Modeling dendritic arborization based on 3D-reconstructions of adult rat phrenic Motoneurons
El área superficial de las dendritas en motoneuronas frénicas (PhrMNs) ha sido estimada anteriormente mediante técnicas estereológicas basadas en suposiciones geométricas, y medida en tres dimensiones (3D) utilizando microscopía confocal. Dado que el 97% del área receptora de una motoneurona corresp...
- Autores:
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Obregon-Henao, G. (Gabriel)
Ermilov, L. (Leonid)
Wen-Zhi Zhan
Sieck, G. (Gary)
Mantilla, C. (Carlos)
- Tipo de recurso:
- Article of journal
- Fecha de publicación:
- 2009
- Institución:
- Universidad EIA .
- Repositorio:
- Repositorio EIA .
- Idioma:
- eng
- OAI Identifier:
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- Acceso en línea:
- https://repository.eia.edu.co/handle/11190/477
- Palabra clave:
- RBI00065
TECNOLOGÍAS PARA LA SALUD
TECHNOLOGY IN HEALTH
DENDRITES - ULTRASTRUCTURE
DENDRITAS - ULTRAESTRUCTURA
3D RECONSTRUCTION
INTRACELLULAR INJECTION
PHRENIC MOTONEURON
VOLUME SEGMENTATION
INYECCIÓN INTRACELULAR
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RECONSTRUCCIÓN EN 3D
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- Derechos Reservados - Universidad EIA, 2020
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Modelo de arborización dendrítica basado en reconstrucciones de motoneuronas frénicas en ratas adultas |
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3D RECONSTRUCTION INTRACELLULAR INJECTION PHRENIC MOTONEURON VOLUME SEGMENTATION INYECCIÓN INTRACELULAR MOTONEURONA FRÉNICA RECONSTRUCCIÓN EN 3D SEGMENTACIÓN VOLUMÉTRICA |
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El área superficial de las dendritas en motoneuronas frénicas (PhrMNs) ha sido estimada anteriormente mediante técnicas estereológicas basadas en suposiciones geométricas, y medida en tres dimensiones (3D) utilizando microscopía confocal. Dado que el 97% del área receptora de una motoneurona corresponde a sus dendritas, la ramificación y extensión dendrítica son fisiológicamente importantes para determinar la salida de sus campos receptivos. Sin embargo, limitaciones inherentes a las estimaciones basadas en morfología neuronal y la tinción incompleta de los árboles dendríticos mediante técnicas retrógradas han dificultado los estudios sistemáticos de la morfología dendrítica en PhrMNs. En este estudio, se utilizó una nueva técnica que mejora la tinción dendrítica de las PhrMNs en preparaciones fijadas ligeramente. La reconstrucción dendrítica en 3D se logró con gran precisión utilizando microscopía confocal en PhrMNs de ratas adultas. Luego de una etapa de pre-procesamiento, la segmentación de los árboles dendríticos se realizó semi-automáticamente en 3D y usando mediciones directas del área superficial, se derivó un modelo cuadrático para estimar dicha área partiendo del diámetro de la dendrita primaria (r2 = 0.932; p<0.0001). Este método podría mejorar la evaluación de la plasticidad neuronal en respuesta a trauma u otras enfermedades permitiendo la estimación de la arborización dendrítica en PhrMNs, ya que el diámetro de la dendrita primaria puede obtenerse confiablemente de numerosas técnicas de tinción retrógrada. |
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Dado que el 97% del área receptora de una motoneurona corresponde a sus dendritas, la ramificación y extensión dendrítica son fisiológicamente importantes para determinar la salida de sus campos receptivos. Sin embargo, limitaciones inherentes a las estimaciones basadas en morfología neuronal y la tinción incompleta de los árboles dendríticos mediante técnicas retrógradas han dificultado los estudios sistemáticos de la morfología dendrítica en PhrMNs. En este estudio, se utilizó una nueva técnica que mejora la tinción dendrítica de las PhrMNs en preparaciones fijadas ligeramente. La reconstrucción dendrítica en 3D se logró con gran precisión utilizando microscopía confocal en PhrMNs de ratas adultas. Luego de una etapa de pre-procesamiento, la segmentación de los árboles dendríticos se realizó semi-automáticamente en 3D y usando mediciones directas del área superficial, se derivó un modelo cuadrático para estimar dicha área partiendo del diámetro de la dendrita primaria (r2 = 0.932; p<0.0001). Este método podría mejorar la evaluación de la plasticidad neuronal en respuesta a trauma u otras enfermedades permitiendo la estimación de la arborización dendrítica en PhrMNs, ya que el diámetro de la dendrita primaria puede obtenerse confiablemente de numerosas técnicas de tinción retrógrada.Stereological techniques that rely on morphological assumptions and direct three-dimensional (3D) confocal measurements have been previously used to estimate the dendritic surface areas of phrenic motoneurons (PhrMNs). Given that 97% of a motoneuron’s receptive area is provided by dendrites, dendritic branching and overall extension are physiologically important in determining the output of their synaptic receptive fields. However, limitations intrinsic to shape-based estimations and incomplete labeling of dendritic trees by retrograde techniques have hindered systematic approaches to examine dendritic morphology of PhrMNs. In this study, a