מדריך חזותי כדי מיון הקלטות אלקטרו שימוש 'SpikeSorter'

המטרה הכוללת של סרטון זה היא להראות לאלקטרופיזיולוגים כיצד להשתמש בתוכנה, SpikeSorter, כדי לזהות ולמיין קוצים בהקלטות חוץ-תאיות מרקמה עצבית שנעשו באמצעות מערכי מיקרואלקטרודות. המטרה שלנו הייתה לספק פתרון פשוט למשימה זו של מיון ספייק באמצעות תוכנה עם ממשק ידידותי למשתמש. SpikeSorter יכול לקרוא קבצים במגוון פורמטים ומציע מגוון אסטרטגיות עיבוד מקדים וזיהוי אירועים, בנוסף לאפשרויות מיון וייצוא נתונים.

ההשלכות של טכניקה זו משתרעות על ניתוח התנהגויות עצביות, הנחקרות על ידי הקלטות חוץ-תאיות עם מערכי מרובי אלקטרודות. בדרך כלל, אנשים חדשים בשיטה זו יתקשו בגלל מורכבות המשימה והיעדר מתודולוגיה סטנדרטית ותיקוף אובייקטיבי. הרעיון לשיטה זו עלה לנו לראשונה, כאשר התמודדנו עם הבעיה של מיון ההקלטות שלנו, שנעשתה עם מערכי אלקטרודות מרובות 54 ערוצים ולא מצאנו פתרון זמין.

כדי להתחיל בהליך זה, פתח את התוכנית. עבור אל קובץ ופתח, ולאחר מכן בחר את פורמט קובץ ההקלטה מהרשימה הנפתחת, בפינה השמאלית התחתונה של תיבת הדו-שיח של הקובץ הפתוח שהתקבל. לאחר מכן, בחר את הקובץ ולחץ לפתוח.

לחץ על אישור בסיום הקריאה. אותות ההקלטה מוצגים כעת בתצוגת צורת הגל של המתח. אם ההקלטה אינה מסוננת ומכילה את פוטנציאל השדה המקומי, הסר אותה על ידי לחיצה על סמל המסנן בסרגל הכלים.

בחר מסנן חמאה במעבר גבוה, תדר ניתוק מתאים ומספר הקטבים, ולאחר מכן לחץ על עשה זאת.לחץ על אישור, ולאחר מכן סיום, ולאחר מכן בדוק את צורת הגל המסוננת בתצוגה. ניתן לבדוק אותות מתח על ידי לחיצה ממושכת על לחצן העכבר השמאלי ולאחר מכן גרירה. השתמש בגלגל הגלילה כדי להגדיל תכונות מסוימות ולהקטין אותן שוב.

רחף עם העכבר מעל נקודות צורת גל ספציפיות כדי להציג ערכי מתח מתאימים בפינה השמאלית העליונה. לחיצה כפולה על החלון, מעלה תיבת דו-שיח שניתן להשתמש בה גם כדי לבחון במהירות כל חלק בהקלטה ולבחון אירועים ספציפיים בערוצים או אשכולות, לאחר השלמת זיהוי ומיון האירועים. לאחר מכן, בדוק אם יש ערוצים שעלולים להיות פגומים ויש להסוות אותם.

לחץ על סמל בדיקת הערוץ ובדוק את הגרף. כדי להסוות ערוץ מרוחק, בחר את מספר הערוץ או בחר אותו מרשימת הבעיות. בסיום, סגור את תיבת הדו-שיח ולאחר מכן לחץ על כן בהנחיה, כדי לשמור את ערכי המסיכה.

ערוצים עם מסיכה מופיעים באפור בתצוגת המתח. בהליך זה, עבור אל זיהוי אירועים לפני העיבוד כדי להציג את תיבת הדו-שיח של זיהוי האירועים. השתמש במחוון בפינה השמאלית העליונה כדי לבדוק את רמת הרעש בערוצים המסוימים.

בדיקה מדוקדקת של תצוגת המתח, עשויה גם לחשוף ערוצים שקטים או רועשים בצורה יוצאת דופן שצריך להסוות. בחר סף משתנה לזיהוי אירועים. טווח הספים המומלץ הוא בין 4.0 ל -6.0 פעמים רעש.

