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Enregistrement W4280569301 · doi:10.1101/2022.05.10.491406

<i>BigNeuron</i> : A resource to benchmark and predict best-performing algorithms for automated reconstruction of neuronal morphology

2022· preprint· en· W4280569301 sur OpenAlexaff
Linus Manubens-Gil, Zhi Zhou, Hanbo Chen, Arvind Ramanathan, Xiaoxiao Liu, Yufeng Liu, Alessandro Bria, Todd A. Gillette, Zongcai Ruan, Jian Yang, Miroslav Radojević, Ting Zhao, Li Cheng, Lei Qu, Siqi Liu, Kristofer E. Bouchard, Lin Gu, Weidong Cai, Shuiwang Ji, Badrinath Roysam, Ching‐Wei Wang, Hongchuan Yu, Amos Sironi, Daniel Maxim Iascone, Jie Zhou, Erhan Bas, Eduardo Conde‐Sousa, Paulo Aguiar, Xiang Li, Yujie Li, Sumit Nanda, Yuan Wang, Leila Mureşan, Pascal Fua, Bing Ye, Hai‐yan He, Jochen F. Staiger, Manuel Peter, Daniel N. Cox, Michel Simonneau, Marcel Oberlaender, Gregory S.X.E. Jefferis, Kei Ito, Paloma T. Gonzalez-Bellido, Jinhyun Kim, Edwin W. Rubel, Hollis T. Cline, Hongkui Zeng, Aljoscha Nern, Ann‐Shyn Chiang, Jianhua Yao, Jane Roskams, Rick Livesey, Janine Stevens, Tianming Liu, Chinh Dang, Yike Guo, Ning Zhong, Georgia D. Tourassi, Sean Hill, Michael Hawrylycz, Christof Koch, Erik Meijering, Giorgio A. Ascoli

Notice bibliographique

RevuebioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory) · 2022
Typepreprint
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueCell Image Analysis Techniques
Établissements canadiensUniversity of TorontoCentre for Addiction and Mental HealthUniversity of British ColumbiaUniversity of Alberta
Organismes subventionnairesLawrence Berkeley National LaboratoryOak Ridge National LaboratoryImperial College LondonSoutheast UniversityÉcole Polytechnique Fédérale de LausanneU.S. Department of EnergyTencentNational Institutes of HealthUniversity of CambridgeAgence Nationale de la RechercheWellcome TrustBeijing University of TechnologyHoward Hughes Medical Institute
Mots-clésComputer scienceBenchmarkingBenchmark (surveying)Cluster analysisSet (abstract data type)Ground truthData miningArtificial intelligenceData setVisualizationAlgorithmMachine learningPattern recognition (psychology)

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

ABSTRACT BigNeuron is an open community bench-testing platform combining the expertise of neuroscientists and computer scientists toward the goal of setting open standards for accurate and fast automatic neuron reconstruction. The project gathered a diverse set of image volumes across several species representative of the data obtained in most neuroscience laboratories interested in neuron reconstruction. Here we report generated gold standard manual annotations for a selected subset of the available imaging datasets and quantified reconstruction quality for 35 automatic reconstruction algorithms. Together with image quality features, the data were pooled in an interactive web application that allows users and developers to perform principal component analysis, t -distributed stochastic neighbor embedding, correlation and clustering, visualization of imaging and reconstruction data, and benchmarking of automatic reconstruction algorithms in user-defined data subsets. Our results show that image quality metrics explain most of the variance in the data, followed by neuromorphological features related to neuron size. By benchmarking automatic reconstruction algorithms, we observed that diverse algorithms can provide complementary information toward obtaining accurate results and developed a novel algorithm to iteratively combine methods and generate consensus reconstructions. The consensus trees obtained provide estimates of the neuron structure ground truth that typically outperform single algorithms. Finally, to aid users in predicting the most accurate automatic reconstruction results without manual annotations for comparison, we used support vector machine regression to predict reconstruction quality given an image volume and a set of automatic reconstructions.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,029
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,001
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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.

Tête enseignante Opus0,009
Tête enseignante GPT0,236
Écart entre enseignants0,227 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations4
Publié2022
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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