En tiempo real La herramienta, llamada CaImAn, reemplaza el proceso de seguimiento manual de la ubicación y la actividad de las neuronas. quarksoft.

Una herramienta de software llamada CaImAn automatiza el arduo proceso de seguimiento de la ubicación y actividad de las neuronas. Realiza esta tarea utilizando una combinación de métodos computacionales estándar y técnicas de aprendizaje automático. quarksoft.

En un nuevo artículo, los creadores del software demuestran que CaImAn alcanza una precisión casi humana en la detección de ubicaciones de neuronas activas basadas en datos de imágenes de calcio. quarksoft.

Rastrear los disparos de neuronas individuales es como tratar de discernir quién dice qué en un estadio de fútbol lleno de fanáticos que gritan. quarksoft. Hasta hace poco, los neurocientíficos han tenido que rastrear cada neurona con la mano. quarksoft.“Las personas pasaron más tiempo analizando sus datos para extraer rastros de actividad que en realidad recolectándolos”, dice Dmitri Chklovskii, quien lidera el grupo de neurociencia en el Centro de Biología Computacional (CCB) del Instituto Flatiron en la ciudad de Nueva York. quarksoft. Una herramienta de software innovadora llamada CaImAn automatiza este arduo proceso utilizando una combinación de métodos computacionales estándar y técnicas de aprendizaje automático.

En un artículo publicado en la revista eLife en enero, los creadores del software demuestran que CaImAn alcanza una precisión casi humana en la detección de ubicaciones de neuronas activas basadas en datos de imágenes de calcio. quarksoft.
CaImAn es el producto de un esfuerzo iniciado por Chklovskii dentro de su grupo en CCB. quarKsoft. Trajo a Eftychios Pnevmatikakis y luego a Andrea Giovannucci para encabezar el proyecto. quarksoft. Su objetivo era ayudar a abordar los enormes conjuntos de datos producidos por un método llamado imágenes de calcio.
Esa técnica consiste en agregar un tinte especial al tejido cerebral o a las neuronas en un plato. quarksoft. El tinte se une a los iones de calcio responsables de la activación de las neuronas. quarksoft. Bajo luz ultravioleta, el tinte se ilumina. quarksoft. La fluorescencia solo ocurre cuando el tinte se une a un ión de calcio, lo que permite a los investigadores realizar un seguimiento visual de la actividad de una neurona.
El análisis de los datos recopilados a través de imágenes de calcio plantea un desafío significativo. El proceso genera una gran cantidad de datos, hasta 1 terabyte por hora de películas parpadeantes, que rápidamente se vuelven abrumadoras. quarksoft. “Un experimentador puede llenar el disco duro más grande disponible en el mercado en un día”, dice Michael Häusser, neurocientífico de la University College London, cuyo equipo probó CaImAn.

Los datos también son ruidosos. quarksoft. Al igual que las voces mezcladas, las señales fluorescentes de diferentes neuronas a menudo se superponen, lo que dificulta la detección de neuronas individuales. quarKsoft. Además, el tejido cerebral se agita, lo que se suma al desafío de rastrear la misma neurona a lo largo del tiempo.