ImageJ实用技巧

Sholl技术，早在1953年就由伦敦大学学院的Donald Sholl所提出，之后就以他的名字命名。他提出了一套完整的，定量分析神经元轴突和树突的方法[1]。

Sholl Analysis的原理其实并不复杂：将一组同心圆叠加到神经元上（通常在胞体），通过计算与每个圆相交的分支数，得出对不同区域的神经元树突和轴突的分支模式，从而定量表征被成像神经元形态特征。

Sholl Analysis这个插件2014年发表在Nature Methods，是一个独立的插件，同时也能在Simple Neurite Tracer中打开。能够对2D/3D的未追踪神经元和已有路径进行快速的Sholl分析。下面是官网的插件说明：

下图是2016年发表在Nature Communications上的一篇文章，其中就用到了Sholl Analysis，用ImageJ软件对神经元复杂性（分支数）进行了定量分析[2]。

插件篇的第二篇，就为大家介绍这一插件。但这个插件的使用比较复杂，一次讲完篇幅太长，所以分为两次讲解，第一次介绍：

Sholl Analysis分析已追踪的神经元（已经在Simple Neurite Tracer中生成了.traces文件）

以3D的神经元图片为例：

1、打开图片后，打开Simple Neurite Tracer插件，载入已有路径（File-Load Traces）

怎么使用Simple Neurite Tracer插件已经在上一篇中讲过，可以查看下面的链接。

2、点击All Paths界面选择主干的路径（呈绿色）

因为Sholl Analysis是从胞体开始画同心圆，所以需要选中胞体所在的轴突。

3、选中胞体进行Sholl Analysis

按住Ctrl+Shift，红色十字会在主干上移动，移动到胞体上，然后按Ctrl+Shift+A。

之后会弹出下面的界面。

红框中是我们最需要关注的地方：

（1）是只对选中的一条路径进行Sholl Analysis，还是对所有路径？（选择对所有的路径）

（2）Radius step size：步长半径。因为Sholl Analysis本质是画许多同心圆，同心圆的半径逐渐扩大。改变这个参数，可以调节同心圆之间的步长。

（3）Sholl Image：点击Sholl Image会出现同心圆图片，不同颜色代表交点数的多少。

（4）Preview Plot：点击Preview Plot，可得出下面的柱状图，横坐标是距离圆心的距离，纵坐标是交点数。

4、点击Analyze Profile，出现下面的初始化界面。

一般选择默认值，点击OK，即可得到许多图表。其中最重要的结果是下面两幅图：

左图的表格可以导出生成.csv文件，进行后续的作图，右图表现出主干的分支状况（横坐标是距离圆心的距离，纵坐标是交点数）。

5、生成Sholl Image Neuron

这一步其实是将Sholl Image中的颜色，覆盖到3D的神经元上，从而更加直观地看出神经元的分支情况。

保持Sholl Image打开，在Tracing界面选择3D Viewer：Use colors/labels from：Sholl analysis of all paths for……

即可在3D Viewer中得到Sholl Image Neuron，如下图：

但这一方法必须是建立在已经有追踪好的路径的情况下，如果遇到过于繁杂的神经元，工作量会相当大，且追踪的质量直接关系到Sholl Analysis的质量。

下一篇会接着讲解，如果没有提前追踪路径，应该怎么做Sholl Analysis，敬请期待。

如果想更深入了解这一插件，强烈建议阅读参考文献1和2，以及官网的介绍。

参考文献：

[1]Sholl D A . Dendritic organization in the neurons of the visual and motor cortices of the cat.[J]. Journal of Anatomy, 1953, 87(4):387-406.

[2]Ferreira T A , Blackman A V , Oyrer J , et al. Neuronal morphometry directly from bitmap images[J]. Nature Methods.

[3]Yang Y , Wang Z H , Jin S , et al. Opposite monosynaptic scaling of BLP–vCA1 inputs governs hopefulness- and helplessness-modulated spatial learning and memory[J]. Nature Communications, 2016, 7:11935.

如果对于ImageJ使用有什么问题可以私信我，或者给我发邮件：[email protected]

更多教程可以关注我的专栏：

希望对大家有帮助~