Sholl Analysis是分析神經(jīng)元復(fù)雜性的經(jīng)典方法，下圖是Nature Communications使用商業(yè)化軟件Neurolucida software進(jìn)行Sholl Analysis 的圖片：
Sholl Analysis 以神經(jīng)元胞體為圓心（不包括胞體）開始畫一系列同心圓（如b圖右上角示意圖所示），得到隨離胞體距離變化的神經(jīng)元突起交點(diǎn)（Intersections/Crossings）個(gè)數(shù)，以此來反映神經(jīng)元的復(fù)雜性。上圖結(jié)果顯示從離胞體大概80-200μm處LHF: light off組神經(jīng)元復(fù)雜性高于比Ctrl: light off與LHF: light on組。除分析高爾基染色外，Sholl Analysis還可以分析免疫熒光標(biāo)記的神經(jīng)元、小膠質(zhì)細(xì)胞的復(fù)雜性。問題來了，如果沒有商業(yè)化軟件是不是就不能完成Sholl Analysis？當(dāng)然不是。美國(guó)NIH開發(fā)了一款功能強(qiáng)大且適用于多種電腦操作系統(tǒng)的免費(fèi)軟件——ImageJ，該軟件也可進(jìn)行Sholl Analysis。今天老司機(jī)就手把手給大家分享使用ImageJ進(jìn)行Sholl Analysis！二、ImageJ軟件、Sholl Analysis插件下載與安裝ImageJ/Fiji是預(yù)捆綁了許多常用插件的ImageJ，下載鏈接：http:///Fiji/Downloads。Sholl Analysis插件下載鏈接：http:///Sholl。Fiji軟件已安裝Sholl Analysis插件，Analyze -> Sholl處可見：其他版本ImageJ則需將下載Sholl Analysis插件放置Plugins文件夾下，重啟ImageJ軟件Analyze -> Sholl處可見Sholl Analysis： 三、Sholl Analysis詳細(xì)步驟 1、ImageJ軟件打開神經(jīng)元圖片，Image -> type -> 8-bit將圖片轉(zhuǎn)換為8-bit灰度圖片。如圖片為多通道熒光圖片則需先通過Image -> Color -> Split Channel拆分為灰度圖片。Process -> Binary -> Make Binary，使神經(jīng)元變化二值化圖片：
2、使用ImageJ直線工具以神經(jīng)元胞體中心為起點(diǎn)向最長(zhǎng)突起處畫直線：
3、Analyze -> Sholl -> Deprecated -> Sholl Analysis，進(jìn)入Sholl Analysis參數(shù)界面：
Definition of Shells可設(shè)置開始Sholl分析的半徑（即胞體的大?。?，Ending radius為最長(zhǎng)突起的位置即Sholl分析結(jié)束的半徑，Radius step size設(shè)置兩個(gè)分析半徑之間的步進(jìn)：
Output Options可以設(shè)置導(dǎo)出結(jié)果，包括Intersections mask與顯示在分析圖像上顯示交點(diǎn)與同心圓：
Intersections mask為偽彩圖片，顏色深淺代表交點(diǎn)數(shù)（也有文獻(xiàn)稱為Branches，等同有分支才會(huì)有交點(diǎn)）。點(diǎn)擊Analyze -> Tools -> Calibration Bar可以添加bar，設(shè)置bar位置（Location）、顏色、字體大小等，點(diǎn)擊OK即可，可見最多交點(diǎn)為43個(gè)：
4、Sholl Analysis結(jié)果解讀除得到Intersections mask與顯示在分析圖像上顯示交點(diǎn)與同心圓外還可以得到多種數(shù)據(jù)。交點(diǎn)數(shù)目的Semi-log plot，交點(diǎn)數(shù)目被歸一化到每個(gè)交點(diǎn)數(shù)目對(duì)應(yīng)Sholl分析面積。兩條回歸線表明，回歸線即可以擬合到所有數(shù)據(jù)點(diǎn)（藍(lán)色直線），也可以擬合在10-90百分位的子集（紅色直線）。R2為決定系數(shù)，L是Sholl回歸系數(shù)。List可查看并保存數(shù)據(jù)。
Sholl Analysis還可以得到Sholl Profiles，包括不同半徑對(duì)應(yīng)的交點(diǎn)數(shù)、交點(diǎn)數(shù)的多項(xiàng)式擬合、交點(diǎn)數(shù)/面積等繪圖數(shù)據(jù)：
Sholl Analysis最重要的數(shù)據(jù)是得到隨離胞體距離變化的神經(jīng)元突起交點(diǎn)（Intersections/Crossings）個(gè)數(shù)：
上圖每個(gè)小十字架為對(duì)應(yīng)分析半徑的實(shí)際交點(diǎn)數(shù)目，藍(lán)色曲線為對(duì)2D distance與交點(diǎn)數(shù)目進(jìn)行多項(xiàng)式擬合的曲線。R2為擬合曲線與散點(diǎn)的相關(guān)性為0.984，右上角還有一些數(shù)據(jù)可由下圖進(jìn)行逐一解釋：
Max：實(shí)際交點(diǎn)數(shù)最大的位置。Nm：臨界值，即擬合曲線最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的交點(diǎn)數(shù)，對(duì)應(yīng)的Sholl半徑為臨界半徑rc。RImax：實(shí)際交點(diǎn)數(shù)最大值與Starting radius交點(diǎn)數(shù)目/分枝數(shù)的比值。RINm為交點(diǎn)臨界值交點(diǎn)數(shù)與Starting radius交點(diǎn)數(shù)目/分枝數(shù)的比值。點(diǎn)擊List可查看并保存Sholl profile （Liner） for 神經(jīng)元數(shù)據(jù)：
5、導(dǎo)出數(shù)據(jù)Graphpad Prism重新繪圖
雙擊折線，進(jìn)入Format Graph界面。Data set選擇Data 1: Data Set-A，勾選Show symbols，Shape設(shè)置為十字，Size為2，Border color為Gray：
同時(shí)勾選掉Show connectingline/curve，即不顯示連接線，點(diǎn)擊OK：
每組Sholl分析多張神經(jīng)元后即可得到文獻(xiàn)中類似的Sholl分析結(jié)果圖：
今天給大家分享使用ImageJ進(jìn)行Sholl Analysis就到此為止了，希望對(duì)大家有所幫助！- Yang Y, Wang ZH, Jin S, et al.Opposite monosynaptic scaling of BLP-vCA1 inputs governs hopefulness- andhelplessness-modulated spatial learning and memory. NatCommun. 2016
- Binley KE, Ng WS, Tribble JR, SongB, Morgan JE. Sholl analysis: a quantitative comparison of semi-automatedmethods. J Neurosci Methods. 2014
|
