Introduction
Basit on-line eşikleme ve pencereleme daha sofistike yöntemler kullanarak beyin hücre dışı sinyalleri kaydeder herkes belirlenmesi ve elektrot tarafından kaydedilen gürültülü gerilim sinyallerinden farklı nöronların sinyal ayırma göreviyle karşı karşıya. Bu görev genellikle başak sıralama olarak bilinir. başak sıralama zorluk çeşitli faktörler de eklenmektedir. Yakındaki bir elektrod tarafından onlardan kaydedilen sinyalleri benzer ve ayırt etmek zor olması muhtemeldir ki Nöronlar birbirine çok yakın olabilir. Tek bir nöron tarafından üretilen sinyaller muhtemelen olarak elektrotun yakın, ya da olan dendritler yüksek ateşleme hızı, gerilim iletkenlikleri aktivasyonu değişken derecelerde olduğu dönemlerde belki de elektrodun, değişken sodyum kanal kinetiği hareketlerinin, zamanla değişebilir beyin devlet değişikliklerin bir sonucu. (- 100 mikron 20) r Bu sorunlar çok yakın aralıklı çoklu elektrot diziler (ÇÇA'lar) kullanılarak azaltılabilir Onlar genellikle birkaç kanal 1, 2 yayılmış beri tek nöronların sinyallerin daha iyi uzaysal tanımını veriyor kanalları ayıt. Ancak, bu, uzayda elektrot örtüşme tüm uzunluğu boyunca yayılan nöronlardan sinyalleri gerçeği ile birlikte, kümelenmeler benzersiz nöronlara gelen, içinde bir potansiyel çok yüksek boyutlu uzayda sonuçları tespit edilmesi gerekir. Bu sorun, elektrot birkaç kanal sayısından daha fazla bilgi için hesaplama dirençli hale gelir. Bugüne kadar, hiçbir genel kararlaştırılan başak sıralama için en iyi yöntem, birçok çözüm 7, 8 ve ÇÇA gelen kayıtları 9 giderek daha yaygın hale gelmektedir, 6, 5, 4, 3 ileri sürülmüştür rağmen oradaeşek = "xref"> 10. başak sıralama kendi içinde bir amaç değil, sadece daha fazla veri analizi önce gerekli ön adımdır, çünkü ham kayıt veri dosyaları okumak ve az kullanıcı ile sıralı başak trenler onları dönüştürmek olacak bir kolay kullanılabilir bir paket için bir ihtiyaç vardır girdi ve kısa sürede ve güvenilir bir şekilde, mümkün olduğunca.
Bu ihtiyaçlarının karşılanması amacıyla geliştirilen bir program - Bu kağıt SpikeSorter kullanımı için bir öğretici sağlar. Program daha önce yayımlanan yazıların 11, 12, 13 açıklanan algoritmalar dayanmaktadır. Programı tasarlarken hedefleri a) bir kullanıcı dostu arayüzü çok az ya da bilgisayar programlama veya metodoloji sıralama başak hiçbir ön bilgi gerektiren olması gerektiğini vardı; b) standart Windows veya Linux işletim sistemleri dışında az veya hiç diğer uzmanlaşmış yazılım bileşenleri gerekli olmalıdır; c d) minimize edilmelidir sıralama esnasında kullanıcı girişi ihtiyacı ve e) sıralama kez kayıt süresi ve elektrot üzerinde kanal sayısına sahip, ideal lineer, makul bir şekilde ölçeğe gerekir. Programda uygulanan algoritma ön işleme ve olay deteksiyon stratejileri) esnek grubunu içerir; b) otomatik bir bölme ve temel bileşenlerin (PC) belirli kümelere atanan kanalların alt kümeleri elde edilen dağılımlar dayalı gerilim dalga biçimleri kümeleri boyut azaltma fethetmek stratejisi; ortalama kayması algoritması 3, 14, ve d dayalı hızlı kümeleme prosedürü) kısmen otomatik ikili birleştirilmesi ve kümelerin bölme PC dağılımlarının c) otomatik kümeleme her diğerlerinden mümkün olduğunca farklı olmasını sağlamak için. This, prosedürlerin bir dizi manuel bölme veya PC dağılımları, başak trenler ve başak dalga zaman genlik araziler çapraz ve oto-correlograms denetimi dayalı kümelerin birleşmesini izin veren eklendi. tetrodes, tetrode diziler, Utah diziler yanı sıra tek ve çoklu-sap ÇÇA gelen Kayıtlar okuma ve sıralanabilir. kanal sayısına akım sınır 256, ancak bu gelecek artırılabilir.
Başka bir çapraz platform açık kaynak uygulama, "spyke" (http://spyke.github.io) de mevcuttur. bizden biri Python ve Cython (MS) tarafından yazılmış, spyke bazı farklılıklar ile, SpikeSorter aynı genel yaklaşım kullanır: Bellek taleplerini azaltmak için, ham veriler küçük bloklar halinde yüklenir ve sadece kesinlikle gerekli olduğu; kümeler sadece, görüntülenen manipüle ve 3D sıralanır; ve temel bileşen ve bağımsız bileşen analizi hem tamamlayıcı boyut azaltma yöntemleri olarak kullanılmaktadır. Spyke daha kullanıcı gerektirirmiflti, ama hızla sivri verilen herhangi bir alt kümesinin kümelenme konusunda çeşitli faktörlerin etkilerini araştırmak için klavye ve fare kısayolları ve bir geri alma / yineleme kuyrukta dayanır. Bu faktörler başak kanalı ve zaman aralığı seçimi, başak hizalama, kümeleme boyutları ve mekansal bant genişliği (sigma) 11 içerir.
Aşağıdaki sıralama için kullanılan algoritmalar ve stratejilerin kısa bir açıklama. Daha tam açıklamaları önceki yayınlarda 11, 12, 13 ve yardım butonları üzerinden erişilebilir açıklamalarla bulunabilir (a ile özdeşleşmiş '?') SpikeSorter içinde. ham dışı voltaj dosyası yüklenirken öncesi ve olay bir süre sonra kısa bir gerilim anlık oluşan her biri düşük frekanslı bileşenlerini, olayların bir dizi olay algılama sonuçlarının bir başlangıç aşaması, filtreleyerek sonra. seçecek olursaindi siteleri yeterince yakından (<100 mikron), tek birim sinyalleri, genellikle birkaç komşu kanallar görünecektir aralıklı. Merkezi bir kanalı otomatik olarak olayın tepe-tepe voltajı büyük olan ilgili kanala karşılık gelen her olay için seçilir. o kanala lokalize edilmiş tüm olayların oluşan her elektrot kanalı için tek bir başlangıç küme oluşturarak başlar sıralama Otomatik. başak bu iki setleri kümelenmeler benzer olarak tanımlanan ve bir sonraki aşamada birleştirilmiş olacak: kanallar arasında yarı yolda bulunan bir birim farklı kanallara (belki rastgele) lokalize sivri yol açabilir. Her başlangıç küme olayların ortalama dalga sonra hesaplanır. Bu küme, şablon olarak adlandırılır. Iştiraki kanallar genlik ve her kanalda şablon dalga standart sapma dayanarak her kümeye atanır. Temel bileşen değerleri daha sonra her küme tabanlı o hesaplanırn kanal atanan sette dalga şekilleri. kullanıcı asıl bileşen boyutlarının sayısı kullanmayı tercih edebilirsiniz: Genellikle 2 yeterlidir. Her küme kümelere bir başka seti bölünür ve hiçbiri otomatik kümelenme ile daha fazla bölünmüş olabilir kadar bu tekrarlanır.
Bu noktada, söz sahibi bir başlangıç seti, 64 kanallı elektrottan 64 kümeleri, kayıt mevcuttu birimlerin sayısına bağlı olarak, iki ya da üç kez içine bu numarayı bölünebilir. Ama nedeniyle farklı kanallara tek birimlerden olayların değişken atama, bu aşamada bulundu küme sayısı neredeyse kesinlikle olması gerekenden daha büyüktür. sıralama sonraki aşaması kümeleri çiftleri karşılaştırma ve benzeri çiftleri birleştirme veya birinden diğerine olayları yeniden atayarak oversplitting düzeltmektir. sıralama bu aşamada 'birleştirme ve bölme' olarak adlandırılır.
