<i>En bloc</i> preparation of <i>Drosophila</i> brains enables high-throughput FIB-SEM connectomics
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Deriving the detailed synaptic connections of the entire nervous system has been a long term but unrealized goal of the nascent field of connectomics. For Drosophila , in particular, three sample preparation problems must be solved before the requisite imaging and analysis can even begin. The first is dissecting the brain, connectives, and ventral nerve cord (roughly comparable to the brain, neck, and spinal cord of vertebrates) as a single contiguous unit. Second is fixing and staining the resulting specimen, too large for previous techniques such as flash freezing, so as to permit the necessary automated segmentation of neuron membranes. Finally the contrast must be sufficient to support synapse detection at imaging speeds that enable the entire connectome to be collected. To address these issues, we report three major novel methods to dissect, fix, dehydrate and stain this tiny but complex nervous system in its entirety; together they enable us to uncover a Focused Ion-Beam Scanning Electron Microscopy (FIB-SEM) connectome of the entire Drosophila brain. They reliably recover fixed neurons as round profiles with darkly stained synapses, suitable for machine segmentation and automatic synapse detection, for which only minimal human intervention is required. Our advanced procedures use: a custom-made jig to microdissect both regions of the central nervous system, dorsal and ventral, with their connectives; fixation and Durcupan embedment, followed by a special hot-knife slicing protocol to reduce the brain to dimensions suited to FIB; contrast enhancement by heavy metals; together with a progressive lowering of temperature protocol for dehydration. Collectively these optimize the brain’s morphological preservation, imaging it at a usual resolution of 8nm per voxel while simultaneously speeding the formerly slow rate of FIB-SEM. With these methods we could recently obtain a FIB-SEM image stack of the Drosophila brain eight times faster than hitherto, at approximately the same rate as, but without the requirement to cut, nor imperfections in, EM serial sections.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,009 | 0,005 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».