研究人员开发了人类海马体的新型全尺寸3D结构模型

人类海马体CA1区域的新高分辨率模型由意大利国家研究委员会生物物理研究所(CNR-IBF)和摩德纳和雷焦艾米利亚大学(UNIMORE)开发，这是人脑项目的一部分。单细胞分辨率模型复制了该区域的结构和结构，以及神经元的位置和相对连通性，是从高分辨率图像的全尺寸数据集开发的。

该数据集可在BigBrain Atlas中找到，并将很快在EBRAINS上提供。根据发表在《自然计算科学》杂志上的这项研究，相同的方法可以应用于生成其他人脑区域的完整模型，也可以集成到虚拟大脑等协同模拟环境中。

“人脑单个神经元的数据量非常有限，无论是在相对3D坐标方面还是在神经元之间的连接方面，”来自巴勒莫CNR-IBF的Michele Migliore解释说。“我们对从BigBrain数据库中获得的人类海马体的高分辨率图像进行了数据挖掘操作。单个神经元的位置是从对这些图像的详细分析中得出的。

研究人员开发了一种定制的图像处理算法，以获得神经元定位的真实分布，以及一种通过近似树突状和轴突形状来生成神经元连接的算法。

“树突和轴突可以根据其延伸的一般形状分为几类：例如，一些适合狭窄的锥体，另一些具有广泛的复杂延伸，可以通过专用的几何体积近似，并且与附近神经元的连接相应地变化，”该研究的第一作者UNIMORE的Daniela Gandolfi解释说。

“我们的算法分析高分辨率图像，并在创建与形态特性相关的特定几何形状后，使我们能够计算两个神经元连接的概率。该方法不仅提供了神经元的3D定位，还提供了它们的连接性。

“我们将3D模型中神经元的密度与海马体的现有文献进行了比较，发现它与实验观察结果相匹配，验证了我们的模型，”Gandolfi总结道。研究人员正在EBRAINS平台上共享数据集和提取方法。“我们这项研究的主要目标是使HBP和更广泛的神经科学界随时可以获得数据。我们现在使用相同的方法来模拟其他大脑区域。

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