Birleştirme ve bölme
N kümelerde, N * (N -1) / 2 çift ve dolayısıyla çiftlerinin sayısı istenmeyen N2 gibi büyür vardır. çiftinin iki üyesi fiziksel birbirinden uzak olduğundan Ancak, birçok çift karşılaştırma dışında olabilir. Bu daha doğrusal kanal sayısına bağlıdır şey bağımlılığını azaltır. Bu kısayol rağmen, birleştirme ve bölme sahne hala oldukça zaman alıcı olabilir. Aşağıdaki şekilde çalışır. her küme çifti (her birine atanan kanal setleri üst üste tarafından değerlendirilecek olarak, birbirine yakın fiziksel olanlar) karşılaştırılmak üzere bilinen iki üye kümeler halinde sivri kimliklerini tutmak olsa birleşti geçici olduğunu. Birleştirilmiş çiftinin temel bileşenleri daha sonra hesaplanır. İki kümeler halinde nokta arasındaki örtüşme bir ölçüsüdür ilk iki temel bileşenler dağılımına göre hesaplanır.
yolu ov erlap ölçüsü başka 11 daha detaylı olarak tarif edilmektedir hesaplanır. Onun değeri kümeleri hiç örtüşmeyen yoksa, her noktanın en yakın komşu aynı küme içinde yani sıfırdır. Kümeler, tamamen üst üste aynı kümede olmanın en yakın komşu olasılığı noktaları muntazam bir karışım tahmin aynıdır yani eğer değeri 1'e yakın olduğunu.
Çeşitli kararlar dikkate örtüşme önlemi aldığı yapılır. üst üste binme, belirli bir değerden daha büyük ise, kümeler birleştirilebilir. örtüşme çok küçükse, küme çifti ayrı olarak tanımlanan ve yalnız bırakılabilir. Küme çiftinin eksik ayrılmasını gösteren ara değerler, çifti, daha az çakışma ile kümelerin bir çift olmanın istenen sonucu-split yeniden sonra birleştirilecek ve gerektiği işaret ediyor olabilir. Bu işlemler, manuel güdümlü aşamasında ilk otomatik bir aşamada ve çalıştırılır.
Otomatik aşamada çadır ">, yüksek örtüşme değeri küme çiftleri birleştirilir;., sonra küme çiftleri ara ile birleşti ve yeniden bölünmüş olan düşük örtüşme değerlerine ikinci, kullanıcı güdümlü aşamada, kullanıcı ile sunulmaktadır tüm (yani tanımlanmış bir ara aralıkta örtüşme değerleri olanlar) sırayla ve a) çifti birleştirmek için seçebilirsiniz istenir, b) birleştirme ve çifti resplit belirsiz küme çiftleri kalan, c) (farklı olmak çifti bildirmek için hangi ) Üst üste ölçüsü önemini geçersiz kılar, ya da d) oto dahil olmak üzere bu kararlara yardımcı olmak için çifti sivri iyi sıralanabilir olası olduğunu belirten 'belirsiz'. çeşitli araçlar sağlanmaktadır olarak çifti arasındaki ilişkiyi tanımlamak için - çapraz correlograms ve başak yüksekliği ve PC değerlerinin zaman serisi grafikleri ve.İdeal olarak, birleştirme ve bölme aşamalarının sonunda, her küme diğerlerinden farklı olmalı,Ya da birkaç vardır ya da diğer kümeler ile ortak hiçbir kanal ya dolayı örtüşme endeksi tanımlanan değerden daha az olduğu için. Bu değer kullanıcı tarafından seçilebilir ancak genellikle 0.1 olduğunu. (Bir veya daha fazla kümeleri ile örtüşme eşiğinden daha büyük olduğu için) bu testi geçmek Kümeler (adet) 'istikrarlı' olarak tanımlanan, yok o 'kararsız' olarak tanımlanmaktadır. Uygulamada, birimlerin büyük çoğunluğu atılır veya potansiyel çoklu ünite olarak muamele birine kalanını bırakarak sıralama bitirmek 'istikrarlı' olarak tanımlanan sonunda.
yazılım Gereksinimleri
SpikeSorter Windows 7 ve Windows 10 64 bit sürümleri ile uyumlu olan ve aynı zamanda Şarap emülatörü kullanarak Linux altında başarıyla işletilmektedir. Veri dosyaları dolayısıyla kullanılabilir RAM kayıt boyutu ile ölçek gerekiyor (hız için) belleğe tamamen yüklenir (programın kendisi için yaklaşık 2 GB izin). Elektrofizyolojikboyutu 130 GB daha büyük al veri dosyaları başarıyla Windows ve Linux ortamlarında hem sıralanır edilmiştir. Seçenekler standart Windows menüler, bir araç çubuğu ve diyaloglar yoluyla erişilebilir. menüsündeki öğeler düzeni veri girişi ve sıralı verilerin ihracat için izin sağda 'Export' menüsü için soldaki 'Dosya' menüsünden başlayarak sıralama işlemlerin kabaca sırasını eşleşir. Araç çubuğu düğmeleri sık menü öğeleri kullanılan kısayollar sağlar.
Kanal Yapılandırma Dosyası
Birçok kayıt veri formatları kanal konumlarını muhafaza etmeyin. Bununla birlikte, bu bilerek çivi sıralama için gereklidir. Kanallar da satın alma yazılımı tarafından çeşitli şekillerde sayılı edilebilir: SpikeSorter bir yardımcı elektrot yapılandırma dosyası sıralı kural takip etmek kanal numaralarını eşleştirmek olduğunu oluşturulmalıdır Böylece kanal 1 ile başlayan, kanallar sırayla numaralandırılmış gerektirir, ve mağaza kanal locations. Kanal yapılandırma dosyası her kanal için tek bir metin satırı ile bir metin dosyasıdır. Dosyanın ilk satırı elektrot tanımlayan uzun 16 karaktere kadar, bir metin adını depolar. sonraki satırlarda sayılar sekmeler, tek bir virgül veya boşlukla ayrılmış olabilir. (Sırayla) sağlayan her satırda dört numaraları vardır: Kanal numarasını dosyasında, kanal numarası (yani SpikeSorter tarafından kullanılacak numara) ve x ve y koordinatlarını eşlenmiş olması için hangi kanal, mikron arasında olacaktır. X koordinatı, normal olarak, elektrot ile sokma yönüne dik olarak alınacaktır ve y dokuya derinliği olacaktır buna göre koordine ederler. Yapılandırma dosyası kayıt dosyası ile aynı dizine yerleştirilir gerekir. adlandırılmış nasıl bazı esneklik vardır. Program ilk ham veri dosyası olarak değil bir .cfg uzantılı aynı ada sahip bir dosya arayacaktır. Bu dosya i ises bulunamadı, dosyanın 'electrode.cfg' arayacaktır. sırayla Bu dosya bulunamazsa bir hata mesajı kanal düzeni bilgi eksikliği göstermek için oluşturulur.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Program Kurulumu
- Programı indirmek için http://www.swindale.ecc.ubc.ca/SpikeSorter gidin. Seçtiğiniz dizine verilen yürütülebilir dosyasını kopyalayın. Ekteki belgeleri okuyun.
NOT: Hiçbir resmi kurulum veya derleme gereklidir. - sıralanması için herhangi bir dosyayı açmadan önce, kayıt tüm süresini içeren yeterli boş RAM olduğundan emin olun. belgelerinde açıklandığı gibi, aynı zamanda emin geçerli bir kanal yapılandırma dosyası yapmak, veri dosyasıyla aynı dizinde bulunur.
- programını başlatın, sonra 'Dosya - Aç' gidin ve elde edilen açık dosya iletişim kutusunun sağ alt köşesindeki açılır listeden kayıt dosya biçimini seçin. açılacak dosyayı seçin, ardından 'Aç' ı tıklatın.
- Okuma işlemi tamamlandıktan sonra, gerilim kayıt ekranını kontrol edin. Ekranda çift tıklayın (ya da git 'Görünüm - Gerilim Record') herhangi bir par izin kontrolleri ile bir iletişim kutusunu açmak içinKayıt dalga t görülebilmesini.
