计算生物学
我们提出了一种免费且开源、半自动化、具有拓扑鲁棒性的流程，用于将电缆模型拟合到神经元膜的三维表面网格形态数据，尤其适用于具有复杂形状和拓扑孔洞的结构。这项工作的动机源于在仓鸮（Tyto alba，Tyto furcata）听觉空间特异性神经元上发现的一类形态复杂的神经棘突，称为环面棘突（toric spines），其显著特征包括高曲率、高分支密度以及孔洞/环路。
多隔室模拟软件要求将形态表示为电缆模型（例如 SWC 格式）；然而，现有用于将电缆模型拟合到复杂三维表面网格的软件工具在处理环面棘突时未能产生令人满意的结果，而且通常不支持环路。我们提出了 Mesh and Skeleton Cable Fitting（MASCAF）流程及软件，该方法利用平均曲率流骨架化将电缆模型（例如 SWC 格式）拟合到表面网格上。
在本文中，我们展示了如何应用 MASCAF 进行电缆模型拟合，如何在 Arbor 和 NEURON 模拟软件中重建包含环路的模拟，以及如何使用基于几何和基于模拟器的方法对结果进行验证。尽管环面棘突等非树状形态在神经解剖学上较为特殊，我们的软件流程仍为表面网格数据提供了一种具有拓扑鲁棒性、确定性、开源且适用于一般形态的电缆模型拟合方法，从而弥合了神经元成像与高分辨率模拟之间一个关键的空白。
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.05.10.721501v1?rss=1
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