novel method that improves dendritic filling of PhrMNs in lightly-fixed samples was used. Confocal microscopy allowed accurate 3D reconstruction of dendritic arbors from adult rat PhrMNs. Following pre-processing, segmentation was semi-automatically performed in 3D, and direct measurements of dendritic surface area were obtained. A quadratic model for estimating dendritic tree surface area based on measurements of primary dendrite diameter was derived (r2 = 0.932; p<0.0001). This method may enhance interpretation of motoneuron plasticity in response to injury or disease by permitting estimations of dendritic arborization of PhrMNs since measurements of primary dendrite diameter can be reliably obtained from a number of retrograde labeling techniques.8 p.application/pdfengDerechos Reservados - Universidad EIA, 2020https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/El autor de la obra, actuando en nombre propio, hace entrega del ejemplar respectivo y de sus anexos en formato digital o electrónico y autoriza a la ESCUELA DE INGENIERIA DE ANTIOQUIA, para que en los términos establecidos en la Ley 23 de 1982, Ley 44 de 1993, Decisión andina 351 de 1993, Decreto 460 de 1995, y demás normas generales sobre la materia, utilice y use por cualquier medio conocido o por conocer, los derechos patrimoniales de reproducción, comunicación pública, transformación y distribución de la obra objeto del presente documento. PARÁGRAFO: La presente autorización se hace extensiva no sólo a las dependencias y derechos de uso sobre la obra en formato o soporte material, sino también para formato virtual, electrónico, digital, y en red, internet, extranet, intranet, etc., y en general en cualquier formato conocido o por conocer. EL AUTOR, manifiesta que la obra objeto de la presente autorización es original y la realiza sin violar o usurpar derechos de autor de terceros, por lo tanto la obra es de exclusiva autoría y tiene la titularidad sobre la misma. PARÁGRAFO: En caso de presentarse cualquier reclamación o acción por parte de un tercero en cuanto a los derechos de autor sobre la obra en cuestión, EL AUTOR, asumirá toda la responsabilidad, y saldrá en defensa de los derechos aquí autorizados; para todos los efectos la ESCUELA DE INGENIERÍA DE ANTIOQUIA actúa como un tercero de buena fe.info:eu-repo/semantics/openAccessAtribución-NoComercialhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2RBI00065TECNOLOGÍAS PARA LA SALUDTECHNOLOGY IN HEALTHDENDRITES - ULTRASTRUCTUREDENDRITAS - ULTRAESTRUCTURA3D RECONSTRUCTIONINTRACELLULAR INJECTIONPHRENIC MOTONEURONVOLUME SEGMENTATIONINYECCIÓN INTRACELULARMOTONEURONA FRÉNICARECONSTRUCCIÓN EN 3DSEGMENTACIÓN VOLUMÉTRICAModeling dendritic arborization based on 3D-reconstructions of adult rat phrenic MotoneuronsModelo de arborización dendrítica basado en reconstrucciones de motoneuronas frénicas en ratas adultasArtículo de revistahttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501http://purl.org/coar/resource_type/c_2df8fbb1info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionTexthttps://purl.org/redcol/resource_type/ARThttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Biomédica, Mecatrónica y MecánicaEscuela de Ingeniería de Antioquia EIAUniversidad CESMel B.W. Synaptic integration in an excitable dendritic tree. Journal of Neurophysiology, 70, 1086-101, 1993.Wong R.O., Ghosh A. Activity-dependent regulation of dendritic growth and patterning. Nature reviews neuroscience, 3, 803–812, 2003.Sieck G.C., Mantilla C.B., Prakash Y.S. Volume measurements in confocal microscopy. Methods enzymology, 307, 296-315, 1999.PublicationTHUMBNAILRBI00065.pdf.jpgRBI00065.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg13556https://repository.eia.edu.co/bitstreams/f202f24b-7a61-4bf1-a79c-cbdaf2f042c1/download87e05315caa128c3b06353cd476340daMD57ORIGINALRBI00065.pdfRBI00065.pdfapplication/pdf1258640https://repository.eia.edu.co/bitstreams/919b35c1-a885-447d-99f7-f7660f0fe3f6/download9fa6fb59c27517756f8a9a1871491b9fMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81494https://repository.eia.edu.co/bitstreams/52319dd3-cbbe-42e2-8afa-67c9bb18549a/download66874b0b9366b748c60895d2fb6339f8MD52CC-LICENSElicense_urllicense_urltext/plain; charset=utf-849https://repository.eia.edu.co/bitstreams/40a176bb-1f61-4ebb-a5cf-b3be5fede882/download4afdbb8c545fd630ea7db775da747b2fMD53license_textlicense_texttext/html; charset=utf-821251https://repository.eia.edu.co/bitstreams/0e29bdd6-651a-4b92-950c-5d16521bfe05/download251affa47a4b8eb28fc5a9a9249263a1MD54license_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-823253https://repository.eia.edu.co/bitstreams/1f4bcc02-a8fb-4f65-981d-5abe16c7653f/downloadcd76e7886171c964e259dcf5e912e299MD55TEXTRBI00065.pdf.txtRBI00065.pdf.txtExtracted texttext/plain35044https://repository.eia.edu.co/bitstreams/0eadef99-a291-48ef-a95b-a863acb9b42e/downloadd977820d09d59ded846a4cfe60d84d29MD5611190/477oai:repository.eia.edu.co:11190/4772023-07-25 17:19:35.24https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/Derechos Reservados - Universidad EIA, 2020open.accesshttps://repository.eia.edu.coRepositorio Institucional Universidad EIAbdigital@metabiblioteca.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 |