Axonal morphology analysis : from image processing to modelling

Alejandro Ricardo Mottini d'Oliveira 1
1 MORPHEME - Morphologie et Images
CRISAM - Inria Sophia Antipolis - Méditerranée , IBV - Institut de Biologie Valrose : U1091, SIS - Signal, Images et Systèmes
Résumé : L'analyse de la morphologie axonale est un problème important en neuroscience. Diverses études ont montré que les caractéristiques morphologiques de ces structures donnent des informations sur son fonctionnement et permettent la caractérisation d'états pathologiques. En conséquence, il est important de développer des méthodes pour étudier leurs formes et quantifier leurs différences structurelles.Dans cette thèse on propose une méthode pour la comparaison des arbres axonaux qui inclue des informations topologiques et géométriques. La méthode est fondée sur la théorie des formes élastiques. Avec cette approche, nous pouvons exhiber le chemin géodésique entre deux formes et la forme moyenne d'un ensemble d'échantillons. En outre, nous proposons un schéma de classification à partir de cette métrique que nous comparons à l'état de l'art. Finalement, nous proposons un modèle stochastique pour la simulation de la croissance axonale défini par une chaîne de Markov. Il considère 2 processus principaux qui modélisent l'élongation et forme de l'axone et la génération des branches. Le processus de croissance dépend de différentes variables, dont un champ externe d'attraction généré par certaines molécules dans l'environnement. Les deux techniques proposées ont été validées sur une base d'images de microscopie confocale de neurones chez la Drosophile. Des neurones normaux et modifiés génétiquement ont été considérés. Les résultats montrent que la méthode de comparaison proposée fournit de meilleurs résultats que les méthodes décrites dans la littérature. De plus, les paramètres du modèle donnent des informations sur le processus de croissance de chaque population d'axones.
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Thèse
Other. Université Nice Sophia Antipolis, 2014. English. 〈NNT : 2014NICE4066〉
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Soumis le : vendredi 6 mars 2015 - 23:46:23
Dernière modification le : lundi 4 décembre 2017 - 15:14:15
Document(s) archivé(s) le : dimanche 7 juin 2015 - 21:35:23

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Alejandro Ricardo Mottini d'Oliveira. Axonal morphology analysis : from image processing to modelling. Other. Université Nice Sophia Antipolis, 2014. English. 〈NNT : 2014NICE4066〉. 〈tel-01074620v2〉

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