体积钙成像正日益用于以更高通量捕获更大规模的神经元群体，但高速轴向采样可能损害单神经元身份的准确判定。在此，我们将跨平面身份重复识别确定为体积成像中的一种结构化误差：各向异性的轴向模糊与逐平面功能分割可能在相邻平面上反复检测到同一个神经元，从而产生重复的功能节点，导致神经元数量被高估并扭曲网络表型。我们开发了综合标签引导（Comprehensive Label-Guided，CLG）体积成像方法，这是一种结构—功能校准框架，利用核标记作为钙信号稳定的三维身份锚点。CLG结合了核标记、基于深度学习的三维分割、解剖配准以及身份引导的轨迹重新分配。在幼年斑马鱼全脑记录中，CLG解析了约30,000个冗余检测结果，并将估计的神经元数量降低了37%—46%。在小鼠视觉皮层中，CLG整合了约40%的推定重复检测，并找回了钙信号单独分析所遗漏的2,000多个活跃神经元。在基线条件和扰动条件下，该校准方法均稳定了基于图的枢纽组织、长程相关性和网络韧性测量结果。因此，CLG为可靠的单神经元分辨率体积成像建立了一个受解剖结构约束的身份校准层。
结构-功能校准纠正体积钙成像中的单神经元身份错误 | bioRxiv
跳转至主要内容
首页
关于
投稿
提醒 / RSS
搜索此关键词
高级搜索
最新结果
结构-功能校准纠正体积钙成像中的单神经元身份错误
查看 ORCID 个人资料
Xiang
Liu
，
查看 ORCID 个人资料
Dongzhou
Gou
，
Chao
Song
，
Junjie
Zhao
，
Mianzhi
Liu
，
Siyuan
Rao
，
Ye
Liang
，
Linlu
Xu
，
查看 ORCID 个人资料
Heng
Mao
，
Yanmei
Liu
，
Junwen
Wang
，
查看 ORCID 个人资料
Lei
Ma
，
Haoyu
Li
，
Changliang
Guo
，
查看 ORCID 个人资料
Liangyi
Chen
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.08.20.745679
Xiang Liu
1
北京大学；
在 Google Scholar 上查找此作者
在 PubMed 上查找此作者
在本站搜索此作者
Xiang Liu 的 ORCID 记录
Dongzhou Gou
1
北京大学；
在 Google Scholar 上查找此作者
在 PubMed 上查找此作者
在本站搜索此作者
Dongzhou Gou 的 ORCID 记录
Chao Song
1
北京大学；
在 Google Scholar 上查找此作者
在 PubMed 上查找此作者
在本站搜索此作者
Junjie Zhao
2
香港大学；
在 Google Scholar 上查找此作者
在 PubMed 上查找此作者
在本站搜索此作者
Mianzhi Liu
1
北京大学；
在 Google Scholar 上查找此作者
在 PubMed 上查找此作者
在本站搜索此作者
Siyuan Rao
1
北京大学；
在 Google Scholar 上查找此作者
在 PubMed 上查找此作者
在本站搜索此作者
Ye Liang
3
昌平实验室；
在 Google Scholar 上查找此作者
在 PubMed 上查找此作者
在本站搜索此作者
Linlu Xu
1
北京大学；
在 Google Scholar 上查找此作者
在 PubMed 上查找此作者
在本站搜索此作者
Heng Mao
1
北京大学；
查找
在 Google Scholar 上查找该作者
在 PubMed 上查找该作者
在本网站搜索该作者
Heng Mao 的 ORCID 记录
Yanmei Liu
4
华南师范大学；
在 Google Scholar 上查找该作者
在 PubMed 上查找该作者
在本网站搜索该作者
Junwen Wang
2
香港大学；
在 Google Scholar 上查找该作者
在 PubMed 上查找该作者
在本网站搜索该作者
Lei Ma
1
北京大学；
在 Google Scholar 上查找该作者
在 PubMed 上查找该作者
在本网站搜索该作者
Lei Ma 的 ORCID 记录
Haoyu Li
5
哈尔滨工业大学
在 Google Scholar 上查找该作者
在 PubMed 上查找该作者
在本网站搜索该作者
Changliang Guo
1
北京大学；
在 Google Scholar 上查找该作者
在 PubMed 上查找该作者
在本网站搜索该作者
Liangyi Chen
1
北京大学；
在 Google Scholar 上查找该作者
在 PubMed 上查找该作者
在本网站搜索该作者
Liangyi Chen 的 ORCID 记录
通信联系：
lychen{at}pku.edu.cn
摘要
信息/历史
指标
补充材料
数据/代码
预览 PDF
摘要
