CellProfiler

00:00:15.00Hola, soy Anne Carpenter del Instituto Broad,
00:00:17.08y una de las líderes del proyecto CellProfiler.
00:00:19.18Hoy, me gustaría presentarles CellProfiler.
00:00:22.00Es un software gratuito y de código abierto para el análisis de imágenes
00:00:24.18que puede identificar y medir entidades e imágenes biológicas;
00:00:27.06procesar grandes imágenes a cualquier escala,
00:00:29.11desde un experimento a pequeña escala hasta uno grande;
00:00:31.21y exportar los datos para su posterior análisis.
00:00:34.12Primero, algunos aspectos básicos sobre CellProfiler.
00:00:36.09Fue diseñado por un biólogo – que soy yo.
00:00:38.09Escribí la primera versión hace muchos años
00:00:40.13para llenar el vacío entre los últimos métodos computacionales
00:00:42.19y los biólogos de banco de todos los días.
00:00:44.08Es gratis.
00:00:45.17Y como es de código abierto, puedes escribir tus propios módulos si lo necesitas.
00:00:48.11Funciona en Windows, Mac y Linux,
00:00:50.22interfunciona con muchos otros programas populares de análisis de bioimágenes,
00:00:53.22y lee más de 180 formatos de archivos de microscopía
00:00:57.00gracias a Bio-Formats.
00:00:58.18Y según muchas mediciones, CellProfiler es muy popular
00:01:00.26y muy querido entre los biólogos.
00:01:03.08El mejor lugar para empezar con CellProfiler
00:01:05.04es encontrar un pipeline de ejemplo,
00:01:06.24ya sea de un artículo que haya leído donde se haya utilizado CellProfiler;
00:01:09.08del foro de preguntas y respuestas en línea, forum.sc;
00:01:13.13o de la página de ejemplos de CellProfiler, y algunos de estos ejemplos se muestran aquí.
00:01:18.21Una vez que haya cargado un pipeline en CellProfiler,
00:01:20.14puede empezar a ajustarlo para adaptarlo a su problema biológico.
00:01:24.10El objetivo principal, por supuesto, es identificar y medir
00:01:27.04algún tipo de entidades biológicas,
00:01:28.16ya sean células o colonias o sinapsis y demás.
00:01:31.09Las decisiones a tomar son,
00:01:33.03¿Qué estructuras o regiones o compartimentos quieres identificar?
00:01:36.04¿Cómo identificarlos?
00:01:37.13y, por último, ¿qué características medir?
00:01:39.01Y, a medida que se van reuniendo los módulos en CellProfiler,
00:01:41.03estos son los tipos de preguntas que se harán.
00:01:44.07Mezclas y max… combinas estos módulos para construir una tubería,
00:01:47.12o un flujo de trabajo, que cumpla con tu tarea.
00:01:49.25Ahora, algunos de estos pasos son muy triviales,
00:01:51.13Por ejemplo, dividir los colores de una imagen multicanal.
00:01:53.25Algunos de los pasos puede que no se te hayan ocurrido antes,
00:01:56.03pero… es muy importante hacer cosas como
00:01:58.19corregir la iluminación para mejorar la calidad de la cuantificación
00:02:01.12que obtienes de tus imágenes.
00:02:03.22Una vez que hayas preprocesado tus imágenes a tu gusto,
00:02:06.04puedes poner módulos que identifiquen estructuras y compartimentos de interés,
00:02:08.23como los núcleos o los bordes celulares,
00:02:10.16como se muestra aquí.
00:02:12.04Esta es a menudo la parte más difícil de configurar un flujo de trabajo de análisis de imágenes,
00:02:15.09pero hay un montón de herramientas y consejos para darle…
00:02:17.27darle una mano allí.
00:02:20.09Algunos de los tipos de parámetros que tendrá que ajustar en ese proceso
00:02:23.28incluyen el ajuste de la configuración para determinar el primer plano
00:02:26.26versus el fondo.
00:02:28.08Así que aquí hay un ejemplo en el que es un poco demasiado strin…
00:02:30.08un poco demasiado indulgente, y luego un poco demasiado estricto,
00:02:31.29y, finalmente, lo justo.
00:02:33.23Hay otros ajustes que te permiten
00:02:36.14decidir la división adecuada frente a la fusión de algunos objetos.
00:02:39.06Así, puedes ver que hay cuatro núcleos aquí
00:02:40.27que se muestran todos pegados.
00:02:42.14Ajustamos los ajustes hasta que se separaron correctamente,
00:02:45.13mediante los distintos ajustes de los módulos.
