jGCaMP8 mouse ground truth dataset

该数据集包含野生型小鼠初级视觉皮层上层2锥体细胞和中间神经元的同步双光子钙成像电影以及松封细胞附着记录，在活体中，当对侧眼呈现移动光栅刺激时进行。jGCaMP8f、jGCaMP8m、jGCaMP8s、jGCaMP7f和XCaMPgf通过使用synapsin-1启动子的AAV注射表达。每只小鼠记录多个神经元，并对每个细胞进行多次约3分钟长的记录（电影&扫描）。一个.nwb文件包含给定细胞的所有数据。数据集包含：运动校正的双光子电影、单个神经元的原始细胞附着松封电生理学轨迹、通过Suite2p分割的细胞体和神经毡ROIs、所有ROIs的荧光轨迹以及呈现给对侧眼的移动光栅刺激的详细信息。

本数据集收录了野生型小鼠初级视觉皮层表层2型锥体神经元及中间神经元的同步双光子钙成像动态影像与细胞附着追踪记录。在活体实验中，当对侧眼接受移动光栅刺激时，采集了这些数据。利用synapsin-1启动子的AAV载体，分别通过jGCaMP8f、jGCaMP8m、jGCaMP8s、jGCaMP7f和XCaMPgf表达系统，实现了对上述细胞的标记。每只小鼠记录了多个神经元，并对每个神经元进行了多次、每次约3分钟的连续记录，包括动态影像与扫描数据。每个细胞的全部数据均以.nwb文件格式存储。数据集内容涵盖运动校正后的双光子成像电影、单个神经元的原始细胞附着电生理学轨迹、经Suite2p软件分割的细胞体与神经纤维ROI轨迹、所有ROI的荧光信号轨迹，以及对侧眼所接受移动光栅刺激的详细信息。

原始信息汇总

jGCaMP8 Mouse Ground Truth Dataset Summary

Dataset Description

Content

• Simultaneous 2-photon calcium imaging movies and loose-seal cell attached recordings of upper layer 2 pyramidal cells and interneurons in the primary visual cortex of wild type mouse, in vivo, during drifting gratings stimulus in the contralateral eye.
• Multiple neuron recordings per mouse, with multiple ~3-minute-long recordings (movies & sweeps) per cell.
• One .nwb file per cell, containing all data.

Features

• Motion corrected 2-photon movies
• Raw cell attached loose-seal electrophysiology traces of a single neuron in the imaging field of view
• Somatic cellular and neuropil ROIs segmented with Suite2p
• Fluorescence traces for all ROIs
• Details of the drifting gratings stimuli presented to the contralateral eye

Expression

• jGCaMP8f, jGCaMP8m, jGCaMP8s, jGCaMP7f, and XCaMPgf expressed via AAV injections using synapsin-1 promoter.

Data Access

• Download Options:

  • Stream data from DANDI archives
  • Download whole dataset (1.4 TB)
  • Download data of a single cell

• Command for Local Download:

  dandi download DANDI:000168

Dataset Location

• DANDIset: https://dandiarchive.org/dandiset/000168/

搜集汇总

数据集介绍

构建方式

jGCaMP8小鼠真实数据集通过双光子钙成像和松散密封细胞附着记录技术构建，记录了野生型小鼠初级视觉皮层上层2锥体细胞和中间神经元在体内对侧眼漂移光栅刺激下的活动。数据集中的每个细胞数据均存储在一个.nwb文件中，包含运动校正后的双光子成像视频、原始细胞附着电生理记录、Suite2p分割的细胞体和神经纤维ROI、所有ROI的荧光轨迹以及刺激细节。

使用方法

使用该数据集时，用户可通过DANDI存档流式传输数据、下载整个数据集或仅下载单个细胞的数据。数据集的使用依赖于特定的Python环境配置，用户需安装dandi、pynwb、h5py等依赖库，并通过Jupyter Notebook运行提供的教程脚本。数据集的使用方法详细记录在NWB_tutorial.ipynb文件中，用户可根据需求选择下载或流式处理数据。

