Details

Данная работа посвящена анализу взаимного расположения дендритных шипиков на дендрите в норме и при нейропатологии. В ходе работы рассмотрены существующие методы пространственного анализа и разработан целостный алгоритм получения вектора признаков структурной организации дендрита. Для анализа использовались пять групп дендритов: дендриты мышей дикого типа Wt (два набора), дендриты типа Ab, моделирующие болезнь Альцгеймера, и дендриты этих групп мышей с введенным веществом, стимулирующим улучшение синаптической активности. В рамках исследования были вычислены метрики пространственной структурированности дендритов. Кроме того, был проведен анализ пространственных кластеров и окрестностей шипиков, а также графовый анализ. Для выявления отличий в структурной организации шипиков у мышей разных типов было проведено сравнение полученных результатов. Заключительным этапом данной работы стала апробация полученного вектора признаков морфологии дендрита в задаче классификации дендритов (норма/патология). Результаты анализа показали, что существует наглядная разделимость показателей структурной организации дендритов диких и амилоидных мышей. Также была выявлена корреляция между морфологическими признаками шипов и их взаимным расположением. Модель классификации с использованием вектора признаков морфологии дендрита показала высокие результаты на нескольких тестовых наборах данных.

This work is devoted to the analysis of the mutual arrangement of dendritic spines on the dendrite in norm and in neuropathology. The existing methods of spatial analysis were considered and a holistic algorithm for obtaining a vector of features of dendrite structural organization was developed. Five groups of dendrites were used for analysis: dendrites of wild-type Wt mice (two sets), dendrites of Ab mice modeling Alzheimers disease, and dendrites of these groups of mice with an injected substance stimulating improvement of synaptic activity. As part of the study, metrics for the spatial patterning of dendrites were calculated. In addition, spatial clustering and spine neighborhoods were analyzed as well as graph analysis. The results were compared to identify differences in the structural organization of spines in mice of different types. The final stage of this work was the validation of the obtained dendrite morphology feature vector in the task of dendrite classification (normal/pathology). The results of the analysis showed that there is a clear separability of indices of structural organization of dendrites of wild-type and amyloid mice. A correlation was also found between morphological features of spines and their mutual location. The classification model using a vector of dendrite morphology features showed high performance on several test datasets.

• Поиск закономерностей в расположении дендритных шипиков на дендрите в норме и при нейродегенерации
  • Введение
  • 1. Постановка задачи и обзор литературы
  • 2. Разработка алгоритма поиска пространственных закономерностей
  • 3. Сравнение метрик пространственной организации дендрита в норме и при нейропатологии
  • 4. Апробация полученного вектора признаков дендрита в задаче классификации дендритов
  • Заключение
  • Список использованных источников