00:02:48.24Y una vez identificadas las estructuras de interés,
00:02:50.28es muy sencillo medir sus propiedades.
00:02:53.28Sólo tienes que introducir diferentes módulos para estas diferentes categorías de métricas,
00:02:56.24que incluyen la contabilidad de cuántas cosas existen;
00:02:59.02tamaños; formas;
00:03:00.22texturas, que es la suavidad de un patrón de tinción de intensidad fluorescente;
00:03:04.22y también la cantidad de intensidad, que puede corresponder a la cantidad real de un producto proteico, por ejemplo, en sus imágenes;
00:03:10.12así como cosas como las relaciones espaciales.
00:03:13.13Ahora, una vez que su línea de producción está configurada a su gusto,
00:03:15.15puedes ejecutarlo en muchas imágenes de forma automática.
00:03:17.25Ahora bien, si se trata de un número pequeño,
00:03:19.19podrías ejecutarlo en tu ordenador portátil o de sobremesa.
00:03:21.07Si se trata de un experimento muy grande,
00:03:23.01Puede que necesites ejecutar tus imágenes en un clúster de computación
00:03:25.10o utilizar recursos de la nube en línea.
00:03:27.15Y hay herramientas que te ayudan a hacer ambas cosas.
00:03:29.21Por último, puede explorar sus datos utilizando, realmente,
00:03:32.18cualquier software de análisis de datos.
00:03:34.07Una opción es CellProfiler Analyst.
00:03:36.11Está diseñado para permitirle explorar los datos de grandes conjuntos de imágenes
00:03:38.23donde los datos están vinculados de forma interactiva a las imágenes.
00:03:41.16También le permite clasificar los fenotipos automáticamente.
00:03:43.22Veamos estos dos tipos de características.
00:03:45.28En primer lugar, las herramientas de exploración.
00:03:47.23Contiene muchas visualizaciones de datos
00:03:49.22que se verían, realmente, en cualquier software de hoja de cálculo.
00:03:51.28La diferencia es que en CellProfiler Analyst,
00:03:54.00cada punto de datos está vinculado a las imágenes que produjeron ese punto de datos.
00:03:57.08Esto le permite explorar las características de sus imágenes
00:03:59.24y las métricas que se han producido,
00:04:01.15y tratar de identificar lo que…
00:04:03.02que está pasando en su experimento,
00:04:04.20o incluso potencialmente hacer algunas medidas de control de calidad
00:04:07.02para identificar si hay imágenes que son borrosas,
00:04:09.00o tienen saturación u otros tipos de artefactos en ellos.
00:04:12.04Y la característica más popular de CellProfiler Analyst es su clasificador.
00:04:15.26Lo que hace es mostrar una serie de células de su experimento
00:04:19.01–u otros objetos que ha identificado–
00:04:21.08y le pide que los clasifique
00:04:23.21en función de su fenotipo de interés.
00:04:24.29Y así….
00:04:26.15todo lo que tienes que hacer es arrastrar y soltar las células individuales
00:04:28.11para clasificarlas como positivas y negativas para un fenotipo,
00:04:31.05o realmente puede tener tantos contenedores como desee.
00:04:32.25Y luego, como usted está clasificando las células individuales,
00:04:36.03la computadora está aprendiendo de usted y tratando de identificar,
00:04:38.24¿Cuáles son las métricas de las células que distinguen a los distintos grupos?
00:04:42.03A medida que vas clasificando más y más células,
00:04:45.02y a medida que vas corrigiendo errores,
00:04:46.26el clasificador es cada vez mejor,
00:04:48.14hasta el punto de que el ordenador puede sustituirte a la hora de dar la respuesta correcta
00:04:52.20para un gran número de celdas.
00:04:54.10Así que, una vez entrenado el clasificador,
00:04:56.01puedes clasificar… puedes puntuar millones o miles de millones de celdas
00:04:59.13de forma totalmente automatizada.
00:05:00.24Mi laboratorio ha estado trabajando con varios otros en todo el mundo
00:05:03.10para crear una nueva herramienta basada en la web para clasificar imágenes
00:05:05.24que está impulsada por el aprendizaje profundo.
00:05:07.16Así que, echa un vistazo en su página web
00:05:09.08para ver si eso está listo para su uso.
00:05:11.26Puedes aprender más a través de estos vídeos relacionados de iBiology
00:05:14.18sobre microscopía y análisis de imágenes.
00:05:16.10Y espero que pruebes el análisis de bioimágenes,
00:05:18.19utilizando CellProfiler,
00:05:20.04y dirígete al Foro de Imagen de la Comunidad Científica en línea si necesitas ayuda para empezar.

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