一种基于仿真的快速宽场钙成像神经元提取方法及系统技术方案

技术编号:41204187 阅读:163 留言:0更新日期:2024-05-07 22:29
本发明专利技术公开了一种基于仿真的快速宽场钙成像神经元提取方法及系统,属于宽场钙成像技术领域,本发明专利技术使用数字孪生的神经解剖学和光学显微仿真技术,可以根据具体的光学系统参数来生成有背景和无背景的脑组织图像,从而避免对普通宽场图像和高质量无背景配对图像的需求。通过将有背景的图像作为输入,无背景的图像作为监督,训练去背景网络。去背景网络收敛后,便于从散射背景中提取干净的神经元信号。神经元分割网络接收去背景网络的输出,进行高速的神经元分割。神经元根据其时空连接性被进一步分割成独立的区域。由于不存在神经元间串扰,可以直接得到各个神经元的时间迹线。实现了超快速和高精度的神经元提取功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及宽场钙成像,更具体的说是涉及一种基于仿真的快速宽场钙成像神经元提取方法及系统


技术介绍

1、钙成像借助基因编码的钙指示剂和光学显微仪器,有助于研究各种行为任务中的大脑功能。

2、一方面,双光子激光扫描显微镜等串行采集方法有较强的光学层析能力和对散射的鲁棒性,但在毫米级视场上的时间分辨率较低。尽管一些方法可以提高双光子激光扫描显微镜的帧率,但高功率光照可能会导致热诱导损伤。关于空间尺度,双光子激光扫描显微镜已可实现直径约5mm的视场,但这通常需要对钙动力学进行时间二次采样。

3、另一方面,宽场显微镜等并行方案与不断增长的阵列传感器范围相结合,为神经科学家提供了一种实用工具。借助优化的光学设置和计算工具,宽视野显微镜能够在10×8mm2视场中以0.8μm的像素大小记录数十个哺乳动物大脑区域的大型神经元群,同时记录数百万个神经元。

4、然而,散射引起的串扰和背景污染对宽场显微镜提出了挑战。由于宽场显微镜照亮并检测样本的整个体积,远离焦平面的神经元会产生模糊的背景信号。不透明组织中的光散射进一步恶化了源自焦平面的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于仿真的快速宽场钙成像神经元提取方法,其特征在于,该方法包括:训练阶段和应用阶段,其中:

2.根据权利要求1所述的一种基于仿真的快速宽场钙成像神经元提取方法,其特征在于,所述光学系统参数包括:数值孔径和放大倍率。

3.根据权利要求1所述的一种基于仿真的快速宽场钙成像神经元提取方法,其特征在于,所述去背景网络包括:14个三维卷积层,每个卷积层后有Relu激活函数。

4.根据权利要求1所述的一种基于仿真的快速宽场钙成像神经元提取方法,其特征在于,所述神经元分割网络包括:14个二维卷积层,每个卷积层后有Relu激活函数。

5.根据权利要...

【技术特征摘要】

1.一种基于仿真的快速宽场钙成像神经元提取方法,其特征在于,该方法包括:训练阶段和应用阶段,其中:

2.根据权利要求1所述的一种基于仿真的快速宽场钙成像神经元提取方法,其特征在于,所述光学系统参数包括:数值孔径和放大倍率。

3.根据权利要求1所述的一种基于仿真的快速宽场钙成像神经元提取方法,其特征在于,所述去背景网络包括:14个三维卷积层,每个卷积层后有relu激活函数。

4.根据权利要求1所述的一种基于仿真的快速宽场钙成像神经元提取方法,其特征在于,所述神经元分割网络包括:14个二维卷积层,每个卷积层后有relu激活函数。

5.根据权利要求1所述的一种基于仿真的快速宽场钙成像神经元提取方法,其...

【专利技术属性】
技术研发人员:张国勋曾昀敏杨懿卢志
申请(专利权)人:浙江荷湖科技有限公司
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1