NOT: Diğer vitrinlerde çift tıklayarak sık sık ilişkili diyaloglar getirecektir. - iletişim çıkıldı sonra, ekranın sol üst köşesinde, özellikle voltaj değerleri görüntülemek için dalga şekilleri üzerine fareyi. Ekranın herhangi bir bölümünü yakınlaştırmak için kaydırma tekerleğini kullanın. Pencere içeriklerini sürükleyip için sol fare tuşunu basılı tutun.
NOT: Bu ekran sık sık yeni algılanan olayların eklenmesini yansıtmak için, ya da renk ve / veya numaraları, kümeleme sonra küme atamaları yoluyla, göstermek için güncellenir. - (Veya araç çubuğundaki filtre simgesine tıklayın) - Kayıt filtresiz ve yerel alan potansiyeli varsa, 'Dönüşüm / filtre Öncesi Süreci' giderek çıkarın. 'Yüksek geçiren Butterworth Filtre', daha sonra uygun bir cut-off frekans ve kutup sayısını seçin ve ardından basın 'Do-It!'. filtreleme bittiğinde, gerilim dalgası yeni dalga formu incelemekForm penceresi.
NOT: Filtre Fourier etki yapılır, nedensel olmayan ve dalga faz bozulmasına neden olmaz. Uzun bir kayıt için, filtreleme birkaç dakika sürebilir. - Sonraki, arızalı olduğu ve maskeli gerekebilir kanallar için kontrol edin. '- Kanal kontrol Öncesi süreci' (ya da kanal onay ikonuna tıklayın) ve ardından görünen grafiği incelemek için gidin. Grafik uzamsal ayırma 5 bir fonksiyonu olarak kanal çiftleri arasındaki sinyal korelasyonu değişikliği göstermektedir. Bu ilişkiyi ihlal Kanallar düzgün çalışmıyor olabilir. Bu tür aykırı değerler görmek için 'tek kanallı net sapmalar' üzerine tıklayın.
- bir dış kanal maskesi ya kanal numarasını seçin veya problem listeden seçin. Bu iletişim çıkıldığında, maske değerleri kaydetmek için isteminde "Evet" üzerine tıklayın.
Not: Bu dosya kayıt veri dosyası olarak ancak uzatma .msk ile aynı ada sahip olacaktır. Bu automaticall okunacakAynı veri dosyası açıldığında y.
- bir dış kanal maskesi ya kanal numarasını seçin veya problem listeden seçin. Bu iletişim çıkıldığında, maske değerleri kaydetmek için isteminde "Evet" üzerine tıklayın.
2. Olay Algılama
- Olay algılama iletişim (Şekil 1) getirmek için - 'Olay Algılama Ön süreci' gidin. Bu iletişim aynı zamanda gürültü seviyeleri dayalı maskeleme kanallarının seçeneği (bunlar olsa genellikle önceki testlerle tespit edilecektir) sunmaktadır. Örneğin, kasten topraklı olan bir kanal çok düşük gürültü seviyesine sahip olabilir.
- Belirli kanallarda gürültü seviyesini incelemek için sağ üst kaydırıcıyı kullanın. Gerilim ekranın dikkatli muayene de maskeli gereken sessiz ya da alışılmadık gürültülü kanallar ortaya çıkarabilir.
- Olay tespiti için bir eşik yöntemi seçin. seçenekleri hakkında daha fazla bilgi için grup kutusunda yardım düğmesini kullanın. 4.5x bir eşik değeri ile 'Değişken' eşikleme, - 6X gürültü 7 tavsiye edilir. üst denetimleri kullanın gürültü seviyesi th için nasıl hesaplandığını seçmek için solamacı budur.
- Açılır listeden algılama yöntemini seçin. 'Dinamik multifazik filtre' önerilen yöntemdir. Bu geçici pencerenin kesinlikle zorunludur. kabaca olmak tipik bir başak genişliğinin yarısı için pencereyi ayarlayın. etkisi büyük değil ama çok dar değerler dar sivri önyargı algılama olacak. Aralık 0.15 değerler - 0.5 ms 12 tavsiye edilir.
NOT: Gösterilen değerler örnekleme aralığı (örnekleme frekansı karşılıklı) tamsayı katları bulunmaktadır. - hizalama yöntemini seçin. Birçok ani birden fazla pozitif tepe varsa iyi, örneğin, bir "pozitif zirve 'sınıflandırılmaktadır ediliyor sivri bir tek, zamansal lokalize özelliği tanımlayan seçeneği seçin kötü bir seçim olabilir. Birçok kayıtları için, bir 'negatif çukur' en iyi seçim olacaktır. Diğer seçenekler genellikle varsayılan değerlerine bırakılabilir. Başlata basınız'.
NOT: Olay algılama olabilir takayıt uzunluğu ve kanal sayısına bağlı olarak, bir kaç dakika için birkaç saniye ile ke. - iletişim kutusundan çıkmak için 'Bitti' düğmesine basın. gerilim dalga şekli penceresinde gri gösterilen olaylar, kontrol edin. olaylara benziyor sinyalleri tespit edildiğini kontrol ediniz.
- Değilse, bir alt saptama eşiği ile yeniden çalıştırmayı olay algılama düşünün. çok düşük genlikli ani sıralamak zor olabileceğini ancak dikkat ve bunların çok sayıda büyük genlik sivri sıralama engel olabilir. Ayrıca bariz çiftleri veya yakındaki sivri çözmek ve buna göre uzay-zamansal lokavt pencere parametrelerini ayarlamak için bir başarısızlık olmadığını kontrol edin.
NOT: Bu aşamada olaylar meydana gelmesi ve bir kanal numarasının kendi süreleriyle tanımlanır. Normal olarak, bu sivri uç tepe-tepe genliği büyük olan ilgili bir kanaldır. olaylar başlangıçta unclustered, bu yüzden her sıfır küme atama vardır.
- Değilse, bir alt saptama eşiği ile yeniden çalıştırmayı olay algılama düşünün. çok düşük genlikli ani sıralamak zor olabileceğini ancak dikkat ve bunların çok sayıda büyük genlik sivri sıralama engel olabilir. Ayrıca bariz çiftleri veya yakındaki sivri çözmek ve buna göre uzay-zamansal lokavt pencere parametrelerini ayarlamak için bir başarısızlık olmadığını kontrol edin.
3. Sıralama NOT: Bir sonraki adım, normalde rutin sıralama önce gerçekleştirilmez, ancak ilk kez sıralarken, ya da yabancı verileri karşılaşıldığında bunu yapmak için çok yararlıdır.
- Git 'Sıralama - kümelere kanalları dönüştürün'. Bu her kanal kendisine atanmış bazı olaylar olduğunu varsayarak, her maskesiz elektrot kanalı için tek bir küme oluşturur. giderek bu kümeler incelemek 'Yorum - Profil Temiz ve Bölünmüş kümeleri'. Bu, başka bir iletişim kutusu (Şekil 2) getirir. görülebilmesini küme seçmek için (sol üst) spin kontrolünü kullanın.
NOT: Katı mavi (camgöbeği) çizgi kümedeki tüm dalga ortalama ve aşağıda ne küme şablon olarak adlandırılır. kümedeki olayların temel bileşenleri (PC) dağılımı aşağıdaki pencerede gösterilir. Bunlar genellikle iki veya daha fazla alt kümelerini varlığını ortaya koyacaktır. - her olayın saatini değiştirmek için 'yeniden hizalamak' düğmesine basınDaha iyi şablonun şekle uyacak şekilde (ekranda dalga küçük yan vardiya sonuçlanan), bunu sık sık Alt Kümesi daha kompakt ve farklı kılan, bazen belirgin numarası (Şekil 3) azaltır.
- iki veya daha fazla farklı alt kümelerinin ve basın 'AutoSplit' olan bir küme seçin. Alt Kümesi PC ekranında tespit edilirse, renkli olacak. Bir egzersiz olarak, yeni bir küme oluşturmak ve bunu incelemek için küçük 'bölünmüş' düğmelerinden birini kullanın. El ile bu şekilde devam, ancak bunun yerine geri gitmek ve daha hızlı kendsırala prosedürü kullanabilirsiniz sıralama.
