IntelliSleepScorer：一款带图形用户界面的小鼠睡眠阶段自动评分软件包

我们开发了一款易于使用的图形用户界面软件 IntelliSleepScorer，可自动对小鼠的睡眠阶段进行分期评分。该软件旨在解决传统人工评分耗时耗力的问题，并提高无深厚编程背景的研究人员的使用便利性。IntelliSleepScorer 在小鼠睡眠阶段自动评分中达到了 95.2% 的准确率，并在另外两个公开的独立数据集上验证了其良好的泛化能力。

图形用户界面包含手动校正功能，允许用户修改任意一个 Epoch 的睡眠分期评分结果。我们还提供 SHAP 值可视化图，用于解释模型的评分决策。经验丰富的用户还可以使用自己的数据对我们的预训练模型进行精细调整，因为所有必要的文件和提取脚本均可在 GitHub 上获取。

我们的研究致力于将新兴遗传学成果转化为生物学发现，并推动下一代治疗手段的发展，以治疗精神疾病。我们一直采用分子、细胞和电生理学方法，在体外和动物模型中研究与这些疾病相关的基因功能障碍。首先，将文件格式转换为EDF，并将其整理为LightGBM 2EEG和LightGBM 1EEG模型。

然后根据您的操作系统下载 IntelliSleepScorer 软件。对于 Windows 系统，请通过 Pan Group Research 页面下载可执行文件；对于 macOS 或 Linux 系统，请从 GitHub 代码仓库下载源代码。

通过 GitHub 仓库下载两个以 EDF 文件格式保存的示例数据集。接着，下载 models.zip 文件，解压缩后将解压出的 models 文件夹复制到 IntelliSleepScorer 仓库目录内。

在 Windows 系统中启动 IntelliSleepScorer 软件时，双击根文件夹中的 IntelliSleepScorer.exe 文件。对于 macOS 或 Linux 系统，请打开终端模拟器。

将目录更改为根文件夹并输入命令。在软件界面中，单击“选择EDF或EDF+文件”以选择需要评分的文件。使用下拉菜单选择所需的 epoch 长度。

睡眠分期评分可选择 4 秒、10 秒或 20 秒。然后根据文件结构选择睡眠评分模型。对于包含两个 EEG 通道和一个 EMG 通道的数据文件，请选择 LightGBM-2EEG 模型。

勾选“运行或绘制 SHAP”复选框，以在执行预测前包含 SHAP 计算。接着，点击“评分所有文件”，以对选定的 EDF 或 EDF+ 文件进行评分。模型将自动对文件进行评分，并计算全局和时段 SHAP 值，以解释评分决策。

完成睡眠分期过程后，点击“可视化所选文件”以显示与信号对齐的脑电图（EEG）和肌电图（EMG）信号及睡眠结构图（Hypnogram）。如需更改显示的周期（Epoch）数量，请点击“选择要显示的周期数”旁边的下拉菜单，并选择所需数值。使用导航按钮可前后浏览不同周期的数据。

要查看特定 Epoch 的 SHAP 值，请右键单击该 Epoch 以绘制 SHAP 数据。使用位于睡眠图左侧的粉色透明条来指示当前 Epoch 的位置。如需切换至另一个 Epoch，可单击睡眠图，或点击“转至 Epoch”并输入 Epoch 编号。

如果启用了SHAP计算，可右键单击选定的Epoch以生成其Epoch SHAP图。要手动校正预测的睡眠阶段，请在睡眠阶段预测图中左键单击某个EPOCH以选中它。所选Epoch对应的模型预测阶段将显示在右侧。

点击小部件，然后从下拉菜单中的清醒（Wake）、非快速眼动睡眠（NREM）和快速眼动睡眠（REM）选项中选择一个新的睡眠阶段。最后，若要重新打开之前保存的已评分文件，请确保当前的 Epoch 长度和所选模型与初始处理时使用的设置一致。