Вышедшие номера
Home » Оптика и спектроскопия » Год 2026, выпуск 5 » Статья стр. 496
<<<>>>
Метод автоматизированного отслеживания морфологии астроцитов in vitro на основе фазово-контрастной микроскопии и глубокого обучения
Бюджетное финансирование в рамках государственного задания, №1023101100004-9-3.1.8;3.1.4.
Симкин И.В. 1, Щевелева Т.Е.1, Колотьева Н.А. 1,2, Новикова С.В.1,2, Симкина А.А.1, Яковлев Е.В.1, Юрченко С.О.1, Салмина А.Б. 1,2, Крючков Н.П.1
1Московский государственный технический университет им. Н Э. Баумана, Москва, Россия
2ФГБНУ Российский центр неврологии и нейронаук, Москва, Россия
Email: vanyasimkin@gmail.com, tshheveleva03@mail.ru, kolotyeva.n.a@neurology.ru, shirokova2001@yandex.ru, yakov.egor@gmail.com, st.yurchenko@mail.ru, allasalmina@mail.ru, kruchkov_nkt@mail.ru
Поступила в редакцию: 14 ноября 2025 г.
В окончательной редакции: 19 ноября 2025 г.
Принята к печати: 27 марта 2026 г.
Выставление онлайн: 8 июня 2026 г.
PDF версия
Представлен усовершенствованный метод автоматической сегментации и морфометрического анализа фазово-контрастных изображений астроцитов, основанный на архитектуре сверточной нейронной сети. Метод был оптимизирован с помощью автоматического подбора гиперпараметров и достигнут коэффициент Дайса 0.73 на тестовом наборе данных. Разработанный подход позволяет автоматически выделять тело астроцита и его отростки, а также проводить точные измерения ключевых морфологических параметров (площадь, длина и ветвление отростков) в динамике. Фазово-контрастная микроскопия как неинвазивный оптический метод лежит в основе разработанного подхода, обеспечивая возможность анализа морфологии астроцитов в реальном времени. Ключевые слова:фазово-контрастная микроскопия, машинное обучение, сегментация изображений, YOLOv11, астроциты, морфометрический анализ, оптическая биофотоника.
  1. Y.V. Gorina, A.B. Salmina, A.I. Erofeeva, C. Zhao, A.V. Bolshakova, P.M. Balaban, I.B. Bezprozvanny, O.L. Vlasova. J. Evol. Biochem. Physiol., 57, 453 (2021). DOI: 10.31857/S0044452921060036
  2. H. Kadry, B. Noorani, L. Cucullo. Fluids Barriers CNS, 17, 69 (2020). DOI: 10.1186/s12987-020-00230-3
  3. E.G. Knox, M.R. Aburto, G. Clarke, J.F. Cryan, C.M. O'Driscoll. Mol. Psychiatry, 27, 2659 (2022). DOI: 10.1038/s41380-022-01511-z
  4. R. Siracusa, R. Fusco, S. Cuzzocrea. Front. Pharmacol., 10, 1114 (2019). DOI: 10.3389/fphar.2019.01114
  5. Y. Zhou, A. Shao, Y. Yao, S. Tu, Y. Deng, J. Zhang. Cell Commun. Signal., 18, 62 (2020). DOI: 10.1186/s12964-020-00549-2
  6. A.Y. Verisokin, D.V. Verveyko, D.E. Postnov, A.R. Brazhe. Front. Cell. Neurosci., 15, 645068 (2021). DOI: 10.3389/fncel.2021.645068
  7. S. Aknoun, M. Yonnet, Z. Djabari, F. Graslin, M. Taylor, T. Pourcher, B. Wattellier, P. Pognonec. Sci. Rep., 11, 4409 (2021). DOI: 10.1038/s41598-021-83537-x