- (Veya araç çubuğundaki kendsırala düğmesine basın) otomatik sıralama başlayacak - 'AutoSort Sıralama' gidin. Sonuçta elde edilen iletişim, Şekil 4 'de gösterilmiştir. Bu çeşitli seçenekler sunar.
- Olay algılama zaten yapılmıştır eğer kontrol 'olay algılama atlama' seçeneğini bırakın. o işaretli değilse, olay algılama çalıştırmak olacaktırparametre değerlerini ve olay algılama iletişim miras seçenekleri kullanarak. Olay algılama zaten yapılmıştır beri işaretli bu seçeneği bırakın.
- Aşağıda 'kümelenme' panelinde, önceki ve hizalama noktasını aşağıdaki başak dalga bütününü içeren büyük bir zamansal bir pencere, ama artık seçin. Onlar ile müdahale (ya da çok az katkıda) sıralama gibi görülüyorsa başak dalga, örneğin uzun değişken afterpotentials, bölgeleri engellemek için bu pencereyi kullanın. 0,5 ms uygun ± Genellikle aralıktaki değerlerin. görünen geçici değerler örnekleme aralığının katları şekilde diğer zamansal pencere gibi, pencere örnek noktaları ayrılmaz bir sayıdır.
- Sonraki, kümeleme sırasında kullanılmak üzere bir yeniden düzenleme seçeneği seçin. Bu nispeten gürültülü bireysel s uygulanacak şablon dalga faydalanmak ve kriter vardır olay algılama ilk durumda daha sağlam çalışıyor olacakpike dalga şekilleri. önerilen seçenektir o başak dalga tutarlı bir özellik ise 'zirve ağırlıklı dişli' ama 'olumsuz çukur' daha iyi olabilir olduğunu.
- Minimum küme boyutu seçin. başak bu sayıdan az olan Kümeleri sıralama sırasında küçük, büyük olasılıkla sahte, kümelerin çok sayıda birikimini önleyerek, silinecektir.
- Kümelenme için kullanılacak bilgisayar alanı boyutları sayısına karar vermek. Iki adet genel olarak yeterli ama daha iyi sonuçlar daha uzun bir ayırma kez de olsa, 3 ile elde edilebilir olan.
- varsayılan ayarlarında diğer seçenekleri bırakın. Çeşitli seçeneklerin daha detaylı açıklamalar için Yardım düğmelerini kullanın.
- Basın 'Start' AutoSort başlamak için. Adım 3.1 'de gösterildiği gibi kanal tabanlı kümelerin ilk oluşturulmaktadır. Bunlar şimdi bireysel alt kümeleri, bir kerede kapalı bölerek yeni kümeler oluşturarak, sırayla işlenir. Yeni bir küme sp her zamankapalı yaktı, PC değerleri yeniden hesaplanır ve gösterilir. Hiçbir bireysel küme daha fazla bölünmüş olabilir kadar devam eder.
- ana kümeden kapalı bölünecektir alt kümesi kırmızı gösterilir ekran, yönergeleri izleyin.
NOT: Bazen nihai küme ayrı bir alt kümesi oluşturmayan renksiz aykırı olan kırmızı. Bu aykırı genellikle silinecektir. Bu süreçte küme sayısı giderek artmaktadır. Tamamlandığında, küme örtüşme endeksleri her uygun küme çifti için hesaplanır. ara örtüşme değerleri (varsayılan aralığı 0.5 0.1) olması çiftleri daha sonra resplit birleşti ve sırasında büyük örtüşme değerlere sahip çiftleri otomatik olarak birleştirilir. Ara değerler iki farklı kümeler olduğunu ancak bazı noktalar misassigned olduğunu göstermektedir. Bu aşama sırasında, küme sayısı, tipik olarak azalır ve sabit küme sayısı artar.
4. Özelleştirme
- (Bir sonraki adımında ya da muhtemelen) ilk defa programı kullanıyorsanız, pencere boyutları ve pozisyonları özelleştirebilirsiniz. 'Dosya Tercihler' gidin. Açılan listeden pencere türünü seçerek ve ekrana uyacak şekilde boyutunu ayarlayarak çeşitli pencereler için boyutlarını seçin. iletişim çıkın ve ekranın en iyi şekilde faydalanmak için pencereleri yerleştirin.
- iletişim kutusunda, en iyi kayıt elektrot üzerinde kanallar ve sivri düzenini ve boşluk uygun ölçekleme değerleri seçin. Orada bir otomatik ölçeklendirme seçeneği ancak bu her zaman en iyi değerlere tercih olmayabilir. bunları yapmazsa kapatın.
- Sabit Parametreleri seçeneğini işaretleyin: seçenek seçilirse, (olay algılama kullanılan örneğin) parametre değerlerini sıralama değişiklikler kaydedilir ve bir sonraki program startında miras olacaktır. Bu yararlı olabilir ama aynı zamanda dikkatsizce çeşitli seçenekler incelenmiştir olarak değiştirilebilir veya sonuç olarak henüz emin olmak için parametre değerleri kontrol gerektirir olabilirFarklı çalışma dosyaları okuma. alt küme renklerini değiştirmek için seçenekleri de mevcuttur.
- işlemci parçacığı sayısını değiştirerek Egzersiz bakımı. Optimal sayıda fiziksel (sanal) CPU çekirdeklerinin sayısından daha genellikle 1 azdır. parçacığı sayısını arttırmak işleme hızlandırmak olmayabilir ve hatta şiddetli bir yavaşlama neden olabilir.
5. Birleştirme ve Bölünmüş
- kendsırala işlemi tamamlandıktan sonra, basın 'İleri' elle güdümlü birleştirme ve bölme aşamaya geçmek için. Ortaya çıkan diyalog gösterileri, sol alt köşesinde, ihtiyaç belirsiz küme çiftleri kalan sayısı istikrarlı küme sayısına yanı sıra incelenecek.
- Basın 'başla'. çiftlerinin ilk incelenecek olan başka bir iletişim birlikte görünür.
- o, örtüşme indeksinin değeri göz ardı edilir, yani 'farklı' olarak çifti etiketlemek için, (daha düşük bir örtüşme değeri sonuçlanan) o resplit, çifti birleştirmek için seçinr o sivri uçlar aynı veya farklı birimden olup olmadığı belirsiz olarak kabul edilir, yani 'belirsiz' olarak çifti etiketlemek için.
- Başak parametreleri (tepe-tepe (PP) yükseklik, ya da ilk (PY1) veya ikinci (PC2) Temel bileşenler) vs zaman ve / veya oto ve çapraz bir grafiğini görüntülemek için onay kutularını tıklayın korelasyon histogramlar.
NOT: zamana karşı PP yüksekliği ekran genellikle iki kümeleri birleştirmek için karar verirken çok yararlıdır. bir ünitede sivri yükseklikleri bir ünite ateş durur ve diğer bunların aynı birim ve birleştirilmiş gerektiğini çok daha olası değildir daha başlar aynı anda başka olanlar sorunsuz karışım yaparsanız. Çapraz correlograms iki kümeler halinde başak kez arasında güçlü bir zamansal ilişki ortaya çıkarabilir. Çapraz korelasyon s, çok kısa bir zaman aralığında güçlü asimetrik zirveye sahipse (yaklaşık 5 - örneğin, 10 ms) ve bir ikinci çivi köknar daha küçük olan, özellikle det, iki ünite büyük olasılıkla ikinci çünkü Na + kanal adaptasyonu ilk daha küçük olduğu başak çiftleri ateş tek bir birim vardır. - birleştirme kararı kolay olmadığı durumlarda, 'belirsiz' olarak çifti etiket ve daha sonraki analizlerde buna göre kümeleri davranın.
- Başak parametreleri (tepe-tepe (PP) yükseklik, ya da ilk (PY1) veya ikinci (PC2) Temel bileşenler) vs zaman ve / veya oto ve çapraz bir grafiğini görüntülemek için onay kutularını tıklayın korelasyon histogramlar.
