Recent advances in brain clearing and imaging have made it possible to image entire mammalian brains at sub-micron resolution. These images offer the potential to assemble brain-wide atlases of neuron morphology, but manual neuron reconstruction remains a bottleneck. Several automatic reconstruction algorithms exist, but most focus on single neuron images. In this paper, we present a probabilistic reconstruction method, ViterBrain, which combines a hidden Markov state process that encodes neuron geometry with a random field appearance model of neuron fluorescence. Our method utilizes dynamic programming to compute the global maximizers of what we call the "most probable" neuron path. Our most probable estimation method models the task of reconstructing neuronal processes in the presence of other neurons, and thus is applicable in images with several neurons. Our method operates on image segmentations in order to leverage cutting edge computer vision technology. We applied our algorithm to imperfect image segmentations where false negatives severed neuronal processes, and showed that it can follow axons in the presence of noise or nearby neurons. Additionally, it creates a framework where users can intervene to, for example, fit start and endpoints. The code used in this work is available in our open-source Python package brainlit.


翻译:大脑清理和成像方面的最新进展使得能够以亚微型分辨率将整个哺乳动物大脑成像成像成像成像成像成像。这些图象提供了收集全脑神经形态图集的潜力,但人工神经重建仍然是一个瓶颈。有几种自动重建算法存在,但大多侧重于单一神经图象。在本论文中,我们展示了一种概率重建方法,维泰布雷恩,它将隐蔽的马尔科夫状态进程与神经荧光外观模式混合起来。我们的方法利用动态程序来计算全球范围内“最可能”神经神经路径的最大化数据。我们最可能采用的方法模型来模拟在其他神经元面前重建神经过程的任务,因此适用于若干神经元的图像。我们的方法对图像分割进行操作,以便利用尖端计算机视觉技术。我们用我们的算法将不完善的图像分部分与神经神经元的随机外观模型结合起来。我们的方法利用动态程序来计算出我们称之为“最可能的”神经路径。此外,我们最有可能使用的方法模型来模拟全球范围内的神经路径。此外,我们最有可能用这个软件模型来构建一个框架,可以用来对我们的大脑终端进行演示。

0
下载
关闭预览

相关内容

【DeepMind】强化学习教程,83页ppt
专知会员服务
152+阅读 · 2020年8月7日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
77+阅读 · 2020年7月26日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
164+阅读 · 2020年3月18日
【论文】结构GANs,Structured GANs,
专知会员服务
14+阅读 · 2020年1月16日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
58+阅读 · 2019年10月17日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
Arxiv
1+阅读 · 2022年4月18日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月17日
Prefix-Free Coding for LQG Control
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月15日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月14日
Arxiv
17+阅读 · 2019年3月28日
VIP会员
相关VIP内容
【DeepMind】强化学习教程,83页ppt
专知会员服务
152+阅读 · 2020年8月7日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
77+阅读 · 2020年7月26日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
164+阅读 · 2020年3月18日
【论文】结构GANs,Structured GANs,
专知会员服务
14+阅读 · 2020年1月16日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
58+阅读 · 2019年10月17日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员