Opći podaci o projektu
Naziv projekta: Digitalna morfometrija i molekularno profiliranje moždane kore pomoću strojnog učenja (DIMOPRO)
Naslov projekta na engleskom jeziku: Digital Morphometry and Molecular Profiling of the Cerebral Cortex Using Machine Learning
Voditelj projekta: doc. dr. sc. Ivan Banovac
Ustrojbena jedinica: Katedra za anatomiju i kliničku anatomiju, Sveučilište u Zagrebu Medicinski fakultet
Partneri na projektu: Flinders University, Sturt Road, Bedford Park 5042, Adelaide, South Australia, Australija i Federal University of Sergipe, Rosa Elze, São Cristóvão - State of Sergipe, 49100-000, Brazil
Trajanje projekta: od 26. studenog 2025. do 26. studenog 2029. (48 mjeseci)
Iznos sredstava projekta (€): 79.993,20 €
Poziv i kod projekta: NPOO Institucionalni projekti (10106-25-2973)
Opis projekta
Predloženi projekt usmjeren je na razvoj objektivnih klasifikacijski metoda za prepoznavanje različitih vrsta živčanih stanica u moždanoj kori čovjeka. Glavni cilj projekta jest izrada validiranih klasifikacijskih modela, temeljenih na morfološkim i molekularnim značajkama stanica, korištenjem metoda strojnog učenja. Poseban naglasak u ovom projektu bit će istraživanje morfoloških i molekularnih svojstava specijaliziranih stanica u fronto-inzularnoj kori, pogotovo von Economo neurona. Projekt se temelji na histološkog obradi te kvantitativnoj i morfometrijskoj analizi postmortalnog moždanog tkiva koristeći ranije razrađene histološke metode, kao što su imuhohistokemija i RNAscope in situ hibridizacija. Prikupljeni podatci analizirat će se primjenom statističkog modeliranja i više metoda strojnog učenja što izravno doprinosi ciljevima digitalne tranzicije. Očekivani rezultati projekta uključuju razvoj klasifikacijskih modela za identifikaciju subpopulacija živčanih stanica i razvoj repozitorija morfometrijskih podataka. Repozitorij će biti usklađen s načelima otvorene znanosti čime će se poticati dijeljenje i daljnja upotreba prikupljenih podataka u međunarodnoj znanstvenoj zajednici te osigurati održivost rezultata i nakon završetka projekta. Razvoj klasifikacijskih modela doprinijet će razumijevanju mikroarhitektonske organizacije moždane kore. Međunarodni interdisciplinarni tim suradnika u ovom projektu, koji uključuje suradnike iz kliničkih struka te suradnike s ekspertizom u računalnoj neuroznanosti i eksperimentalnoj psihologiji, osigurat će translacijsku vrijednost projekta za buduća klinička istraživanja u području neuroznanosti.
Ciljevi projekta
Opći cilj: Izraditi i validirati klasifikacijske modele za utvrđivanje morfološke i molekularne specifičnosti živčanih stanica u moždanoj kori koristeći strojno učenje.
Specifični ciljevi:
1. Utvrditi morfološke i molekularne značajke stanica u fronto-inzularnoj moždanoj kori
2. Usporediti morfološke i molekularne značajke stanica u različitim regijama i slojevima moždane kore
3. Uspostaviti javno dostupni repozitorij morfometrijskih podataka, u skladu s načelima otvorene znanosti
4. Izraditi opći algoritam za analizu citoarhitektonike moždane kore na temelju rezultata dobivenih klasifikacijskim modelima
Metodologija istraživanja
U okviru projekta koristit će se postmortalno ljudsko moždano tkivo iz Zagrebačke neuroembriološke zbirke te dodatno prikupljeni uzorci fronto-inzularne moždane kore. Tkivo će se obrađivati standardnim neurohistološkim postupcima, uključujući Nissl i Golgi metode za analizu citoarhitektonike i morfologije neurona, kao i suvremene molekularne metode poput imunohistokemije i RNAscope in situ hibridizacije za detekciju specifičnih molekularnih biljega.
Histološki preparati bit će digitalizirani pomoću fluorescentnih i konfokalnih mikroskopa, a kvantitativna analiza i rekonstrukcija živčanih stanica provodit će se korištenjem neuromorfometrijskih softvera. Prikupljeni morfometrijski i molekularni podatci analizirat će se primjenom statističkih modela te nadziranih i nenadziranih algoritama strojnog učenja, s ciljem izrade i validacije klasifikacijskih modela za utvrđivanje morfološke i molekularne specifičnosti živčanih stanica. Svi podatci bit će strukturirani i pohranjeni u digitalni repozitorij u skladu s načelima otvorene znanosti.
Očekivani rezultati
- Razvoj i validacija klasifikacijskih modela temeljenih na strojnome učenju za objektivnu identifikaciju različitih tipova živčanih stanica u moždanoj kori čovjeka.
- Detaljna morfološka i molekularna karakterizacija živčanih stanica u moždanoj kori čovjeka.
- Izrada strukturiranog i javno dostupnog repozitorija morfometrijskih i molekularnih podataka u skladu s načelima otvorene znanosti.
- Razvoj općeg algoritma za analizu citoarhitektonske organizacije moždane kore temeljenog na integraciji morfoloških i molekularnih podataka.
Projektni tim
Popis osoba projektnog tima s Medicinskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu
1. doc. dr. sc. Ivan Banovac, dr. med. (voditelj projekta)
2. prof. dr. sc. Dubravko Jalšovec, dr. med.
3. Goran Ivkić, dr. med.
4. dr. sc. Matija Vid Prkačin, dr. med.
Popis osoba projektnog tima partnera
- Fernando Marmolejo-Ramos, PhD (lecturer) – Flinders University, Sturt Road, Bedford Park 5042, Adelaide, South Australia, Australija
- Julian Tejada, PhD (full professor) – Federal University of Sergipe, Rosa Elze, São Cristóvão - State of Sergipe, 49100-000, Brazil