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Doutorado: "Classificação morfológica de neurônios baseada na hierarquia das árvores dendríticas"
Quarta-feira 11 Dezembro 2019, 14:00
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Candidato: Evelyn Perez Cervantes

Oreintador: Prof. Dr. Roberto Marcondes Cesar Junior

 

Resumo: CERVANTES, EVELYN P. Classificação morfológica de neurônios baseada na hierarquia das árvores dendríticas. 2019. 134 f. Tese (Doutorado) - Instituto de Matemática e Estatística, Universidade de São Paulo (IME-USP), São Paulo, 2019. 

Entre os desafios que a neuroanatomia tem enfrentado desde seu início, a identificação de características que permitam distinguir diversos tipos de células neuronais do ponto de vista morfológico, tem atraído atenção de pesquisadores pertencentes a diferentes áreas, os quais tentam, até nossos dias caracterizar quantitativamente os neurônios. Por outro lado, considerando a premissa, que a forma está diretamente relacionada com a função das diversas células, a forma do neurônio pode revelar muitas particularidades sobre sua função. A caracterização morfológica de neurônios, portanto, permite fazer análises com a finalidade de atingir um dos principais objetivos da neurociência: entender o funcionamento do cérebro. Este trabalho tem como objetivo construir e validar novos métodos para analisar morfologicamente conjuntos de neurônios usando, suas reconstruções digitais em diferentes níveis dendríticos. Serão considerados neurônios inteiros bem como apenas as hierarquias das árvores dendríticas, a fim de identificar partes morfologicamente relevantes para a classificação de um neurônio. O método propõe diferentes estratégias de decomposição das árvores dendríticas ao longo de suas hierarquias.
Um conjunto de mais 5.000 neurônios, correspondentes a diferentes classes e provenientes de diversas espécies serão examinados com algoritmos de  classificação supervisionados. Neste processo, serão consideradas, 22 medidas morfológicas calculadas sobre os neurônios e focadas principalmente nas árvores dendríticas. Os resultados, mostram que é possível encontrar seções das árvores dendríticas morfologicamente relevantes para a classificação dos neurônios. A relevância recai na possibilidade de usar apenas partes de neurônios para a classificação morfológica das células. As partes mais relevantes à classificação são
os ramos mais próximos ao corpo celular, o que biologicamente falando implicaria que a variabilidade causada nos ramos mais distantes do soma, gerada por  estímulos externos aos indivíduos estudados por exemplo, poderia ser desconsiderada. Em casos de neurônios similares, o método consegue identificar as hierarquias de ramos mais relevantes para a classificação, as quais não necessariamente correspondem a ramos mais próximos do soma. Neste sentido, os resultados evidenciados abrem novas possibilidades de análise parcial de neurônios, sem comprometer o resultado quando comparado à análise global além de
expor possíveis implicações biológicas. Obtiveram-se acurácias de classificação similares usando-se neurônios inteiros e apenas partes deles.


Palavras-chave: neurônio, reconstrução morfológica, morfometria, arborização dendrí-
tica, reconstrução neuronal digital, compartilhamento de dados, classificação morfológica,
classificação supervisionada, seleção de características.

Local Sala 249 - Bloco A