  8. S.A. Savonin, P.V. Ryabukho, D.V. Lyakin, V.P. Ryabukho. Izv. Sarat. Univ. Phys., 16 (2), 67 (2016). DOI: 10.18500/1817-3020-2016-16-2-67-80
  9. J. Kim, S.J. Lee. Military Med. Res., 11, 38 (2024). DOI: 10.1186/s40779-024-00541-8
  10. A.V. Deryugina, A.A. Belov, M.N. Ivashchenko, P.S. Ignatiev, V.B. Metelin. Cell Tissue Biol., 15 (4), 388 (2021). DOI: 10.1134/S1990519X21040035
  11. N.A. Brazhe, A.B. Evlyukhin, E.A. Goodilin, A.A. Semenova, S.M. Novikov, S.I. Bozhevolnyi, B.N. Chichkov, A.S. Sarycheva, A.A. Baizhumanov, E.I. Nikelshparg, L.I. Deev, E.G. Maksimov, G.V. Maksimov, O. Sosnovtseva. Sci. Rep., 5, 13793 (2015). DOI: 10.1038/srep13793
  12. V.I. Makarov, A.S. Skobeltsin, A.S. Averchuk, A.K. Berdnikov, M.V. Chinenkova, A.B. Salmina, V.B. Loschenov. Photonics, 11 (4), 316 (2024). DOI: 10.3390/photonics11040316
  13. N.A. Brazhe, E.I. Nikelshparg, A.A. Baizhumanov, V.G. Grivennikova, A.A. Semenova, S.M. Novikov, V.S. Volkov, A.V. Arsenin, D.I. Yakubovsky, A.B. Evlyukhin, Z.V. Bochkova, E.A. Goodilin, G.V. Maksimov, O. Sosnovtseva, A.B. Rubin. Free Radic. Biol. Med., 196, 133 (2023). DOI: 10.1016/j.freeradbiomed.2023.01.013
  14. A.I. Kostyuk, D.D. Rapota, K.I. Morozova, A.A. Fedotova, D. Jappy, A.V. Semyanov, V.V. Belousov, N.A. Brazhe, D.S. Bilan. Free Radic. Biol. Med., 217, 108 (2024). DOI: 10.1016/j.freeradbiomed.2024.03.010
  15. I. Suleymanova, T. Balassa, S. Tripathi, C. Molnar, M. Saarma, Y. Sidorova, P. Horvath. Sci. Rep., 8, 12878 (2018). DOI: 10.1038/s41598-018-31284-x
  16. Y. Jiang, M. Yang, S. Wang, X. Li, Y. Sun. Cancer Commun., 40 (4), 154 (2020). DOI: 10.1002/cac2.12012
  17. E.V. Yakovlev, I.V. Simkin, A.A. Shirokova, N.A. Kolotieva, S.V. Novikova, A.D. Nasyrov, I.R. Denisenko, K.D. Gursky, I.N. Shishkov, D.E. Narzaeva, A.B. Salmina, S.O. Yurchenko, N.P. Kryuchkov. Sci. Rep., 14, 9846 (2024). DOI: 10.1038/s41598-024-59773-2
  18. Ultralytics. YOLOv11 Documentation [Электронный ресурс]. URL: https://docs.ultralytics.com/models/yolov11/
  19. E.V. Stelmashuk, M.R. Kapkaeva, N.A. Rozanova, O.P. Alexandrova, E.E. Genrikhs, V.V. Obmolov, S.V. Novikova, N.K. Isaev. Ross. Fiziol. Zh. im. I.M. Sechenova, 108 (5), 686 (2022). DOI: 10.31857/S0869813922050107
  20. B.C. Russell, A. Torralba, K.P. Murphy, W.T. Freeman. Int. J. Comput. Vis., 77, 157 (2008). DOI: 10.1007/s11263-007-0090-8
  21. K. He, G. Gkioxari, P. Doll?r, R. Girshick. In: Proc. of the IEEE Int. Conf. on Computer Vision (ICCV) (IEEE, Venice, 2017), p. 2980. DOI: 10.1109/ICCV.2017.322
  22. W. Abdulla. Mask R-CNN for object detection and instance segmentation on Keras and TensorFlow [Электронный ресурс]. URL: https://github.com/matterport/Mask_RCNN
  23. Z.Z. Chong, S.H. Lin, F. Li, K. Maiese. Curr. Neurovasc. Res., 2 (4), 271 (2005). DOI: 10.2174/156720205774322584

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2026 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme