我々は、神経形態を分析するためにコンピュータプログラムを開発しました。つの既存のオープンソースの解析ツールと組み合わせることで、私たちのプログラムは、ショール分析を実行し、神経突起、分岐点、および神経突起の先端の数が決まります。分析は、神経突起の形態で局所的な変化が観察できるように実行されます。
神経形態では、神経細胞が機能すると1-3通信方法を決定する上で重要な役割を果たしている。具体的には、他のセルからの入力を受け取るために神経細胞の能力に影響を与える2と4,5活動電位の伝播に貢献しています。神経突起の形態はまた、情報が処理される方法に影響します。樹状突起形態の多様性は、ローカルおよび長距離のシグナル伝達を促進し、個々の神経細胞や神経細胞のグループが神経ネットワーク6,7内の特殊な機能を遂行することができます。分岐パターンの樹状突起と変化の断片化を含む、樹状突起形態の変化は、アルツハイマー病8、統合失調症9,10、および精神遅滞11を含む病気の状態、の数で観察されている。両方の樹状突起形態を形成する要因を理解し、樹状突起形態の変化を識別する機能は、神経系の機能と機能障害の理解に不可欠である。
神経突起の形態は、多くの場合、ショール分析および神経突起と枝の先端の数の数をカウントすることにより分析されます。この分析は、一般的に樹状突起に適用されますが、それは軸索にも適用することができます。手でこの分析を実行すると、両方の時間がかかり、必然的に実験者のバイアスと矛盾に起因する変動をもたらしている。かがり火のプログラムが利用できるオープンソースの形態素解析ツールに基づいて構築された樹状突起と軸索形態の分析に半自動化されたアプローチです。私たちのプログラムは、神経突起アーバーのサブ領域にショール分析を実行することによって動作を分岐樹状突起と軸索における局所的な変化の検出を行うことができます。例えば、ショールの分析は、全体としてのニューロンだけでなく、プロセスの各部分(プライマリ、セカンダリ、ターミナル、ルート、等)デンドライトと軸索のパターン形成が細胞内と細胞外の多くの要因によって影響されるの両方で実行されている多くの局所的に作用する。したがって、結果として得られるアーバーの形態は、これらのローカルバリエーション12を観察するために小規模で形態素解析を行うため必要があること、特定の神経突起に作用する特定のプロセスの結果です。
かがり火のプログラムは2つのオープンソースの解析ツール、ImageJとNeuronStudioへNeuronJプラグインを使用する必要があります。ニューロンは、ImageJのでトレースされている、とNeuronStudioは神経突起の間の接続を定義するために使用されます。たき火はさらなる分析のために適切な形式にデータを変換するために使用されているMATLAB(MathWorks社)で記述されたカスタムスクリプトの数を含む、ユーザのエラーをチェック、そして最終的にショール分析を行います。最後に、データは統計分析のためにExcelにエクスポートされます。かがり火のプログラムのフローチャートを図1に示されています。
かがり火のプログラムは、樹状突起と軸索の形態の分析のための半自動化されたプログラムです。それは非常に手動で分析を行う上ショール解析の効率と精度を向上させます。さらに、かがり火のプログラムは、可能な限りデータを監査するために、分析の精度を検証すること、プロセスのあらゆる段階でデータを保存します。したがって、データ分析のタスクは、精度を損なうことなく、?…
The authors have nothing to disclose.
この作品は、ブッシュ医学グラント、NSFの助成IBN – 0548543、NSFの助成IBN – 0919747、ダイム財団助成1 – FY04 – 107の月、ダイム財団助成1 – FY08 – 464の月(BLFまで)によって部分的にサポートされていました。 MKKとCGLは、NIHのバイオテクノロジー研修グラントT32 GM008339 – 20でサポートされていた、とCGLは、脊髄の研究博士号を取得する前のフェローシップ08から2941 – SCR – E – 0にNJ委員会によってサポートされていました。