Par poderoso par de ferramentas para ajudar a rastrear as células TRAC através do desenvolvimento fetal

Com o microscópio avançado de hoje, Vijay .noco pode obter vídeos fetais completos desenvolvidos em tempo real. Mas há um problema: é extremamente difícil transformar as imagens atraentes em um caminho limpo e preciso de viajar em todas as células, pois encontra seu lugar certo em um organismo em desenvolvimento.

As células de dificuldade se movem, se dividem e às vezes desaparecem completamente porque formam tecidos e órgãos que incluem um animal adulto que trabalha.

Usando os núcleos das células como marcos, os cientistas de Vaig devem encontrar cada um dos limites no quadro de vídeo – o processo chamado segmentação – depois rastrear as células de um quadro de vídeo para outro. Seguindo o processo de desenvolvimento, o rastreamento celular preciso é essencial para entender como as doenças se desenvolvem e como as células doentes reagem ao tratamento.

Em Práticas da naturezaChan Zuckerberg Biohab São Francisco Vijay .Nono lançou Ultrac, uma plataforma de rastreamento de células que pode escalar todo o embrião em vídeos 3D seguindo algumas células no prato de laboratório.

Iniciativas internacionais de benchmarking, em comparação com outras ferramentas do desafio de rastreamento de células, enquanto o Ultrac se mostrou especialmente forte em todo o rastreamento de células-Ambrio.

“É fácil rastrear em 2D ou em algumas células, mas forçou o limite em cenários muito difíceis”, a IA de imagem de São Francisco Bihb AI “, disse Lock Royer, diretor da IA ​​de imagens da Biohb de São Francisco, mas também há muitas características práticas para fazer o uso fácil”.

Trabalhando inteligente, não duro

Os algoritmos de rastreamento de células tradicionalmente fazem seu trabalho em duas etapas – primeiro, divida as células em cada quadro do vídeo e depois conecta as mesmas células aos quadros.

O calcanhar dessa abordagem é o primeiro passo, no qual todas as células da imagem grande e vaga de microscopia 3D são definidas e uma célula grande na mesma estrutura do vídeo é várias células que passam uma pela outra ou se divididas recentemente. Em vez disso, a ultrack não é mais difícil, não difícil; Ele enfrenta o problema de rastrear resolvendo essas duas funções, dividindo e vinculando.

Cada vez que a ultrack inspeciona o campo candidato em um quadro, criando um objeto conhecido como mapa contemporâneo ultramétrico do algoritmo – a hierarquia dos limites, com o contorno de possíveis células, é representada como a formação de partições mais finas.

Para determinar qual limite celular é apropriado, o ULTRAC considera todos os quadros, decidindo os limites das células (segmentos) que são mais relevantes ao longo do tempo ao se conectar aos quadros vizinhos.

Como você pode descobrir essa maneira de pensar que a nuvem no céu é uma grande estrutura que duas pequenas nuvens passam umas às outras. Comparando os limites das nuvens do cérebro com duas pequenas nuvens, você vê antes e depois – girando juntos e depois decida se separando.

O ULTRAC só facilita esse processo, considerando a divisão de visões das regras de biologia celular – como as células são divididas, mas geralmente não mesclam saltos selvagens ou saltam saltos selvagens de um lugar para outro.

Essa abordagem eficiente economiza não apenas na contagem de horas, mas também resulta em erros de rastreamento baixos, o que significa que os pesquisadores gastam menos tempo para corrigir manualmente erros. Nas imagens do tecido Gane, onde cada correção requer trabalho manual significativo, a Ultrack varia passa aproximadamente o tempo em que os cientistas gastam a segmentação de fixação e os erros de rastreamento.

O primeiro autor do artigo de Biohb S.F. O cientista Jordontini diz: “No fundo, todos os novos conjuntos de dados fazem tudo isso sem a necessidade de reorganizar os modelos ensinados, que é uma grande barreira para muitos laboratórios”.

De peixe -zebra à saia do mar

Para avaliar o desempenho da ultrack no rastreamento do desenvolvimento de órgãos, a equipe escolheu o neuromast de peixe -zebra – um órgão mecanossensorial que ajuda os peixes a navegar – como um sistema modelo. Usando um guia do desafio de rastreamento de células, o Ultrack alcança a precisão de close-up.

E para fazer Zebrahab, iluminou um atlas de células de peixe -zebra SalaA equipe Roer usou o Ultrac para reconstruir toda a rota de desenvolvimento de vários embriões. E outros biohub Vijay .Noco está usando o UlTRAC para estudar coisas como o sistema imunológico do peixe -zebra.

Para facilitar a exploração de um grande número de conjuntos de dados de rastreamento celular dos colegas da iniciativa Chan Zuckerberg, liderados por Chi-Li Chiu, para fazer um grande número de conjuntos de dados de rastreamento celular na equipe do Royer, chamado de instrumento inovador, também publicado. Práticas da natureza; O trabalho foi liderado por Ten Huizben em Biohub.

Usando a interface intuitiva baseada no navegador, os usuários podem girar o feto no espaço 3D, selecionar grupos de células e seguir seu caminho para análise de camarão profunda, velocidade ou desacelerar eventos.

A equipe de Royer para criar um zoológico de embrião virtual, mouse, c. Os conjuntos de dados das outras cinco espécies modelo (coletadas da comunidade de folhas de luz) – incluindo elegans e C Squart – também carregaram usuários para usar intracravidades para explorar conjuntos de dados. Qualquer navegador executa intravenoso, para que os usuários possam mergulhar em conjuntos de dados interativos de laptops, deskt .p e seus telefones.

“Incentivamos os pesquisadores a contribuir com os pesquisadores, enviando seus próprios conjuntos de dados de embroos completos de outras espécies no zoológico virtual de bordados. A contribuição ajudará a aprimorar o recurso, formar uma reserva abrangente de desenvolvimento fetal em vários organismos”, diz Huzben.

“Em seguida, planejamos expandir as capacidades das capacidades intravenosas, integrando dados de imagem com resultados de rastreamento celular. Isso permite uma visualização mais rica, colocando o comportamento celular e o desenvolvimento de tecidos com microscopia viva”.