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Deconvolution & Reconstruction of
3-Dimensional Biological Objects
in Confocal Microscopy
- Dr. Steffen Härtel, CECS, Valdivia, Chile -
1| La percepción humana:
- una representación del mundo.
2| Visión de máquinas (machine vision):
- fluorescencia.
- ondas electromagneticas.
3| Microscopía confocal de fluorescencia:
- Point Spread Function.
- deconvolución.
- ruido, resolución y criterio de Nyquist.
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4| Deconvolución:
- set-up specific PSF
- signal/noise (SN) ratio.
5| Reconstucción 3D:
- segmentación.
- reconstucción.
- parametrisación.
6| Colocalisación:
- global colocalization coefficients.
- automated colocalization.
- local colocalization coefficients.
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X| Practica: Uso del microscopio confocal para estudiar
la estructura y fisiología de células HeLa
Estructura:
PSF (reconstruir PSFs para diferentes condiciones experimentales)
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X| Practica: Uso del microscopio confocal para estudiar
la estructura y fisiología de células HeLa
Estructura:
PSF (reconstruir PSFs para diferentes condiciones experimentales)
Mitocondrial (resolución mínima del microscopio)
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X| Practica: Uso del microscopio confocal para estudiar
la estructura y fisiología de células HeLa
Estructura:
PSF (reconstruir PSFs para diferentes condiciones experimentales)
Mitocondrial (resolución mínima del microscopio)
Celular (morfología antes y después de un estímulo necrótico)
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X| Practica: Uso del microscopio confocal para estudiar
la estructura y fisiología de células HeLa
Fisiología:
∆ψ Mitocondrial (antes y después de un estímulo necrótico)
Volumen Celular (antes y después de un estímulo necrótico)
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Fluoroforos
(www.probes.com)
TMRM
DiIC18
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DiOC16
1| La percepción humana:
- una representación del mundo.
2| Visión de máquinas (machine vision):
- fluorescencia.
- ondas electromagneticas.
3| Microscopía confocal de fluorescencia:
- Point Spread Function.
- deconvolución.
- ruido, resolución y criterio de Nyquist.
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1| La percepción humana
René Descartes (1596-1650)
Epiphysis cerebri / órgano pineal
... logramos una representación
simbólica del mundo exterior
integrando información de ...
1| señales directas de objetos
2| señales de otros sentidos
3| circuitos realimentativos
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c.
Cortex
Cerebri
Area 17, ...
b.
Corpora
Geniculata
Laterale
a.
a.
->Preprocesamiento en el ojo
b.
-> Acomodación visual:
Foco, movimientos
de Sakkadi, ....
c.
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->Integración y representación
final en el cortex cerebri
Conos (S, M, L)
Bastones
La fóvea
-> 108 Bastones
-> 6·106 Conos:
L : M : S (primates)
580 nm : 545 nm : 420 nm
~10: ~10: 1 en cantidad y sensitividad
S - Conos
[Azul] / [Amarillo]: [+S] / [M+L]
[Verde] / [Rojo]: [M-L] / [L-M]
‘Midget-Cell‘
M - Conos
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L - Conos
108 Conos &
bastones
Células
horizontales
Células
bipolares
Células
amacrin
Celulas
Células del
Ganglio
ganglio
Nervus
opticus 8·105
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[Glutamato]~1/I
Se conocen~15 tipos diferentes de
células de ganglio.
Células
horizontales
Glu
Células
bipolares
Pre-sinapsis: ~40 ‘Ribbons‘
Post-sinapsis: Hasta 500 contactos
dendríticos en forma
organizada
-> Gran variedad de receptores
-> Heterogenidad de redes
-> Señal temporal-espacial
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->[I, L, M, S, x, y, t]
- Receptores:
- [Glu] ~ [Na+]
- [Glu] ~ [Na+-]
en ‘Off-cells‘ bipolares
1 en ‘On-cells‘ bipolares
->[] = [] + [dI/dt, dL/dt, dM/dt, dS/dt]
- Activación/Inhibición lateral:
- Células horizontales emiten GABA, en
caso de una excitación homogenia en [x,y]
- Efecto de Mach- o Craik-O’Brien
->[] = [] + [dI/dxy, dL/dxy, dM/dxy, dS/dxy]
->[] = [] + [z]
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• Corpora Geniculata
• Cortex Cerebri
• Sentido de Equilibrium
• Sentido de Tacto
Representación simbólica o
modelo individual del mundo real
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Ílusión de Ebbinghaus
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optical_1.exe
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Experiencia
Entrenamiento
Complementación
cognitiva, ...
Expectación
Anticipación
Representación simbólica o
modelo individual del mundo real
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