Ученые разработали новую трехмерную модель высокого разрешения области СА1 гиппокампа человека. Новая модель области СА1 гиппокампа человека с высоким разрешением была разработана Институтом биофизики Итальянского национального исследовательского совета (CNR-IBF) и Университетом Модены и Реджо-Эмилии (UNIMORE). Результаты исследования опубликованы в научном журнале Nature Computational Science.
Модель была разработана на основе полномасштабного набора данных изображений с высоким разрешением. Согласно исследованию, та же методология может быть применена для создания полномасштабных моделей других областей человеческого мозга, а также для интеграции в среду совместного моделирования.
«Объем данных об отдельных нейронах человеческого мозга очень ограничен как с точки зрения относительных трехмерных координат, так и с точки зрения связи между нейронами», — объясняет Микеле Мильоре (Michele Migliore) из CNR-IBF, Палермо.
Исследователи разработали индивидуальный алгоритм обработки изображений, чтобы получить реалистичное распределение позиционирования нейронов, и алгоритм для создания связности нейронов путем аппроксимации формы дендритов и аксонов.
«Дендриты и аксоны можно разделить на категории в зависимости от общей формы их отростков: например, некоторые вписываются в узкие колбочки, другие имеют широкое сложное расширение, которое можно аппроксимировать выделенными геометрическими объемами, и соответственно изменяется связь с соседними нейронами», — объясняет Даниэла Гандольфи (Daniela Gandolfi) из UNIMORE, ведущий автор исследования. «Наш алгоритм анализирует изображения с высоким разрешением и после создания определенных геометрических фигур, которые будут связаны с морфологическими свойствами, позволяет нам рассчитать вероятность того, что два нейрона связаны. Метод обеспечивает не только трехмерное позиционирование нейронов, но и их связность».
«Мы сравнили плотность нейронов в нашей 3D-модели с существующей литературой по гиппокампу и обнаружили, что она соответствует экспериментальным наблюдениям, подтверждая нашу модель», — заключает Гандольфи.
Статья по теме: предотвращение гипоксии в гиппокампе поможет в профилактике и лечении болезни Альцгеймера