- birleştirme ve bölme seçeneği açıkça ayrılabilir kümeleri bulmak istendiğinde iletişim kaydırma çubuğunu kullanmak yapamıyorsa elle tatmin edici görünen bir bölünme bulmak için, birleşmeye düğme seti ile, bir kümelenme parametresini (mekansal bir bant genişliği, sigma) değişir . İki kümelerin orijinal durumuna geri dönmek için 'Geri Döndür' düğmesini kullanın. Basın 'gösterildiği gibi Bölünmüş' bitirmek için. ikiden fazla küme Bu prosedür suretiyle üretilebilir edin.
- incelemek için daha fazla çiftleri kalmayıncaya kadar bu süreç devam edin. kümelerin büyük çoğunluğu artık 'kararlı' olarak listelenmiş olmalıdır.
- Bazı küme çiftleri varsa çok'Şu - küme çiftleri karşılaştırın' onlar güdümlü birleştirme tarafından göz ardı (ama kanıt onları birleştirmek için hala var) böylece düşük örtüşme endeksleri, gidin menü seçeneğini (veya araç çubuğundaki ilgili ikonuna tıklayın) ve açmak iletişim, Şekil 5'te gösterilmiştir. Karşılaştırma için kümelerden herhangi çifti seçmek için iletişim kutusunun üstündeki sıkma denetimlerini kullanın.
NOT: güdümlü birleştirme ve bölme gibi, çiftleri sıralı listeye konur, fakat bu durumda küme örtüşme endeksi ek karşılaştırma ölçütleri vardır.- Açılan listeden 'normalize nokta ürün' seçeneğini seçin. Bu şablon, değerler arasındaki korelasyonun hesaplar. Bu çarpımsal ölçekleme değişikliklere duyarsız ve tepe-tepe yüksekliği değişkenlik bir artefactual sonucudur küme çiftleri seçmek için uygundur.
- en benzer çifti görüntülemek için iletişim kutusunun ortasında 'En benzer' düğmesine basın. Horizonta kullanındüğmesinin altındaki l sıkma kontrol listesi üzerinden ileri ya da geri gitmek için. Sadece kullanıcı güdümlü birleştirme ve bölme gibi, birleştirme kararlar korelasyon ekran ve zaman göstergeli vs PP yüksekliği kullanın. Liste her birleştirme işleminden sonra hesaplanır unutmayın. Bu karşılaştırma aşaması uçlu açıktır ve kullanıcıya kadar birleştirme lehine delil aramak için ne kadar kapsamlı karar verecek.
6. İnceleme - Post-processing
- '- Post-processing İnceleme' (veya uygun araç çubuğu simgesini tıklatın) Şimdi gidin. Bu iletişim (Şekil 6) eklemek veya kümelerden etkinliklerin yanı sıra eşiğin altına düşme sinyal-gürültü oranları (SNRs) ile tüm kümelerin silme seçeneği kaldırmak için seçenekler sunar. Yinelenen olaylar (bir kümede aynı anda meydana gelen olaylar) sıralama sırasında hizalama hataları ile oluşturulabilir. uzun bir yol özgün konumundan kaldırılır Olaylar sometim olabilires taşındı olmak; tehcir çalışmıyor zaman da kaldırılabilir.
- şablona kötü bir maç vardır kümelerden olayları çıkarmak için hizalama temizleme düğmesini kullanın. Yani belli bir şablona iyi bir maç olduğunu unclustered olayları yeniden atamak için, ters yapmak 'recluster' düğmesini kullanın. geri olaylar her üst kümenin bir alt kümesi olarak işaretlenmiş ve 'View, temiz ve bölünmüş kümelerin iletişim kutusu kullanılarak kontrol edilebilir. Bu olaylar kümede kalacaktır (ve bu şekilde ihraç edilebilir) onlar silinir sürece (ilk alt kümesi için küçük 'silmek' düğmesini kullanın). post-processing iletişim dönersek, seçilen eşikten az bir SNR kümeleri silmek için yanındaki 'sil' düğmesine ve spin denetimini kullanın.
- Küme numaraları N küme sayısı, seçme sonunda kümeleri gerçek numaralandırma N, 1 ile sürekli devam Her ne kadar yakın olduğunurbitrary. , Seçilmiş bir kritere göre, örneğin, dikey elektrot üzerinde konumunu, ya da kanal numarasını kümeleri yeniden numaralandırmak için 'Sıralama' düğmesini kullanın. yinelenen olayların silinmesi dışında, diğerlerinden daha iyi varlık olarak bu iletişim kutusunda belirli seçimler destekleyecek hiçbir objektif bir delil bulunmuyor, unutmayın.
- tür manuel işlemler sırasında herhangi bir aşamada mevcut parametre değerleri, sıralama seçenekleri, olay süreleri, küme özellikleri ve mesaj kaydını içeren bir dosyayı kaydetmek mümkündür. giderek bu dosya oluşturun 'Dosya - iş dosyası olarak kaydedin.' Dosyaya açıkça veri dosyası ve basının 'Kaydet' o ile ilgili bir ad verin. İlk (başlangıçta yapılırsa) yüksek geçiş filtreleme ardından orijinal kayıt dosyasını açarak bir sonraki seferde sıralama devam edin. Ardından, kaydedilen çalışma dosyasını açın. Program daha sonra iş dosyanın kaydedildiği zaman oldu birine aynı bir durumda olacaktır. iş dosyası da yeniden olduğunusıralama nasıl yapıldığını kord - parametreleri ve sıralama içinde ihraç edilen mesajların kullanılır.
- Son olarak, kümelenmiş olayları ihracat. Git 'İhracat - sıralama başak dosyaları' (veya ilgili düğmeye araç çubuğu üzerine tıklayın). Açılır listeden '.csv dosyasını' (virgülle ayrılmış değişken) seçin, sonra 'Farklı Kaydet' üzerine tıklayın. Sıralanan birimleri için ihraç csv verilerini içerecek dosya için bir ad seçin.
NOT: Bu metin dosyası, sırayla, (en yakın 10 ms saniye içinde) olay zamanı içeren her olay için tek bir satır olacak, (yukarı 1) küme numarası ve atandı kanal numarasını etkinliğe. olaylar belirli bir kanalda sürekli büyük olmasa atanmış kanal kümedeki tüm olaylar için aynı olmayabilir unutmayın.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Tipik bir sıralı kayıt için - Şekil 7 ( 'kriteri dalga Görünüm' giderek elde edilir) ekranını gösterir. Varsayılan görünüm seçeneği, her küme için merkez kanal üzerinde dalga formlarını göstermek için sadece olduğunu. Ortak bir deneyim aynı kanalda bir küme çifti için dalga aynı gibi görünür, ancak 'karşılaştırın çiftler' zaman diyalog genellikle bitişik kanallarda dalga farklılıklarından kaynaklanan, PC projeksiyonu belirgin kümeler vardır iki küme incelemek için kullanılan olmasıdır . Bu durum, Şekil 7'de kanal 62 dalga formlarının, örneğin, geçerlidir.
Yukarıda belirtildiği gibi, birleştirme kararları genlik-zaman araziler üzerinde ve çapraz correlograms dayalı olmalıdır küme çiftleri bulmak için nadir değildir. Şekil 8, çapraz-korelogram kısmen alan bir birleştirme kararının bir örneğini göstermektedir. Çok güçlü, ASYMMETRIkısa zaman aralıkları birimleri ve benzeri ateşleme desen (Şekil 8E) tepe-tepe yüksekliği bir fark ile birleştirilmiş (Şekil 8B) en Cı çapraz-bağıntı kuvvetli sivri uçlar aynı nöron geldiğini göstermektedir. Şekil 9 birleştirilmesi için kanıt aynı tür eksik bir durumu göstermektedir. Burada, çapraz korelasyon s güçlü asimetrik zayıf olup. Buna ek olarak, iki kümenin autocorrelograms şekilleri, farklı (Şekil 9a) vardır. Tartışmasız, iki ünite çünkü temel bileşenler (Şekil 9C) dağılımları ek berrak farkın birleştirilmiş olmamalıdır. Şekil 10, iki adet PP yükseklikleri biri ateş ve devam eder durur, aynı anda birlikte karışım bir durumu gösterir. Bu durumda birleştirme kararı tek birimler kendi ateşleme desenleri koordine olasılığını ekarte edemez rağmen, doğru görünüyorKarmaşık yolları ve yükseklikleri benzerlik tesadüfi olduğunu.
