用于扩散MRI模拟的真实灰质组织生成的神经细胞上下文细胞生长(ConCeG)
医学物理
2026-07-03 v1 生物物理
摘要
由于灰质中复杂、异质且密集的细胞环境，扩散磁共振成像信号的准确解释仍然具有挑战性。数值体模为研究微结构与扩散信号之间的关系提供了受控框架，但现有方法通常缺乏忠实表示灰质组织所需的形态学真实性和多细胞组织。在这项工作中，我们引入了上下文细胞生长(ConCeG)，这是一个生成框架，用于创建单个细胞或构建由真实神经元和胶质细胞形态学信息指导的致密三维多细胞灰质基底。该方法将拓扑神经元合成与空间约束生长网络相结合，允许受控生成具有真实细胞内和细胞外区室的异质细胞环境。合成细胞是使用从生物重建中获得的形态学和拓扑特征生成的。我们通过将结构特征与真实细胞数据进行比较来验证该框架，在分支阶数、长度、角度和迂曲度分布方面显示出很强的一致性。功率谱分析进一步表明，两个细胞内区室都再现了在生物组织中观察到的空间相关性。这些结果共同表明，ConCeG为生成适用于大规模扩散MRI模拟的灰质基底提供了一个具有生物学基础的框架。
引用
@article{arxiv.2607.03286,
title = {Contextual Cellular Growth (ConCeG) of neural cells for realistic grey matter tissue generation for diffusion MRI simulations},
author = {Charlie Aird-Rossiter and Kadir Şimşek and Maëliss Jallais and Derek K. Jones and Lida Kanari and Marco Palombo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2607.03286},
year = {2026}
}