3-Dimensional Immunostaining and Automated Deep-Learning Based Analysis of Nerve Degeneration
Notice bibliographique
Résumé
Multiple sclerosis (MS) is an autoimmune and neurodegenerative disease driven by inflammation and demyelination in the brain, spinal cord, and optic nerve. Optic neuritis, characterized by inflammation and demyelination of the optic nerve, is a symptom in many patients with MS. The optic nerve is the highway for visual information transmitted from the retina to the brain. It contains axons from the retinal ganglion cells (RGCs) that reside in the retina, myelin forming oligodendrocytes and resident microglia and astrocytes. Inflammation, demyelination, and axonal degeneration are also present in the optic nerve of mice subjected to experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE), a preclinical mouse model of MS. Monitoring the optic nerve in EAE is a useful strategy to study the presentation and progression of pathology in the visual system; however, current approaches have relied on sectioning, staining and manual quantification. Further, information regarding the spatial load of lesions and inflammation is dependent on the area of sectioning. To better characterize cellular pathology in the EAE model, we employed a tissue clearing and 3D immunolabelling and imaging protocol to observe patterns of immune cell infiltration and activation throughout the optic nerve. Increased density of TOPRO staining for nuclei captured immune cell infiltration and Iba1 immunostaining was employed to monitor microglia and macrophages. Axonal degeneration was monitored by neurofilament immunolabelling to reveal axonal swellings throughout the optic nerve. In parallel, we developed a convolutional neural network with a UNet architecture (CNN-UNet) called BlebNet for automated identification and quantification of axonal swellings in whole mount optic nerves. Together this constitutes a toolkit for 3-dimensional immunostaining to monitor general optic nerve pathology and fast automated quantification of axonal defects that could also be adapted to monitor axonal degeneration and inflammation in other neurodegenerative disease models.
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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 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
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 ».