Bu örnekler birleştirme kararları nasıl firma rehberlik sunan zorluk göstermektedir. Bu başak sıralama genel kalitesini ve parametre değişikliklerin etkilerini değerlendirmek için nesnel ölçütlerin genel eksikliği ile birleşir. Bunun nedeni başak sıralama için, saptanabilir dışı sinyallere yol vermek için bir kayıt elektrodu yeterince yakın her nöron hücre içi kayıtları (ya da dengi) oluşacak, zemin gerçeği bilgilerin eksikliği olduğunu. Bu sınırlamaya rağmen, orada yer gerçeği verileri için suretler ve o vekil verilere daha iyi performans sonuçları stratejisini sıralama bir değişiklik gerçek veriler ile daha iyi performans sağlayacaktır varsaymak mantıksız değildir. suretler recordi geri eklenir kayıt alınan sivri olan gerçek MEA kayıt verilerini, dahilorijinal sivri ile karıştırılmamalıdır farklı kanallarda, üzerinde bilinen zamanlarda ng. Böyle bir test serbestçe hareket eden sıçan talamus veya hipokampus yapılan kayıtlarından oluşturulan 2013 Vekil verilerde Janelia çiftlikte düzenlenen G. Buzsáki ve T. Harris tarafından düzenlenen başak sıralama rekabetin temelini oluşturan (A. Peyrache, A. Berenyi ve G. Buzsáki, yayınlanmamış veri). 'Zemin gerçeği' oldu hangi başak sinyalleri bir şaft üzerinde kaydedilmiş bir birimden ani alarak ve böylece arka plan aktivitesi ve beyin devletleri ile bu başak tren ilişkisi korunmuş sağlamak başka bir şaft üzerinde kayıt ekleyerek üretildi. Kayıtlar eklenen zemin gerçeği başak trenler yanı sıra gerçek spike aktivitesini içeriyordu. İlgili yalancı negatif oranlar% 2.1 ve% 0.37 (A. Peyrache, kişisel iletişim) iken SpikeSorter için yanlış pozitif oranları% 0.26 ve iki farklı test setleri için% 0.01 idi. Bu oranlar t arasındaydıo yarışmanın en iyi ama daha da önemlisi bunlar düşük ve nörofizyolojik analiz türlerinin çoğu için muhtemelen kabul edilebilir. Başka bir yaklaşım belirtilen MEA tasarımları simüle dışı kayıtları oluşturmak için nöronların ağların son derece ayrıntılı büyük ölçekli biyofizik simülasyonları kullanmaktır. Şu anda MEA sıralama yöntemleri üzerinde çalışan araştırmacılar, bu doğa 15 test simülasyonları sıralamak için davet edildi. Beş farklı sıralama algoritmaları karşılaştırılmıştır. hiç bir grup diğerlerinden daha tabii ki daha iyi olmak ile kullanılmıştır sıralama performansı ve hangi tedbirlere göre değiştiği farklı grupların performansını değerlendirmek için çeşitli yollar vardır. SpikeSorter sonuçları çeşitli gruplar tarafından elde edilen sonuçların aralığında düştü.
Şekil 1. Olay Algılama Dialog. bu proMaskeleme kanalları, gürültü ölçüm yöntemi seçerek eşikleme değerleri ve bunları uygulamak yöntemleri, ayarlama ve olay tekrarını önlemek için yöntemler seçmek için VIDES seçenekleri. Bu ve diğer iletişim kutularında, seçimler hakkında bilgi soru işaretleri tespit düğmeleri ( '?') tarafından sağlanmaktadır.
Şekil 2. Temiz Görünüm ve Bölünmüş Dialog. Bu, küme dalga formları görüntüleme tanımlanması ve bir veya daha fazla alt kümelerini içine kümeleri parçalamak için, dış dalga formları silme ve silme veya kümelerini yeni kümeler oluşturulması için seçenekler sağlar. Alt Kümesi gösterilen renklerle belirtilir. (Bu Tercihler iletişim kutusunda değiştirilebilir.)
Şekil 3. bir Güvenilmez Özelliğe Olaylar hizalama Etkisi. Şekil tepe-tepeye dalga gerilimleri belirli bir kanalda büyük olan olaylar kümesi olarak tanımlanan tek bir kanal bazlı kümeden verileri göstermektedir. Panel farklı bir elektrot kanallarında overplotted bu kümede, 50 olay dalga bir alt kümesini gösterir. Kanal numaraları dalga her set sol üst köşesinde gösterilir. Bir kanal numarasının yanındaki siyah noktalar kanalı söz konusu kümeye atanmış olduğunu göstermektedir. Kanallar onlar elektrot üzerinde olması aynı uzamsal sırayla ortaya koydu. Yatay eksen zamanı ve dikey eksenleri, gerilim gösterir. Uyumu noktası ekseni ile çakışmaktadır, böylece her olay konumlandırılmış, yani dikey eksen yatay pozisyon, hizalama noktasını belirtir. Panel A sol alt ölçek çubuğu 0.5 ms ve 100 mV göstermektedir. A mavi çizgiler dalga her set (şablon) ortalamasını gösterir. Kanal 24 (gri renkte) maskelenir. olay algılama hemen sonra belirlenen Olaylar dalga (negatif çukur) en olumsuz yerel minimuma hizalanır. Panel B kümedeki tüm dalga şekilleri elde edilen ilk 2 temel bileşenlerin dağılımını göstermektedir. Üç Alt Kümesi Bu dağıtım görebilir. Panel C şablon dalga onları hizalayarak sonrası olaylar aynı seti gösterir. Temel bileşenler dağıtımı (panel D) şimdi sadece iki alt kümelerinin (kırmızı belirlenen bir) gösterir. Ayrıntılı muayene B sahte küme bazı durumlarda ilkinden daha negatif olan bir ikinci negatif çukur (sonrası potansiyel yavaş negatif) olayların bir alt kümesi uyum neden olduğunu gösterdi. , şekli geri kalanı uymuyor dalga formlarını olarak bu hizadan olaylardan bazıları paneli A görebilir."_blank> Bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Şekil 4. Autosort Dialog. Bu ilk otomatik kümeleme aşamasında aşağıdaki olay algılama seçenekleri, kümelenme seçenekleri ve otomatik Birleşme ve küme çiftleri yarma için seçenekler sağlar.
Şekil 5. Karşılaştırma Küme Çiftler Dialog. Bu karşılaştırma değeri tarafından sipariş çiftlerinin listeleri üzerinden arama, küme çiftleri, karşılaştırma önlemleri (Maç yöntemi) seçtiğiniz için seçenekler sağlar, PP yüksekliği (ya da PC1 veya PC2) vs zaman ve bir seçeneğe araziler, correlograms görüntüleme görüntülemek için seçenekler çiftleri birleştirme.
> 
Şekil 6. Post-işleme Dialog. Bu taşındıktan ve / veya gürültü oranı (SNR) düşük sinyal ile kümeleri silme, unclustered olayları reclustering için, muhtemelen gürültülü olayları silmek için, yinelenen olayları silmek için ve farklı kriterlere göre (sıralama) kümeleri numaralandırılmadan için seçenekler sağlar.