בחר 4.5. בחר את שיטת זיהוי המסננים הרב-שלבית הדינמית מהרשימה הנפתחת. הגדר את החלון להיות בערך מחצית מהרוחב של צורת גל ספייק טיפוסית, כאשר הערכים בטווח, 0.15 עד 0.5 אלפיות השנייה.

לאחר מכן, בחר את שיטת היישור על ידי בחירת האפשרות המזהה בצורה הטובה ביותר תכונה בודדת מקומית זמנית של הדוקרנים הממוינים. השאר אפשרויות אחרות בערכי ברירת המחדל שלהן והקש התחל. לחץ על סיום כדי לצאת מתיבת הדו-שיח.

חלון צורת הגל של המתח מציג את האירועים שזוהו באפור בערוץ המרכזי שהוקצה להם. ניתן להתאים פרמטרים לזיהוי אירועים על סמך התוצאות שנראו בשלב זה. לדוגמה, זיהוי אירועים עשוי להיות מופעל מחדש עם סף זיהוי נמוך יותר, כדי לזהות אירועים נוספים.

השלב הבא אינו מבוצע בדרך כלל לפני מיון שגרתי, אך כדאי לעשות אותו בעת מיון בפעם הראשונה, או כאשר נתקלים בנתונים לא מוכרים. עבור למיון, המרת ערוצים לאשכולות, כדי ליצור אשכול יחיד לכל ערוץ אלקטרודה ללא מסיכה, בהנחה שלכל ערוץ מוקצים כמה אירועים. בחן אשכולות אלה על ידי מעבר לסקירה, הצגה, ניקוי ופיצול אשכולות כדי להעלות תיבת דו-שיח נוספת.

השתמש בפקד הסיבוב כדי לבחור את האשכול להצגה. בחר אשכול שיש לו שני תת-אשכולות נפרדים או יותר, ולאחר מכן לחץ על כפתור היישור מחדש כדי לשנות את השעה של כל אירוע, כדי להתאים אותו טוב יותר לצורת התבנית. לאחר מכן, לחץ על פיצול אוטומטי כדי לקבץ את האירועים על סמך התפלגות הרכיבים העיקריים.

לאחר מכן, לחץ על תיבות הסימון כדי לבחון את צורות הגל בתת-האשכולות. השתמש בפקד המחוון כדי לבחון את צורות הגל המתאימות. כתרגיל, השתמש באחד מכפתורי הפיצול הקטנים כדי ליצור אשכול חדש ולבחון אותו.

שים לב כיצד האשכול האדום חושף כעת שני תת-אשכולות בצורה ברורה יותר, לאחר פיצול הירוק. המיון יכול להימשך באופן ידני בדרך זו, אך עדיף להשתמש בהליך המיון האוטומטי המהיר יותר. לחץ על סיום ועבור אל מיון, מיון אוטומטי.

השאר את אפשרות זיהוי האירועים בדילוג מסומנת אם זיהוי האירועים כבר בוצע, כמו כאן. אם הוא לא מסומן, זיהוי האירועים יופעל באופן אוטומטי, תוך שימוש בערכי פרמטרים ואפשרויות שעברו בירושה מתיבת הדו-שיח של זיהוי האירועים. בלוח האשכולות למטה, בחר חלון זמני גדול מספיק כדי להכיל את כל צורת הגל של הספייק, לפני ואחרי נקודת היישור.

לאחר מכן, בחר אפשרות יישור מחדש לשימוש במהלך אשכולות ובחר גודל אשכול מינימלי. החליטו על מספר הממדים בשטח המחשב שישמשו לאשכולות והשאירו אפשרויות אחרות בהגדרות ברירת המחדל שלהם. לאחר מכן, לחץ על התחל כדי להתחיל במיון אוטומטי.

לאחר השלמת המיון האוטומטי, לחץ על הבא כדי לעבור למיזוג המונחה ידנית ולפיצול השלב ולאחר מכן לחץ על התחל. בתיבת הדו-שיח החדשה, זוגות אשכולות שאינם דומים או מובחנים בבירור יוצגו ברצף. עבור כל זוג מוצג, השתמש בלחצנים כדי לבחור אם למזג את הזוג, למזג ולפצל אותו מחדש, כדי לסמן את הזוג כמובחן או דו-משמעי, אם לא ברור מהי ההחלטה הטובה ביותר.

