En Visual Guide til Sortering Elektrofysioloqisk Recordings Brug 'SpikeSorter'

Introduction

Enhver, der registrerer ekstracellulære signaler fra hjernen ved hjælp af metoder mere sofistikerede end simpel online-tærskling og vinduessystem over for opgaven med at identificere og adskille signalerne fra forskellige neuroner fra støjende spændingssignaler indspillet af elektroden. Denne opgave er almindeligt kendt som spike sortering. Vanskeligheden ved spike sortering forværres af forskellige faktorer. Neuroner kan være meget tæt sammen, således at de signaler, der er optaget fra disse med en nærliggende elektrode sandsynligvis er ens og svært at skelne. Signalerne fra en enkelt neuron kan variere over tid, måske på grund af bevægelser af elektroden, variable natriumkanalblokkere kinetik i perioder med høj skudhastighed, variable grader af aktivering af spænding konduktanser i dendritter, der er tæt på elektroden, eller muligvis som et resultat af ændringer i hjernens tilstand. Disse problemer kan afhjælpes ved hjælp af multi-elektrode arrays (MEA) med mange tætliggende (20 - 100 um) r Optagelse kanaler, som giver en bedre rumlig definition af signalerne fra enkelte neuroner, da de typisk er spredt ud over flere kanaler ^{1, 2.} Men dette, kombineret med det faktum, at signaler fra neuroner spredt langs hele længden af ​​elektroden overlap i rummet, resulterer i en potentielt meget høj dimensionelle rum, hvori klynger svarende til unikke neuroner skal identificeres,. Dette problem bliver beregningsmæssigt umedgørlig i mere end et lille antal elektrodeområder kanaler. Til dato er der ingen generelt aftalte bedste metode til spike sortering, selvom mange løsninger er blevet foreslået ^{3, 4, 5, 6, 7, 8} og optagelser fra MEA'er bliver stadig mere almindeligt ^9,ass = "xref"> 10. Fordi spike sortering er ikke et mål i sig selv, men er simpelthen et nødvendigt første skridt før yderligere dataanalyse, er der behov for et let anvendeligt pakke, der vil læse i rå optagelse datafiler og konvertere dem til sorterede spike tog med så lidt bruger input, og som hurtigt og pålideligt, som muligt.

Dette dokument indeholder en tutorial for brug af SpikeSorter - et program udviklet med henblik på at opfylde disse behov. Programmet er baseret på algoritmer, der er beskrevet i tidligere offentliggjorte papirer ^{11, 12, 13.} Målene i udformningen af programmet var, at a) det skal have en brugervenlig grænseflade, der kræver lidt eller ingen forudgående kendskab til programmering eller spike sortering metodologi; b) skal være behov for få eller ingen andre specialiserede softwarekomponenter ud over standard Windows eller Linux-operativsystemer; c d) behovet for brugerinput under sortering bør minimeres, og e) sortering gange skal skaleres på en fornuftig måde, ideelt lineært, med optagetiden og antallet af kanaler på elektroden. De algoritmer implementeret i programmet omfatter a) en fleksibel sæt af præ-forarbejdning og afsløring begivenhed strategier b) en automatiseret kløft og erobre strategi dimension reduktion som klynger spænding kurver baseret på de vigtigste komponenter (PC) fordelinger opnået fra delmængder af kanaler tildelt bestemte klynger; c) automatiseret gruppering af PC distributioner med en hurtig klyngedannelse procedure baseret på gennemsnitsværdien-shift algoritme ^{3, 14,} og d) delvist automatiseret parvis sammensmeltning og opsplitning af klynger for at sikre, at hver er til forskel som muligt fra alle andre. Til THs, er tilføjet en række procedurer, der tillader manuel opdeling eller sammenlægning af klynger baseret på inspektion af PC distributioner, tvær- og auto-correlograms af spike tog og tid-amplitude afbildninger af spike kurveformer. Optagelser fra tetrodes, tetrode arrays, Utah arrays samt single og multi-skaft MEA kan læses og sorteres. Den nuværende grænse for antallet af kanaler er 256, men dette kan øges i fremtiden.

