绘制整个大脑活动网络的地图:脑道作为神经生物学发现的工具

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 计算神经科学是一种神经科学.
• 生物信息学是一种生物信息学.

背景情况:

• 识别整个大脑的神经回路至关重要,但具有挑战性.
• 目前分析大脑切片的方法是劳动密集型的,缺乏功能洞察力.
• 对于大规模的神经生物学项目,需要自动化神经网络分析.

研究的目的:

• 介绍Brainways,一个基于人工智能的开源软件,用于简化神经网络识别和分析.
• 使大脑切片的自动注册成为3D地图,并精确量化光标记.
• 促进与实验条件相关的神经模式和功能网络的识别.

主要方法:

• 开发了Brainways,这是一个人工智能软件,用于自动注册冠状脑切片到3D大脑地图.
• 在大脑区域实现光标记物 (活动标记物,追踪物) 的精确量化.
• 集成的高级统计工具用于神经模式和功能网络识别.
• 在老鼠和小鼠大脑图谱上训练了软件,实现了超过93%的注册准确度.

主要成果:

• 脑道在老鼠和小鼠大脑的亚特拉斯注册中显示了超过93%的准确性.
• 对老鼠亲社会行为的分析显示,与手动方法相比,分析的组织面积增加了300倍.
• 使用Multiplex RNAscope成像的全脑注册使细胞类型表达和活动标志物的联合量化成为可能.
• 该软件成功地将特定的细胞类型及其活动与实验任务条件联系起来.

结论:

• 脑道为大规模的神经生物学研究提供了快速,准确和用户友好的解决方案.
• 该软件显著提高了分析复杂神经电路和功能网络的能力.
• 大脑路径为了解复杂行为的神经支柱开辟了新的途径.