体积钙成像正日益用于以更高通量捕获更大规模的神经元群体，但高速轴向采样可能损害单个神经元的身份识别。在此，我们将跨平面身份重复确定为体积成像中的一种结构化误差：各向异性轴向模糊和逐平面功能分割可能在相邻平面中反复检测到同一个神经元，从而产生重复的功能节点，导致神经元计数虚高并扭曲网络表型。我们开发了综合标记引导（Comprehensive Label-Guided，CLG）体积成像，这是一种结构—功能校准框架，利用核标记作为稳定的三维身份锚点，用于
钙信号。CLG结合了细胞核标记、基于深度学习的三维分割、解剖配准和身份引导的轨迹重新分配。在斑马鱼幼体全脑记录中，CLG解析了约30,000个冗余检测结果，并使估计的神经元数量减少了37–46%。在小鼠视觉皮层中，CLG整合了约40%的疑似重复检测，并找回了仅通过钙信号分析遗漏的2,000多个活跃神经元。在基线和扰动条件下，校准稳定了基于图谱推导的枢纽组织、长程相关性和网络韧性测量。因此，CLG为可靠的单神经元分辨率体积成像建立了一种受解剖结构约束的身份校准层。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
脚注
https://github.com/PKUCHENLAB/CLG-Volumetric-Imaging-Analysis-Framework/
版权
本预印本的版权持有人为作者/资助方；其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。
保留所有权利。未经许可，不得转载或再利用。
返回顶部
上一篇
下一篇
发布于2026年8月24日。
下载 PDF
补充材料
数据/代码
电子邮件
感谢您有兴趣向他人分享 bioRxiv 上的内容。
注意：系统请求您的电子邮件地址，仅用于确认您是本文的发送者。
您的电子邮件地址
*
您的姓名
*
收件人
*
请在不同的行中输入多个地址，或使用逗号分隔。
您将要通过电子邮件发送以下内容
邮件主题
（您的姓名）已向您转发 bioRxiv 网站上的一个页面
邮件正文
（您的姓名）认为您可能会对 bioRxiv 网站上的这个页面感兴趣。
您的个人留言
验证码
此问题用于
正在测试您是否为真人访客，并防止自动垃圾信息提交。
分享
结构-功能校准可纠正体积钙成像中的单神经元身份错误
Xiang
Liu
,
Dongzhou
Gou
,
Chao
Song
,
Junjie
Zhao
,
Mianzhi
Liu
,
Siyuan
Rao
,
Ye
Liang
,
Linlu
Xu
,
Heng
Mao
,
Yanmei
Liu
,
Junwen
Wang
,
Lei
Ma
,
Haoyu
Li
,
Changliang
Guo
,
Liangyi
Chen
bioRxiv
2026.08.20.745679;
doi:
https://doi.org/10.64898/2026.08.20.745679
分享本文：
复制
引文工具
结构-功能校准可纠正体积钙成像中的单神经元身份错误
Xiang
Liu
,
Dongzhou
Gou
,
Chao
Song
,
Junjie
Zhao
,
Mianzhi
Liu
,
Siyuan
Rao
,
Ye
Liang
,
Linlu
Xu
,
Heng
Mao
,
Yanmei
Liu
,
Junwen
Wang
,
Lei
Ma
,
Haoyu
Li
,
Changliang
Guo
,
Liangyi
Chen
bioRxiv
2026.08.20.745679;
doi:
https://doi.org/10.64898/2026.08.20.745679
引文管理器格式
BibTeX
Bookends
EasyBib
EndNote（tagged）
EndNote 8（xml）
Medlars
Mendeley
Papers
RefWorks Tagged
Ref Manager
RIS
Zotero
推文小组件
Facebook 点赞
Google Plus +1
学科领域
所有文章
动物行为与认知
(7924)
生物化学
(18526)
生物工程
(14675)
生物信息学
(43862)
生物物理学
(22316)
癌症生物学
(19427)
细胞生物学
(26609)
临床试验
(138)
发育生物学
(13837)
生态学
(20742)
流行病学
(2067)
进化生物学
(25187)
遗传学
(16036)
基因组学
(23292)
免疫学
(18473)
微生物学
(41989)
分子生物学
(17840)
神经科学
(92342)
古生物学
(689)
病理学
(2949)
药理学与毒理学
(5037)
生理学
(8014)
植物生物学
(15791)
科学传播与教育
(2089)
合成生物学
(4510)
系统生物学
(10134)
动物学
(2363)
关键词：体积钙成像 · 单神经元身份识别 · 结构-功能校准 · 三维神经元分割 · 神经网络分析
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.20.745679v1?rss=1