En anden cross-platform open source implementering, "Spyke" (http://spyke.github.io), er også tilgængelig. Skrevet af en af ​​os (MS) i Python og Cython, Spyke bruger den samme overordnede tilgang som SpikeSorter, med visse forskelle: at reducere hukommelse krav, er rå data er lagt i små blokke, og kun når det er absolut nødvendigt; klynger udelukkende vises, manipuleret, og sorteret i 3D; og principal komponent og uafhængig komponent analyse er begge anvendt som supplerende metoder til reduktion af dimension. Spyke kræver mere brugervenlig isamspil, men stærkt afhængig tastatur og mus genveje og en fortryd / redo køen til hurtigt at undersøge effekten af ​​forskellige faktorer på gruppering af en given delmængde af pigge. Disse faktorer omfatter spike kanal og tid områdevalg, spike tilpasning, klyngedannelse dimensioner og rumlig båndbredde (sigma) ^11.

Følgende er en kort beskrivelse af de algoritmer og strategier, der anvendes til sortering. Mere fuldstændige beskrivelser kan findes i tidligere udgivelser ^{11, 12, 13} og i anmærkninger, der kan tilgås via hjælp knapper (identificeret med et '?') Inden SpikeSorter. Efter indlæsning af en rå ekstracellulært spænding fil og filtrere de lavere frekvens komponenter, en indledende fase af afsløring begivenhed resulterer i et sæt af begivenheder, som hver består af en kort spænding øjebliksbillede før og efter begivenheden tid. Hvis de udvalgtered steder er tilstrækkeligt tæt afstand (<100 um), unit signaler enkelt vil generelt blive vist på flere tilstødende kanaler. En central kanal vælges automatisk for hver hændelse, der svarer til den kanal, på hvilken spids-til-spids spænding af begivenheden er størst. Automatiseret sortering starter ved at danne en enkelt indledende klynge for hver elektrode kanal, som består af alle de begivenheder, der blev lokaliseret til denne kanal. En enhed ligger midtvejs mellem kanalerne kan give anledning til pigge, der er lokaliseret (måske tilfældigt) til forskellige kanaler: klyngerne fra disse to sæt spikes vil identificeres som ens og slået sammen på et senere tidspunkt. Den gennemsnitlige bølgeform af begivenhederne i hver indledende cluster beregnes derefter. Dette betegnes som klyngen skabelon. Subsidiære kanaler er tildelt til hver klynge baseret på amplituder og standardafvigelse af skabelonen bølgeformer på hver kanal. Hovedkomponent værdier beregnes derefter for hver cluster baseret on bølgeformer på den tildelte sæt af kanaler. Brugeren kan vælge antallet af hovedkomponent dimensioner til at bruge: normalt 2 er tilstrækkelig. Hver klynge derefter opdelt i en række yderligere klynger, og dette gentages, indtil ingen kan være yderligere opdelt efter automatiseret klyngedannelse.

På dette tidspunkt, et første sæt af sige, 64 klynger fra en 64-kanals elektrode, kan opdeles i to eller tre gange så mange, afhængigt af antallet af enheder, som var til stede i optagelsen. Men på grund af den variable fordeling af begivenheder fra enkelte enheder til forskellige kanaler, antallet af klynger findes på nuværende tidspunkt er næsten helt sikkert større end det burde være. Den næste fase af sortering er at korrigere oversplitting ved at sammenligne par af klynger og sammenlægning lignende par eller omfordeling begivenheder fra den ene til den anden. Denne fase af sortering er benævnt "flette og split".

Fletning og Opdeling

For n klynger, der N * (N -1) / 2 par og dermed antallet af par vokser som ^N2, hvilket er uønsket. Dog kan mange par udelukkes fra sammenligningen, fordi de to medlemmer af parret er fysisk langt fra hinanden. Dette reducerer afhængigheden til noget, der er mere lineært relateret til antallet af kanaler. På trods af denne genvej, kan fletningen og split fase stadig være ganske tidskrævende. Det fungerer på følgende måde. Hver klynge par, der skal sammenlignes (dem, der er fysisk tæt på hinanden, som bedømt af overlap i kanalen sæt tildelt hver) er midlertidigt lagt sammen, selvom at holde identiteten af ​​de pigge i de to medlems klynger kendte. De vigtigste komponenter i den fusionerede par er derefter beregnet. Et mål for overlapning mellem de punkter i de to klynger er beregnet på baggrund af fordelingen af ​​de første to hovedkomponenter.

Den måde ov ERLAP foranstaltning beregnes er beskrevet mere detaljeret andetsteds ^11. Dens værdi er nul, hvis klyngerne ikke overlapper overhovedet, dvs. nærmeste nabo af hvert punkt er i samme klynge. Dens værdi er tæt på 1, hvis klyngerne overlapper fuldstændigt, dvs. sandsynligheden for den nærmeste nabo være i samme klynge er den samme som forudsagt ud fra en ensartet blanding af point.

