Anatomical variability, multi-modal coordinate systems, and precision targeting in the marmoset brain
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Localising accurate brain regions needs careful evaluation in each experimental species due to their individual variability. However, the function and connectivity of brain areas is commonly studied using a single-subject cranial landmark-based stereotactic atlas in animal neuroscience. Here, we address this issue in a small primate, the common marmoset, which is increasingly widely used in systems neuroscience. We developed a non-invasive multi-modal neuroimaging-based targeting pipeline, which accounts for intersubject anatomical variability in cranial and cortical landmarks in marmosets. This methodology allowed creation of multi-modal templates (MarmosetRIKEN20) including head CT and brain MR images, embedded in coordinate systems of anterior and posterior commissures (AC-PC) and CIFTI grayordinates. We found that the horizontal plane of the stereotactic coordinate was significantly rotated in pitch relative to the AC-PC coordinate system (10 degrees, frontal downwards), and had a significant bias and uncertainty due to positioning procedures. We also found that many common cranial and brain landmarks (e.g., bregma, intraparietal sulcus) vary in location across subjects and are substantial relative to average marmoset cortical area dimensions. Combining the neuroimaging-based targeting pipeline with robot-guided surgery enabled proof-of-concept targeting of deep brain structures with an accuracy of 0.2 mm. Altogether, our findings demonstrate substantial intersubject variability in marmoset brain and cranial landmarks, implying that subject-specific neuroimaging-based localization is needed for precision targeting in marmosets. The population-based templates and atlases in grayordinates, created for the first time in marmoset monkeys, should help bridging between macroscale and microscale analyses. Highlights Achieved sub-millimeter localization accuracy of subject-wise brain region Propose a dedicated non-invasive multi-modal subject-specific registration pipeline Construct brain coordinate system in AC-PC and grayordinate spaces Establish multi-modal MRI and CT brain and cortical templates, MarmosetRIKEN20 Quantify intersubject variabilities in marmoset brain Significant bias and uncertainty exist in marmoset stereotactic positioning
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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 | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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 ».