לחץ על תיבות הסימון, כדי להציג גרף של גובה שיא ספייק או הרכיב העיקרי הראשון או השני מול היסטוגרמות של זמן או מתאם אוטומטי וצלב. אלה עשויים לעזור בהחלטות. כאן, אנו רואים דוגמה להחלטת מיזוג.

לאחר מכן החלטת מיזוג ופיצול. אם אפשרות המיזוג והפיצול אינה מצליחה למצוא אשכולות הניתנים להפרדה בבירור, השתמש במחוון בתיבת הדו-שיח המתבקשת כדי לשנות באופן ידני פרמטר אשכולות ולמצוא פיצול שנראה משביע רצון. אם לא ניתן להשיג זאת, השתמש בלחצן החזרה כדי לחזור למצב המקורי של שני האשכולות.

בסיום, לחץ על פיצול כפי שמוצג. עכשיו עבור לסקירה, לאחר עיבוד. השתמש בלחצן ניקוי היישור כדי להסיר אירועים מהאשכולות שאינם תואמים לתבנית האשכול שלהם.

לאחר מכן, השתמש בלחצן אשכול מחדש כדי להקצות מחדש אירועים לא מקובצים באשכולות לתבניות מסוימות בהתבסס על ערך התאמה. האירועים שהוחזרו מסומנים כתת-אשכול של כל אשכול אב וניתן לבדוק אותם, באמצעות תיבת הדו-שיח של אשכולות תצוגה, ניקוי ופיצול. אירועים אלה יישארו באשכול וייוצאו ככאלה, אלא אם כן הם יימחקו.

לאחר מכן, חזור לתיבת הדו-שיח שלאחר העיבוד. השתמש בלחצן המחיקה ובפקד הסיבוב שלידו, כדי למחוק את האשכולות עם יחס אות לרעש נמוך מהסף שנבחר. לאחר מכן, השתמש בלחצן המיון כדי למספר מחדש את האשכולות בהתאם לקריטריון שנבחר.

איור זה מציג את התצוגה, המתקבלת על ידי מעבר לתצוגה, צורות גל ממוינות עבור ההקלטה שזה עתה מוינה. הניסיון הנפוץ הוא שצורות גל עבור זוג אשכולות באותו ערוץ, נראות זהות, אך תיבת הדו-שיח של השוואת זוגות בכל זאת, מציגה אשכולות נפרדים בהקרנת המחשב. החלטות מיזוג לאחר שלבי המיון הקודמים מוצעות לפעמים על ידי תרשימי זמן משרעת ומתאמים צולבים.

זה ממחיש החלטת מיזוג המבוססת על נוכחות של מתאם צולב א-סימטרי חזק במרווחי זמן קצרים, יחד עם קשר ברור בין ערכי המרכיבים העיקריים הראשונים של שתי היחידות, המוצגים כאן על הציר האנכי. תרשים זה מראה מקרה בו חסרות ראיות דומות למיזוג. הקורלוגרמה הצולבת אינה אסימטרית מאוד והאוטוקורלוגרמות שונות.

למרות שצורות צורת הגל דומות, ניתן לטעון שאין למזג את שתי היחידות, בגלל ההבדל בהתפלגות הרכיבים העיקריים. איור זה מציג מקרה שבו צורות צורת הגל דומות וערכי המרכיבים העיקריים הראשונים של שתי יחידות מתמזגים כאשר אחת מהן מפסיקה לירות והשנייה מתחילה. במקרה זה, ההחלטה למזג נראית פשוטה.

אנו מקווים שההקדמה הקצרה הזו ל-SpikeSorter הייתה שימושית. אנו מתכננים להמשיך לפתח את התוכנה ולהוסיף תכונות חדשות היכן שהן יכולות להיות שימושיות. לשם כך, אנו מקדמים בברכה דיווחי באגים, משוב בונה והצעות לשיפור.