FOCAL3D: A 3-dimensional clustering package for single-molecule localization microscopy
Notice bibliographique
Résumé
Single-molecule localization microscopy (SMLM) is a powerful tool for studying intracellular structure and macromolecular organization at the nanoscale. The increasingly massive pointillistic data sets generated by SMLM require the development of new and highly efficient quantification tools. Here we present FOCAL3D, an accurate, flexible and exceedingly fast (scaling linearly with the number of localizations) density-based algorithm for quantifying spatial clustering in large 3D SMLM data sets. Unlike DBSCAN, which is perhaps the most commonly employed density-based clustering algorithm, an optimum set of parameters for FOCAL3D may be objectively determined. We initially validate the performance of FOCAL3D on simulated datasets at varying noise levels and for a range of cluster sizes. These simulated datasets are used to illustrate the parametric insensitivity of the algorithm, in contrast to DBSCAN, and clustering metrics such as the F1 and Silhouette score indicate that FOCAL3D is highly accurate, even in the presence of significant background noise and mixed populations of variable sized clusters, once optimized. We then apply FOCAL3D to 3D astigmatic dSTORM images of the nuclear pore complex (NPC) in human osteosaracoma cells, illustrating both the validity of the parameter optimization and the ability of the algorithm to accurately cluster complex, heterogeneous 3D clusters in a biological dataset. FOCAL3D is provided as an open source software package written in Python.
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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 | 0,002 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,004 | 0,003 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,003 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,037 | 0,014 |
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 ».