elastyczna i adaptowalna, jej możliwości analityczne można rozszerzyć o inne zastosowania.
SOA może być wykorzystywana do analizy innych typów sieci 2D, takich jak sieci komórek nieneuronalnych, złożone struktury generowane przez cytoszkielet oraz sieci niebiologiczne, takie jak nanorurki. Otwórz stronę internetową i znajdź SOA. zip spakowany folder i pobierz plik zip, klikając dwukrotnie.
Rozpakuj folder, klikając prawym przyciskiem myszy i wybierając opcję Wyodrębnij pliki. Zwróć uwagę na ścieżkę wyodrębniania w oknie opcji, które otwiera się w polu tekstowym adresu docelowego, w którym jest wyświetlana ścieżka do wyodrębnionych plików. Następnie otwórz wyodrębniony plik SOA i kliknij dwukrotnie SOA.exe.
Poczekaj, aż otworzy się czarne okno, po którym pojawi się aplikacja. Na pasku menu przesyłania przeglądarki SOA wybierz wybierz plik, a następnie wybierz obraz z plików komputerowych i kliknij na niego. Kliknij przycisk Otwórz, obserwuj ścieżkę do pliku, a następnie kliknij przycisk Dalej.
Aby zoptymalizować segmentację na krawędziach, dostosuj próg wyświetlania, wybierając próg i wprowadzając liczbę. W przypadku scalania linii dostosuj minimalną odległość do scalenia dla ekranu, wybierając minimalną odległość do scalenia i wprowadzając liczbę, oraz minimalny kąt scalania dla wyświetlania, wybierając minimalny kąt scalania i wprowadzając liczbę. Następnie kliknij utwórz podgląd obrazu segmentacji i zmień parametry, aby uzyskać maksymalną identyfikację segmentów.
Jeśli chcesz zmienić właściwości, kliknij przycisk zamykania okna i ponownie dostosuj próg w minimalnej odległości i kącie do scalenia. Aby utworzyć pliki wyjściowe, naciśnij przycisk OK, aby wyświetlić obrazy segmentacji na wykresach analizy. W wyświetlonym oknie wybierz lokalizację, w której zostanie zapisany plik xlsx.
Wstaw nazwę pliku, a następnie wybierz zapisz i poczekaj, aż plik xlsx z danymi zostanie utworzony i zapisany. Aby przechodzić tam i z powrotem między poprzednio zdefiniowanymi widokami, użyj przycisków do przodu i do tyłu. Aktywuj przesuwanie i powiększanie, naciskając przycisk powiększania, a następnie przesuń mysz w żądane miejsce.
Następnie przesuń figurę, naciskając i przytrzymując lewy przycisk myszy podczas przeciągania jej w nowe miejsce. Zwolnij przycisk myszy, a wybrany punkt na obrazie pojawi się w nowej pozycji. Przytrzymaj X lub Y, aby ograniczyć ruch osi.
Aby powiększyć, przytrzymaj prawy przycisk myszy i przeciągnij go w nowe miejsce. Przesuń w prawo, aby powiększyć oś x i przesuń w lewo, aby pomniejszyć oś x. Zrób to samo dla osi y w ruchu w górę iw dół.
Podczas powiększania należy pamiętać, że punkt pod myszą pozostaje nieruchomy, co umożliwia powiększanie lub pomniejszanie wokół tego punktu. Użyj modyfikujących, X, Y lub Control, aby ograniczyć powiększenie odpowiednio do zachowania współczynnika X, Y lub proporcji. Aby aktywować tryb powiększania do prostokąta, kliknij przycisk powiększania do prostokąta.
Umieść kursor na obrazie i naciśnij lewy przycisk myszy. Przeciągnij mysz w nowe miejsce, przytrzymując przycisk, aby zdefiniować prostokątny region. Użyj narzędzia do konfiguracji powierzchni podrzędnej, aby skonfigurować wygląd powierzchni podrzędnej.
Aby otworzyć okno dialogowe zapisywania pliku, kliknij przycisk zapisywania i zapisz plik w odpowiednich formatach. Typowy przepływ pracy SOA jest stosowany do reprezentatywnego obrazu 2D sieci dendrytycznej znakowanej fluorescencyjnym przeciwciałem anty-MAP2. Graficzny interfejs użytkownika SOA umożliwia porównanie oryginalnego obrazu z obrazem podzielonym na segmenty i zapewnia monitorowanie w czasie rzeczywistym skutków wszelkich zmian w ustawieniach segmentacji.
Gałęzie dendrytyczne są klasyfikowane jako rosnące równolegle i nierównoległe. Po zakończeniu analizy liczba równoległych gałęzi w badanym zakresie jest wyodrębniana i wykreślana na wykresie częstotliwości. Aby zrozumieć, czy zakres równoległego wzrostu między gałęziami dendrytycznymi jest losowy, czy ukierunkowany, wyniki tego wykresu porównano z wynikami uzyskanymi z symulacji losowego wzrostu linii o tej samej liczbie, co gałęzie dendrytyczne w kulturach.
Następnie SOA mierzy odległości między równoległymi gałęziami, a także długości równoległych i nierównoległych gałęzi dendrytycznych oraz ich średnie długości. Aby określić, czy istnieją preferencyjne kierunki wzrostu, SOA wyświetla histogram rozkładu kątów wzrostu gałęzi dendrytycznych, co pozwala na szybką identyfikację preferowanych kierunków wzrostu i określonych gałęzi dendrytycznych w każdej grupie. Dane wyjściowe SOA mogą być wykorzystywane jako baza danych dla narzędzi do wykonywania bardziej dogłębnych i złożonych analiz.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Niniejszy artykuł przedstawia SOA, zautomatyzowane narzędzie obliczeniowe do analizy odgałęzień dendrytów neuronalnych na podstawie 2D obrazów fluorescencyjnych. Oprogramowanie oferuje przyjazny dla użytkownika interfejs do segmentacji i ekstrakcji danych morfologicznych, umożliwiając szybką identyfikację równoległych i nierównoległych wzorców wzrostu dendrytów.
Zautomatyzowana analiza orientacji odgałęzień dendrytycznych dostarcza ilościowych informacji na temat architektury sieci neuronalnych, wspierając walidację celów w neurofarmakologii poprzez powiązanie zmian strukturalnych z efektami funkcjonalnymi. Narzędzie to umożliwia mechanistyczną redukcję ryzyka w przypadku związków wpływających na morfologię neurytów dzięki powtarzalnemu, wysokotreściowemu profilowaniu morfologicznemu. Możliwość ta zwiększa pewność predykcyjną we wczesnej fazie odkrywania leków poprzez identyfikację strukturalnych biomarkerów modulacji szlaków.
Narzędzie to wpisuje się w kontinuum procesu odkrywania leków, od wczesnego testowania hipotez dotyczących celu terapeutycznego po optymalizację związku wiodącego, dostarczając danych morfologicznych, które pozwalają ocenić aktywność biologiczną oraz modulację szlaków sygnałowych.