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世界最大全脑神经元三维数据库建成

 2019-11-04 07:59:13

南京,9月15日,科技日报(金凤)——神经元作为大脑的基本组成部分,对研究大脑的结构和功能至关重要。过去,由于神经元标记和成像技术的限制,获得的图像噪声高,信号不均匀。9月15日,在东南大学举办的2019神经元重建与应用国际研讨会上,《科学技术日报》记者了解到,东南大学脑科学与智能技术研究所和东南大学-艾伦研究所脑数据联合中心最近开发了一套基于虚拟现实和人工智能技术的开源精确数据标注系统Teravr,在全脑层面重建了世界上最大、最精确的神经元三维结构,拥有世界上最大的数据量。

为了获得神经元形态,通常需要对大脑细胞进行稀疏标记、全脑成像、脑图像可视化、神经元形态重建等。其中,脑图像可视化和神经元形态重建是整个过程的瓶颈。东南大学脑科学与智能研究所的客座教授王益民说,一个完整的老鼠大脑图像通常占据几十兆字节,猴子大脑图像甚至是千兆字节。同时,脑神经细胞极其复杂的拓扑结构进一步增加了形态学重建的难度。

“为了应对这些挑战,我们基于虚拟现实和人工智能技术,设计开发了一套开源半自动全脑神经元重建系统teravr,该系统能够从超大规模脑显微图像数据中高效、准确地生成大量全脑神经元形态结构。”王益民说,研究人员使用高分辨率显微镜拍摄老鼠大脑切片,然后提取老鼠大脑中的神经元结构来制作精确的三维图像。利用沉浸式双目立体成像,可以更方便地观察大脑结构,分析神经元树突和轴突高度复杂的三维投影路径。

王益民说,“系统显微图像的分辨率精度可以达到0.1-0.2微米,可以识别重建缺失、过重建、拓扑误差等问题。存在于一些常见的软件中。”他说,目前,该系统已经重建了1000多个完整的神经元结构,拥有世界上最多的数据。

了解脑神经元的结构可为帕金森病、阿尔茨海默病和无症状疾病等神经退行性疾病的诊断和治疗提供参考王益民说。

资料来源:《科学技术日报》

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作者:隐藏    来源:窑店沈百新闻网
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