Histology to MRI registration quality of <i>ex vivo</i> human brain blocks fixed with solutions used in anatomy laboratories
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Introduction Post-mortem brain tissue is obtained from brain banks that provide small tissue samples, while gross anatomy laboratories could become a source of complete brains for neuroscientists. These are preserved with solutions whose chemical composition differs from the classic neutral-buffered formalin (NBF) used in brain banks, such as a saturated-salt-solution (SSS) or an alcohol-formaldehyde solution (AFS) that preserve antigenicity of the main brain cell populations. Since histology remains the gold standard in neuroscientific research, while MRI is the most common imaging modality, MRI-histology registration quality needs to be assessed to ensure the suitability using brains fixed with innovative solutions for research procedures. Hence, our goal was to compare the registration quality of human brains fixed with NBF, SSS and AFS, as well as the histological characteristics that could affect the registration. Methods We used 12 human brain blocks of 3×3×3 cm 3 fixed in our anatomy laboratory using SSS (N=4), AFS (N=4), or NBF (N=4). The blocks were scanned using a 7Tesla Bruker animal MRI scanner with a T2-TurboRARE sequence at 0.13×0.13×0.5mm 3 . Blocks were then cut into 40μm thick sections (parallel to the 0.13×0.13 plane) using a vibratome. Sections were stained with histochemistry (HC) (Cresyl violet, Prussian blue, Luxol fast blue, H&E, and Bielschowsky) and immunohistochemistry (IHC) of the 4 main cell populations: neurons (NeuN), astrocytes (GFAP), microglia (Iba1) and myelin (PLP) either with or without an antigen retrieval (AR) protocol. Stained sections were imaged using a slide scanner microscope and segmented with masks using Display, and the sections were manually registered to the T2-TurboRare images using landmarks in Register (MincToolKit). Results More landmarks were needed to achieve proper alignment of the histology to MRI images for the SSS-fixed blocks, due to the lower GM-WM contrast in these brains. However, there was no significant difference in the staining intensity of the histology sections of blocks fixed with the three solutions, while SSS-fixed blocks showed a lower percentage of overlap between the good histology quality masks and the MRI masks. This resulted in a sufficient registration quality of all blocks, although more challenging when fixed with SSS. Conclusion We have developed histology, MRI and registration protocols that are of good quality in brain blocks fixed with solutions used in gross anatomy laboratories. These results are promising for neuroscientists interested in using full brains from anatomy laboratories, either using MRI, histology or registration of both modalities to study normal aging and neurodegenerative conditions.
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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 | 0,002 |
| 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 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,005 | 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 ».