背景与挑战

背景概述

jGCaMP8小鼠真实数据集是一个专注于神经科学研究的高质量数据集，旨在通过双光子钙成像和松散密封细胞附着记录技术，研究野生型小鼠初级视觉皮层上层2锥体细胞和中间神经元在视觉刺激下的活动。该数据集由多个研究机构合作创建，首次发布于2021年，相关研究成果已在预印本平台bioRxiv上发表。数据集的核心研究问题在于揭示神经元在视觉刺激下的钙信号动态变化及其与电生理活动的关系，为神经科学领域的计算建模和算法开发提供了宝贵的实验数据支持。其影响力不仅限于基础神经科学研究，还为神经影像分析、机器学习模型训练等领域提供了重要的数据资源。

当前挑战

该数据集在解决视觉皮层神经元活动研究中的挑战方面具有重要意义。首先，视觉刺激下神经元钙信号与电生理活动的同步记录技术复杂，数据采集过程中需克服信号噪声干扰和运动伪影等问题。其次，数据集的构建面临大规模数据处理和存储的挑战，单个细胞的数据文件体积庞大，全数据集高达1.4TB，对数据管理和传输提出了较高要求。此外，数据标注和分割的准确性直接影响到后续分析的可靠性，如何确保Suite2p工具生成的ROI分割结果与真实神经元活动一致，是数据集构建中的关键挑战之一。这些挑战不仅反映了神经科学研究的技术难点，也为未来数据集的优化和改进指明了方向。

常用场景

经典使用场景

jGCaMP8小鼠真实数据集在神经科学研究中扮演着关键角色，尤其是在研究视觉皮层神经元的钙离子动态变化方面。该数据集通过结合双光子钙成像和松封细胞附着记录技术，为研究者提供了在活体小鼠视觉皮层中观察神经元活动的独特视角。这种技术的结合使得研究者能够在视觉刺激下，实时捕捉到神经元的钙信号变化，从而深入理解视觉信息处理的神经机制。

解决学术问题

该数据集解决了神经科学领域中的一个重要问题，即如何在活体动物中精确记录和分析视觉皮层神经元的钙信号动态。通过提供高质量的钙成像数据和电生理记录，研究者能够更准确地解析神经元在视觉刺激下的响应模式，进而揭示视觉信息处理的神经环路机制。这一数据集的发布为视觉神经科学的研究提供了重要的实验基础，推动了该领域的理论发展和实验验证。

实际应用

在实际应用中，jGCaMP8小鼠真实数据集被广泛用于开发新的神经成像技术和数据分析方法。例如，研究者可以利用该数据集来验证和改进钙成像算法的准确性，或者开发新的电生理数据分析工具。此外，该数据集还为神经疾病的机制研究提供了宝贵的数据资源，特别是在研究视觉相关疾病（如青光眼或视网膜病变）的神经基础时，能够提供关键的实验数据支持。

数据集最近研究

最新研究方向

近年来，jGCaMP8小鼠真实数据集在神经科学研究领域引起了广泛关注，特别是在视觉皮层神经元的钙成像和电生理记录方面。该数据集通过结合双光子钙成像和松散密封细胞附着记录技术，提供了野生型小鼠初级视觉皮层上层2锥体细胞和中间神经元的同步活动数据。这一数据集不仅为研究视觉刺激下的神经元反应提供了宝贵资源，还推动了基于Suite2p的神经元分割和荧光轨迹分析技术的发展。随着神经科学领域对高分辨率、多模态数据需求的增加，jGCaMP8数据集的应用前景广阔，尤其是在探索神经元网络动态和视觉信息处理机制方面。其开放获取的特性也促进了全球研究者的合作与数据共享，进一步推动了神经科学研究的进展。