Şekil sıralama Birimleri 7. Ekran Rasgele küme sayısı göre Overplotted Dalga Formları Renkli, seçilen Gösteren. Anlaşılır olması için, her kümenin sadece merkez kanal dalga şekli gösterilir. (Mitelut & Murphy, yayınlanmamış itibaren) Veri fare görsel korteksten 64 kanallı elektrot kayıt alt 14 kanal göstermektedir.
reklam / 55217 / 55217fig8.jpg "/>
Şekil İki Kümeleri Birleştirme Olsun ya da değil, bir Karar Ayı Getirdiği Olabilir Kanıt 8. örneği. Iletişim karşılaştırın kümeler (Panel A) genlik (normalize nokta-ürün maçı yöntemi) görmezden benzer dalga şekilleri ile küme çiftleri aramak için kullanılmıştır. Panel B iki farklı bin genişlikleri (0.2 ve 2 ms) autocorrelograms (AC) ve iki kümeler için çapraz korelogram (CC), gösterir. Bu ikinci kümede (birim 53) 'de çiviler ilk (ünite 28)' de sivri önce 4 ya da 8 ms gerçekleşmesi çok güçlü bir eğilim olduğunu göstermektedir. Panel C iki birimin başak şekiller gösterir ve aynı zamanda (yeşil renkte) ikinci ilk daha küçük bir başak sahip olduğunu göstermektedir. Panel D iki küme PC dağılımını göstermektedir. Panel E iki üniteden iki ünite grafikleri PC1 (dikey eksen) (sırasıyla kırmızı ve yeşil) vs </ Em> kayıt süresi boyunca süresi (dakika olarak gösterilir). Daha fazla açıklama için metne bakınız. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Şekil birleştirme için çok az kanıt var mı Küme Pair 9. örneği. Panel A, iki küme için autocorrelograms (AC) ve çapraz korelasyon s (CC), farklı şekillere sahip olduğunu göstermektedir. Panel B daha net dalga şeklinde farklılıkları göstermek için ortalama şablon dalga formu ve standart sapmaları (gölgeleme 1 SD birimini belirtir) gösterir. Panel C iki küme PC dağılımını göstermektedir. Panel D, yüzyıl boyunca, iki adet genel zaman tepeden-tepe yüksekliği (dikey eksen, uV) grafiklerKaydın tüm dönem e. Daha fazla açıklama için metne bakınız. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Desen ve Temel Bileşenler Varyasyon Ateşleme dayanarak birleştirmek için Şekil 10. Kanıt. Panel iki kümeleri (kırmızı ve yeşil) dalga formlarını gösterir. Panel B iki küme zamanı (yatay eksen) karşı PC1 (dikey eksen) araziler ve bir ünite ateş ve diğer başlar durur PC1 değerleri anda benzer olmak ateş tamamlayıcı bir modelini göstermektedir. Bu bilgisayar dağıtımları (Panel C) farklı kümelerin varlığına rağmen birleştirmek için bir karar destekler.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
dosya Biçimleri
Şu anda desteklenen dosya formatları Neuralynx (.ntt ve .ncs), Plexon (.plx), Neuroscope (.xml + dat), Çok Kanallı Sistemleri (.mcd), Blackrock (.nev) ve Intan (.rhd) içerir. desteklenmeyen formatları için, iki seçenek vardır. Bir ( '- Hakkımızda Yardım' iletişim sağlanan geliştirici bir e-posta bağlantısını) gelecek bir sürümde dosya biçimi eklenmesini talep etmektir. Diğer desteklenen bir formata dosyayı dönüştürmek için. Basit bir seçenek zaman başak format '.tsf' kullanmaktır. Bu çıplak kemikleri biçim sıralama aşağıdaki gerilim kayıt ve kanal konum verilerini artı olayın kaydını ve kanalı ve küme atamaları içerir. Bu dosyaları Okuma diğer formatlar için genellikle daha hızlıdır. Bağımsız desteklenmeyen formatlar ile uğraşan sonraki zaman alıcı fil için ihtiyaç önlemek olacaktır çünkü (bu biçim verme seçenekler arasında dahil) bir .tsf dosyasına süzülmüş verileri kaydetmek için uygun olabilirmetreler. .tsf biçiminin Detayları programı ile gelen belgelerde yer almaktadır.
yardımcı Dosyalar
İki yan dosyaları parametreleri, ss_prefs.sav ve ss_parameters.sav saklamak için kullanılır. Dosya 'ss_prefs.sav' sıralama üzerinde doğrudan bir etkiye sahip ve değişen ihtiyaç olasılığı daha azdır sadece kullanıcı seçilmiş değerleri kaydeder, örneğin pencere boyutları ve pozisyonları, gerilim ve diğer ölçekleme değerleri. ss_prefs.sav yoksa, ilgili iletişim 'Uygula' düğmesine basıldığında oluşturulduğu veya program çıkıldığında. Bu dosyada 'yapışkan parametrelerin seçenek seçilirse, ayrı bir dosya' ss_parameters.sav 'kullanıcı tarafından seçilebilir parametre değerleri ve sıralama yanı sıra çok sayıda ekran seçenekleri sonucunu etkileyebilecek seçenekleri depolamak için kullanılır. Bu dosyanın kaydedildiği ya da güncellenir, programın normal 'Dosya - Çıkış' aracılığıyla çıkıldığında rota (değil, program 'Close'düğmesi (sağ üst)) kullanılır. Başlangıçta bu dosyanın yokluğunda, varsayılan değerler kullanılır.
Program Sınırları
sıralanabilir kayıt süresine sınır bilgisayarda RAM miktarına göre belirlenir. Hafıza başka amaçlar için kullanılıyor değilse 16 GB RAM ile bir PC genellikle (2 GB toplam RAM daha az) boyutu en fazla 13 GB-14 GB ham dosyaları işleyebilir. Maksimum kanal sayısı, maksimum küme boyutları, vb örneğin Diğer limitleri, program sürümü ve gelecek yükseltmeleri ile değişebilir. Onlar '- Hakkımızda Yardım' giderek görülebilir.
Ek özellikler
Görünüm, temiz ve bölünmüş kümeleri iletişim küme sınırlarının manuel tanımı için çeşitli seçenekler sunar. Onlar zamanlı görüntü vs PP genlik dikdörtgen (veya PC1 veya PC2) çizmek için, PC ekran penceresinde bir elips çizmek için, ve Diskriminant çizmek için fare kullanımını içerir Ana dalga ekranda iyon pencereler. Bunlar, her (varolan herhangi bir subclustering üzerine yazılır) alt kümelerinin oluşturmak için de kullanılabilir. iletişim bu nesnelerin herhangi çizilebilir önce çıkıldı gerekiyor. iletişim için ilgili düğmeye basıldığında ( ', Windows', 'Elips' veya 'Dikdörtgen') alt kümesi oluşturur.
Bir strateji iletişim (Sıralama - Strateji) sıralama üzerinde önemli bir etkisi olabilir değiştirilmesi gereken daha az olasıdır ancak parametreleri sıralama çeşitli görüntüler. Bunlar örneğin, kümelere kanalların atanması ve herhangi bir küme için başlıca bileşenlerinin hesabı katkı zaman noktalarının seçimi tespit parametreleri içerir. Yönet kümeler iletişim, ya da Post-Processing iletişim ile temiz View, ve split kümeler iletişim tarafından sağlanan daha bireysel kümeleri hakkında daha detaylı bilgi sunar. kümeleri silme daha çeşitli seçenekler de vardır.
"Ontent> Kanallar belirli bir dikey sırayla görüntülenir, gerilim ekran penceresinde, 'sıralama düzeni' olarak nitelendirdi. İdeal olarak bu düzen kanallarının fiziksel yakınlığı yansıtacaktır ama bu gerçek düzen içinde olmasını göz önüne alındığında başarmayı zor olabilir iki boyut. sıralama düzenini Bu birçok durumda otomatik olarak hesaplanır. -Axis. hattında kanal numaralarının sırası sıralama sırası y verilen açıda olan bir hat üzerine kanal pozisyonların projeksiyon hesaplanmasında üretilir . ama 'Görünüm - Edinim özellikleri' giderek farklı bir üretmek mümkündür. sayısal sırayla kanalları görüntülemek için seçeneği de sağlanır ekranın sırası sıralama üzerinde hiçbir etkisi yoktur unutmayın.diğer Yaklaşımlar
başak sıralama yapmak için diğer yazılım paketleri mevcuttur. Bunlar wel gibi Çevrimdışı Sıralayıcısı (http://www.plexon.com/products/offline-sorter) gibi ticari programlar arasında,, Klustakwik (KD Harris: https://sourceforge.net/projects/klustakwik/), Wave_clus: Böyle MClust (http://redishlab.neuroscience.umn.edu/MClust/MClust.html AD Redish) olarak l olarak özgür yazılım (RQ Quiroga: http://www2.le.ac.uk/departments/engineering/research/bioengineering/neuroengineering-lab/spike-sorting) ve programların Neuroscope ve Klusters (http: //. neurosuite) 16. Ortak kullanımda olan çoğu bu diğer programlar ile ayrıntılı bir karşılaştırma, bu yazının kapsamı dışındadır. Böyle bir karşılaştırma, ÇÇA yanı sıra tetrodes kullanım kolaylığı, güvenilirlik, dosya formatı desteği, GUI tasarım, dokümantasyon, otomasyon derecesi, donanım ve yazılım bileşenlerinin bağımlılık, işleme hızı, adaptasyon dahil olmak üzere ilgili kriterler çeşitli içerir ve olur ölçüde doğruluk sıralama, bunu ölçmek mümkün olduğunu. ayrıntılı bir karşılaştırma yokluğunda, biz SpikeSorter başak sıralama için bir seçenek bileşimini ve destek sunar inanıyoruzbaşka herhangi bir mevcut bağımsız başak sıralama paketinde mevcut olmayabilir ing.
