脑电路半自动化重建及投射路径定量分析的程序设计开题报告

 2020-02-10 11:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

1.1大脑环境的模拟以及神经元重建的重要性

千百年来,脑都作为人类最重要最引以为傲的器官,它每发出的一次电波都有可能令人做出新的突破,从中国的四大发明到蒸汽机到航空母舰再到如今的太空漫步,这都与脑的成长与进化密不可分。即便在当今科技如此发达的时代,人类依然对大脑这个神秘的区域知之甚少。人的大脑控制着人的行动、思想、情感等一系列高级行为活动,同时大脑结构的微观改变也与一些脑疾病的产生有紧密的联系,如阿尔兹海默症、抑郁症、失眠症等。所以,不断探索大脑这个未知的黑洞是许多科研人员一直以来追求的目标。

人的大脑约有1000亿个神经元,如果将大脑比作一个电力系统,这千亿个神经元的连接及结构可以被称作脑电路,那么它的电路结构是及其庞大复杂的。神经元在大脑中的投射路径就像电路的一个个线路图。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1研究的基本内容

了解实验室里gtree(全脑范围群落重建的全局树系统)软件环境及具体操作方法,包括如何追踪神经元,掌握重建神经元的方法。查阅大量非线性图像配准算法的文献,了解至少14种非线性图像配准算法及其配准结果的定量评估标准。参照已有的神经元投射路径方法逻辑及程序代码,提出新的神经元定量投射的方法及设计其投射程序,并在软件中实现结果可视化并对其定量分析

2.2研究的目标

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3. 研究计划与安排

  1. 3月初完成论文开题报告,通过实验室的安全培训测试进入实验室工作学习,中旬完成论文第一部分,4月之前了解上述2.3(3)的基础部分。

  2. 4月份主要写完论文第二章,完成重建实验、掌握非线性配准算法和评估方法,对研究的目标(3)有初步的编程思路。

  3. 5月完成目标(3),并基本完成论文撰写

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    4. 参考文献(12篇以上)

    [1]龚再文.基于卷积神经网络的生物医学图像处理[d].华中科技大学,2017

    [2]胡晓莺.全脑网络可视化[j].国际学术动态,2015,(1): 10-11

    [3]龚辉,曾绍群,李安安,李向宁,骆清铭.单神经元分辨水平的小鼠全脑网络可视化[j].生命科学,2014,第26卷,第6期

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