신경 과학 (Neuroscience) 적용 사례
필라멘트 추적 및 편집
뉴런 및 기타 필라멘트 구조의 네트워크 분석은 그러한 네트워크의 형태 및 리모델링 능력을 연구하고 이해하는데 매우 중요합니다.
- 이것은 뇌의 기능과 질병 영향 및 치료에 대한 이해를 높이는데 도움이 됨.
Amira 소프트웨어:
- Amira 소프트웨어를 통해, 뉴런 (Neurons), 혈관 (Blood vessels) 및 미세 소관 (Microtubules)과 같은 필라멘트 구조의 3D 이미지를 추적, 분석 및 정량화 할 수 있음.
- 필라멘트 네트워크를 재구성 할 수 있으며 길이, 두께, 방향, 등급 등과 같은 측정 값을 강력한 3D 렌더링으로 계산하고 시각화 할 수 있음.
- 응용 프로그램 및 요구에 따라 자동 또는 대화식으로 추적을 수행할 수 있음.
- 템플릿 매칭 알고리즘은 잡음이 많은 CryoEM 데이터에서 미세한 필라멘트의 자동 감지 및 추적을 허용 함.
- Amira 소프트웨어는 과학자들이 결과 그래프를 편집하여 필라멘트로 잘못 식별된 이미지 기능을 제거하거나 네트워크의 누락된 부분을 추가할 수 있도록 함.
맥스 플랑크 신경 생물학 연구소의 축삭 돌기 (Axon) 추적 참조:
- https://www.fei.com/The-Max-Planck-Institute-of-Neurobiology-uses-Amira
DTI 분석
뇌의 상호 연결성을 이해하는 것은 기능적인 뇌 연구에 필수적입니다.
이를 통해 연구자들은 뇌의 다른 부분이 어떻게 높은 인지 기능과 운동 능력을 공동으로 조율 하는지 이해할 수 있음.
Amira 소프트웨어:
- Amira 소프트웨어를 통해, 연구자는 먼저 이미지를 Talairach 좌표로 변환하여 전체 DTI 분석 워크 플로우를 수행할 수 있음.
- 그런 다음 과학자는 여러 뇌 영상을 기준 (Reference) 뇌에 매핑할 수 있음.
- 뇌 영상이 정렬되면, 그라디언트 이미지를 텐서 필드로 변환 할 수 있으며, 마지막으로 시각화 도구를 사용하여 신경 섬유 다발 (Nerve fiber bundles)을 추적하고 시각화 할 수 있음.
- 편의를 위해 연구원은 MRI 뇌 데이터에서 두개골과 주변 조직을 자동으로 제거 할 수 있음.
뇌 관류 (Perfusion) 분석
뇌 관류 연구는 연구자와 과학자가 뇌졸중 또는 알츠하이머 및 치매와 같은 다른 뇌 조직 질환의 영향을 이해하는데 도움을 줌니다.
- 뇌졸중의 정확한 위치와 지속시간은 이벤트의 기능적 영향을 결정할 수 있음.
Amira 소프트웨어:
- Amira 소프트웨어를 통해, 관류 가중 (Perfusion weighted) MRI 및 CT 이미지에서 뇌 관류를 분석할 수 있음.
- 이 분석에는 평균 통과 시간 (MTT, Mean transit time), 뇌 혈류 (CBF, Cerebral blood flow) 및 뇌 혈액 (CBV, Cerebral blood volume) 계산이 포함됨.
객체 추적 (Object tracking)
신경 과학에서 배아 (Embryos), 신경 전달 물질 (Neurotransmitters) 및 수용체 (Receptors) 개발에 뉴런과 같은 대상을 추적하면 과학자가 뇌의 세포 내 및 세포 간 프로세스를 더 이해할 수 있음.
Amira 소프트웨어:
- Amira 소프트웨어를 통해, 사용자는 다양한 유형의 3D 이미지에서 단일 셀 또는 단일 입자를 추적할 수 있음.
- 이를 통해 과학자는 자신의 관심 대상 객체를 탐지하기 위한 고유한 사용자 정의 분할 워크 플로우를 만들 수 있음.
- 이러한 객체는 최첨단 3D 추적 솔루션을 사용하여 추적 할 수 있음 : u-track 3D로 구동, Danuser Lab에서 논문 제출.