撰稿：王浩
校审：NeuExpress_北林
研究综述
以c-Fos等即早期基因染色/转基因标记为代表的全脑神经元活动印迹图谱分析是鉴定特定刺激激活神经元在全脑分布的主要途径，是通常开展神经环路功能研究的前提。随着组织透明化、光片显微成像技术的快速发展，研究人员能够快速批量化采集小鼠全脑神经细胞活动数据，但从若干TB全脑显微成像数据中系统性分析出不同神经元的差异化激活存在技术和人力等诸多挑战。
2024年6月12日，National Science Review正式发表了由中国科学技术大学/合肥综合性国家科学中心人工智能研究院王浩副研究员、吴枫教授、毕国强教授与安徽大学汤进教授合作完成的“NEATmap: a high-efficiency deep learning approach for whole mouse brain neuronal activity trace mapping”工作，报道了一种用于小鼠全脑神经元活动印迹图谱分析的高效深度学习方法，开发的NEATmap（NEuronal Activity Trace mapping）软件，可在数小时内自动化完成一个小鼠全脑的c-Fos神经元的分割、分析。结合作者团队前期发展的VISoR高速三维全脑显微成像技术与NEATmap分析方法，作者们高效、批量化成像分析了多组多只动物差异化的全脑神经元激活。此外，NEATmap中所发展的3D HSFormer人工神经网络可用于各种转基因标记、病毒标记、免疫荧光标记、荧光原位杂交标记三维荧光成像的细胞胞体分割任务，具有良好的迁移性。
正文
图1. NEATmap：组织透明化、免疫荧光、三维全脑成像、细胞分割和定量分析
图2. NEATmap性能评估以及与其他方法的比较
在应用方面，研究人员将NEATmap应用到两种动物行为学模型：强迫游泳测试和急性社交失败情绪压力测试，分别进行了系统性的全脑神经元活动分析。例如在社交失败情绪压力测试中，研究人员发现社交失败组相比情绪压力组在丘脑和下丘脑的多个亚区表现较高的个体差异性。
图3. 丘脑和下丘脑区域神经元激活的动物个体变异性和相关性分析
关于作者
王浩博士，中国科学技术大学类脑智能技术与应用国家工程实验室、合肥综合性国家科学中心人工智能研究院副研究员。本科毕业于山东大学，博士毕业于中国科学技术大学，师从毕国强教授和刘北明教授，期间开发了跨尺度超高速三维显微成像技术VISoR，可用于鼠脑、猴脑、人脑全脑成像。2019加入类脑智能技术与应用国家工程实验室，负责介观脑图谱成像实验室。长期从事神经科学相关的生物医学光学显微成像、组织透明化、分子荧光标记、大规模图像数据处理技术的开发与应用。近期工作聚焦介观全脑神经活动图谱、细胞类型图谱、神经投射图谱绘制工具方法研究，关注应激相关的神经环路与疾病研究。
王浩博士课题组正在招聘全脑细胞图谱研究博士后/特任副研究员，招聘详情见次条推文。
原文链接：
https://academic.oup.com/nsr/article/11/5/nwae109/7635692
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