可视化指南排序的电生理记录使用"SpikeSorter"

摘要

本文介绍了如何使用程序 SpikeSorter 来检测和排序使用多电极阵列进行的细胞外记录中的尖峰。

摘要

很少有独立的软件应用程序可用于从使用多电极阵列制作的录音中对尖峰进行排序。理想情况下，应用程序应该是用户友好的，具有图形用户界面，能够读取各种格式的数据文件，并为用户提供一套灵活的工具，使他们能够以一定程度的可靠性检测和分拣来自不同单元的细胞外电压波形。以前发布的加标分选方法现在可以在软件程序 SpikeSorter 中使用，该程序旨在为电生理学家提供一整套分选工具，从原始记录的数据文件开始，到导出排序的加标时间结束。在目前可能的范围内，程序是自动化的。本文解释并说明了该程序的用法。打开代表性数据文件，过滤细胞外痕迹，检测事件，然后进行聚类。本文说明了排序过程中经常出现的许多问题，包括由于某些单位倾向于成对发射尖刺（第二个尖刺明显小于第一个尖刺）而导致的人为过度分裂，以及由于尖刺高度随时间缓慢变化而导致的过度分裂在某些单位中遇到。SpikeSorter 性能的准确性已使用替代的真值数据进行了测试，发现与当前开发中的其他算法相当。

引言

人谁使用方法比简单的线上阈值和窗口更复杂的脑记录外信号面临识别和从由电极所记录的噪声电压信号分离不同的神经元的信号的任务。这个任务就是俗称秒杀排序。穗排序的难度是由各种因素复杂。使得由附近的电极从他们记录的信号很可能是相似的，很难区分神经元可以是非常靠近在一起。由一个单一的神经元产生的信号可以在在靠近所述电极，或可能作为树突高燃烧率，不同程度的电压电导的激活期间随时间变化，因为电极，可变钠通道动力学运动也许在大脑状态的变化的结果。 （ - 100微米20）R，这些问题可以通过使用多电极阵列（MEAs）中具有许多紧密间隔来减轻 ECORDING通道，它允许从单一神经元的信号的更好的空间定义，因为它们通常在几个^{通道 1,2}摊开。然而，这，与从沿在空间电极重叠的整个长度传播神经元信号的事实相结合，结果在其内对应于唯一的神经元集群一个潜在的非常高维空间需要确定。这个问题变得比少数电极渠道更难以计算。迄今为止，没有通常商定为尖峰分拣最好的方法，虽然许多解决方案已经提出了^{3，4，5，6，7，8....}

方案

1.程序设置

1. 转到http://www.swindale.ecc.ubc.ca/SpikeSorter下载程序。所提供的可执行文件复制到您选择的目录。阅读附带的文档。
   注:无需正式安装或编译。
2. 打开要排序的任何文件之前，请确保有足够的可用内存来容纳录制的整个过程。还要确保有效的通道配置文件，如文档中所描述的，存在于同一目录中的数据文件。
3. 启动程序，然后进入"文件 - 打开"，并在所产生的打开文件对话框的右下角然后从下拉列表中录制的文件格式。选择要打开的文件，然后单击"打开"。
4. 一旦阅读完成后，检查电压记录显示。在屏幕上双击（或进入"查看 - 电压实录"），弹出一个对话框，允许任何控制杆要观看的记录波形的吨。
   注:其他的显示窗口双击往往会带来了相关的对话框。
5. 该对话框退出后，将鼠标悬停在波形在显示屏的左上角显示特定的电压值。使用滚轮来放大屏幕的任何部分。按住鼠标左键拖动窗口的内容。
   注意:此显示经常更新，以反映增加新检测到的事件，或指示，通过颜色和/或数字，集群后，他们的任务集群的手段。
6. 如果记录是未经过滤，包含本地外地的潜力，通过将"前处理 - 变换/过滤器​​"将其删除（或单击工具栏上的过滤器图标）。选择"高通巴特沃斯滤波器"，那么一个合适的截止频率和极数，然后按下"执行它！"。一旦筛选完成后，检查在电压波形新波形窗体窗口。
   注:过滤在傅立叶域中进行，是非因果，和不引入波形....

结果

图7示出了显示（前往"查看-排序波形的获得）为典型的排序记录。默认视图选项只是显示对每个簇的中心信道的波形。一个常见的经验是，对在相同的信道群集一对波形看起来是相同的，但是当"比较成对'用来对话检查两个簇有在PC投影不同的聚类，最常从相邻通道波形的差异导致。这是事实，例如，在图7上的信道62中的波形。

如上所述，这是不难发现，其中合并的决定必须基于幅地块的时间和交叉相关图集群对。 图8示出了基于在对交叉相关图部分合流决定的一个例子。一个非常强大的，asymmetric。在很短的时间间隔（ 图8B）加上在峰-峰高度的装置和类似的放电模式（ 图8E）的差互相关有力地表明，尖峰来自同一神经元。 图9示出相同类型的证据合并缺乏的地方的情况。这里，交叉相关图是.......

讨论

文件格式

目前支持的文件格式包括Neuralynx（.ntt和.ncs），Plexon公司（.PLX），Neuroscope（+的.xml .DAT），多通道系统（.mcd），黑石（.nev）和安顺（.rhd）。对于不支持的格式，有两种选择。一是申请加入文件格式为即将到来的释放（电子邮件连结到开发人员在提供"帮助 - 关于"对话框）。另一种是将文件转换为支持的格式。一个简单的选择是使用时间秒杀格式".tsf"。这梗概格式包含以下排序电压记录和通道位置数据以及事件的记录和通道和集群分配。阅读这些文件往往比其他格式快。独立地处理不支持的格式可能是方便保存滤波的数据在一个.tsf文件（该格式包括在导出的选项中），因为这将避免后续费时FIL需要脱落。在.tsf格式的详细信息包含了自带的程序的文件中。

辅助文件

两个辅助文件用于存储参数，ss_prefs.sav和ss_parameters.sav。文件'ss_prefs.sav'保存那些对排序没有直接的影响，而且不太可能需要仅改变.......

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
spikesorter.exe	不适用		http://www.swindale.ecc.ubc.ca/SpikeSorter