sıralama Kalite
Yukarıda belirtildiği gibi, kullanılabilecek objektif sonuç ölçümleri bir prosedür ya da seçim diğerine göre daha iyi ölçüde eksik olup olmadığına karar vermek için. parametreleri ve sık kullanıcı girişi için ihtiyacı bağımlılığı da herhangi bir tür hiç çoğaltılabilir ki bu olası hale getirir. onlar var, eğer kendi içinde bu sonuç ölçütlerinin kullanımını sınırlamak istiyorum. Daha da kötüsü yapmak için, doğru başak sıralama bile prensipte mümkün olduğunu çok kesin değil. Yakındaki tek hücrelerin hücre içi kayıtları ile birleştiğinde Ekstrasellüler kayıtları nöronların komşu çiftleri 17, 18 fakat hücre içi kayıtları komşu hücrelerden gelen sinyaller her zaman ayırt edilebilir olduğunu kanıtlamak için gerekli bulunmaktadır. Bir hücre dışı voltaj sinyallerini neden olabilir faktörlerVerilen nöron kısa hem de uzun olduğu, aynı zamanda iyi sıralama zorlaştırmaktadır olduğunu (örneğin 8 ve 10 Şekiller) anlaşılmış ve önemli değişkenlik ekleyebilirsiniz pratikte değil, süreler boyunca değişir. Bu değişiklikler, daha küçük ya da pozisyon farklılıklarının bir sonucu olarak hücreler arasında meydana gelebilir küçük farklılıklar, daha doğada farklı olması çözülebilir bir sorun için sıralama başak için. Küme kalitesinin sayısal tedbirler dayanarak da sorunlu olabilir. Örneğin, hücreler büyüklük 19, 20 emriyle farklı oranlarda ateş edebilirsiniz. Yüksek atış hızı hücrenin olanlar arasında düşük ateşleme hızı hücreden neredeyse tüm sivri dahil düşük oranda hücre sıralama kalitesi kötü veya olmayan olacağı gerçeğini gizleme, herhangi bir küme kalite ölçüsü üzerinde çok az etkiye sahip olabilir peyda. bu sorunlar göz önüne alındığında, kalitesini değerlendirmek için yöntemler küme üst üste dayalı sıralama8, 21 veya parametre değişimi 22 karşısında istikrarını sıralama yanlış bir güvenlik hissi verebilir. Bunun yerine, biz eksik bilime dayalı olduğunu başak sıralama kabul etmek gerekli olabileceğini düşündürmektedir. Ayırıcıları kusur duygusu ile yaşamak zorunda ve zaman veri analizi için daha üretken formları yerine sürekli bir tür kalitesini artırmak için çalışıyoruz ayırmaya iyi olabileceğini öğrenebilirsiniz.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| spikesorter.exe | N/A | http://www.swindale.ecc.ubc.ca/SpikeSorter |
References
- Buzsáki, G. Large-scale recording of neuronal ensembles. Nat. Neurosci. 7, 446-451 (2004).
- Blanche, T. J., Spacek, M. A., Hetke, J. F., Swindale, N. V. Polytrodes: High Density Silicon Electrode Arrays for Large Scale Multiunit Recording. J. Neurophys. 93, 2987-3000 (2005).
- Lewicki, M. S. A review of methods for spike sorting: the detection and classification of neuronal action potentials. Network. 9, R53-R78 (1998).
- Letelier, J. C., Weber, P. P. Spike sorting based on discrete wavelet transform coefficients. J. Neurosci. Methods. 101, 93-106 (2000).
- Quiroga, R. Q., Nadasdy, Z., Ben-Shaul, Y. Unsupervised spike detection and sorting with wavelets and superparamagnetic clustering. Neural Computation. 16, 1661-1687 (2004).
- Franke, F., Natora, M., Boucsein, C., Munk, M., Obermayer, K. An online spike detection and spike classification algorithm capable of instantaneous resolution of overlapping spikes. J. Comput. Neurosci. 29, 127-148 (2010).
- Jäckel, D., Frey, U., Fiscella, M., Franke, F., Hierlemann, A. Applicability of independent component analysis on high-density microelectrode array recordings. J. Neurophysiol. 108, 334-348 (2012).
- Rossant, C., et al. Spike sorting for large, dense electrode arrays. Nature Neuroscience. 19, 634-641 (2016).
- Vandecasteele, M., et al. Large-scale recording of neurons by movable silicon probes in behaving rodents. JoVE. (61), e3568 (2012).
- Schjetnan, A. G. P., Luczak, A. Recording large-scale neuronal ensembles with silicon probes in the anesthetized rat. JoVE. (56), e3282 (2011).
- Swindale, N. V., Spacek, M. A. Spike sorting for polytrodes: a divide and conquer approach. Frontiers in Systems Neuroscience. 8, 1-21 (2014).
- Swindale, N. V., Spacek, M. A. Spike detection methods for polytrodes and high density microelectrode arrays. J. Comput. Neurosci. 38, 249-261 (2015).
- Swindale, N. V., Spacek, M. A. Verification of multichannel electrode array integrity by use of cross-channel correlations. J. Neurosci. Meth. 263, 95-102 (2016).
- Fukunaga, K., Hostetler, L. D. The estimation of the gradient of a density function, with applications in pattern recognition. IEEE Transactions on Information Theory (IEEE). 21, 32-40 (1975).
- Mitelut, C., et al. Standardizing spike sorting: an in vitro, in silico and in vivo study to develop quantitative metrics for sorting extracellularly recorded spiking activity. Soc. Neurosci. Abstr. 598 (10), (2015).
- Hazan, L., Zugaro, M., Buzsáki, G. Klusters, NeuroScope, NDManager: A free software suite for neurophysiological data processing and visualization. J. Neurosci. Meth. 155, 207-216 (2006).
- Harris, K. D., Henze, D. A., Csicsvari, J., Hirase, H., Buzsáki, G. Accuracy of tetrode spike separation as determined by simultaneous intracellular and extracellular measurements. J. Neurophysiol. 84, 401-414 (2000).
- Anastassiou, C. A., Perin, R., Buzsáki, G., Markram, H., Koch, C. Cell-type and activity dependent extracellular correlates of intracellular spiking. J. Neurophysiol. 114, 608-623 (2015).
- Wohrer, A., Humphries, M. D., Machens, C. K. Population-wide distributions of neural activity during perceptual decision-making. Prog. Neurobiol. 103, 156-193 (2013).
- Mizuseki, K., Buzsáki, G. Preconfigured, skewed distribution of firing rates in the hippocampus and entorhinal cortex. Cell Reports. 4, 1010-1021 (2013).
- Schmitzer-Torbert, N., Jackson, J., Henze, D., Harris, K., Redish, A. D. Quantitative measures of cluster quality for use in extracellular recordings. Neuroscience. 131, 1-11 (2005).
- Barnett, A. H., Magland, J. F., Greengard, L. F. Validation of neural spike sorting algorithms without ground-truth information. J. Neurosci. Meth. 264, 65-77 (2016).