Forskellige beslutninger træffes som tager overlapningen foranstaltning i betragtning. Hvis overlapningen er større end en bestemt værdi, kan klynger blive lagt sammen. Hvis overlapningen er meget lille, kan klyngen par defineres som særskilt og efterlades alene. Mellemliggende værdier, hvilket indikerer ufuldstændig adskillelse af klyngen parret, kan signalere, at parret skal slås sammen, og derefter re-split, det ønskede resultat er et par klynger med mindre overlap. Disse procedurer køres først i et automatiseret stadium og derefter i en manuelt styret fase.

telt "> I den automatiserede fase, er klynge par med en stor overlapning værdi sammenlagt;. derefter klynge par med mellemliggende lave overlap værdier flettes og re-split I den anden, bruger-styret fase, bliver brugeren præsenteret med alle de resterende flertydige klynge par (dvs. dem med overlappende værdier i et defineret mellemliggende interval) i rækkefølge, og bliver bedt om at vælge, om a) at fusionere parret, b) flette og resplit parret, c) at erklære parret at være selvstændig (som tilsidesætter betydningen af overlapningen foranstaltning), eller d) at fastlægge forholdet mellem parret som "tvetydige" angiver, at piggene i parret er usandsynligt, at være godt sorteres. Forskellige værktøjer leveres til at hjælpe med disse beslutninger, herunder auto - og cross-correlograms og tid serien plots af spike højde og PC værdier.

Ideelt, ved afslutningen af ​​de fusionerende og opsplitning faser, bør hver klynge være forskellig fra alle andre,enten fordi det har få eller ingen kanaler fælles med andre klynger, eller fordi overlapningen indekset er mindre end en defineret værdi. Denne værdi kan vælges af brugeren, men er typisk 0,1. Klynger (enheder), der passerer denne test er defineret som "stabil", dem der ikke (fordi overlapningen med en eller flere andre klynger er større end tærskelværdien), defineres som "ustabil". I praksis langt de fleste enheder ender med at blive defineret som "stabil" efter mål på sortering og efterlod resten til enten kasseres eller behandles som potentielt flere enheder.

Software Krav

SpikeSorter er kompatibel med 64 bit-versioner af Windows 7 og Windows 10, og er også blevet kørt med succes under Linux ved hjælp af Wine emulator. Datafiler er helt indlæst i hukommelsen (for hastighed) dermed tilgængelig RAM behov for at skalere med størrelsen af ​​optagelsen (tillade omkring 2 GB til selve programmet). elektrofysiologiskal datafiler større end 130 GB i størrelse med succes er blevet sorteret i både Windows- og Linux-miljøer. Optioner er adgang til via standard Windows menuer, en værktøjslinje og dialoger. Layoutet af elementer på menuen svarer nogenlunde rækkefølgen af ​​operationer i sortering, begyndende med menuen 'Filer' til venstre for indlæsning af data samt den "Export" menuen til højre giver mulighed for eksport af sorterede data. Knapper på værktøjslinjen giver genveje til almindeligt brugte menupunkter.

Kanal konfigurationsfil

Mange optagelse dataformater gemmer ikke kanal placeringer. Men vel vidende disse er afgørende for spike sortering. Kanaler kan også nummereret på forskellige måder ved overtagelse software: SpikeSorter kræver, at kanalerne er nummereret i rækkefølge, begyndende med kanal 1. Således en accessorisk elektrode konfigurationsfil skal oprettes, der kan restere kanalnumre til at følge den sekventielle reglen, og at butik kanal loctioner. Kanalen konfiguration fil er en tekstfil med en enkelt række af tekst for hver kanal. Den første linje i filen gemmer en tekst navn, op til 16 tegn, der identificerer elektroden. Tallene i de efterfølgende linier kan adskilles ved faner, et enkelt komma eller mellemrum. Der er fire tal i hver række tilvejebringer (i rækkefølge): kanalnummeret i filen, kanalnummeret til hvilken den skal kortlægges (dvs. det nummer, der vil blive anvendt af SpikeSorter), og x og y koordinater for kanal, i mikrometer. X-koordinaten vil normalt blive taget som vinkelret på retningen af elektroden indsættelse og y-koordinaten derfor ville være dybde ind i vævet. Indstillingsfilen skal placeres i samme bibliotek som optagelsen fil. Der er en vis fleksibilitet i, hvordan den kan navngives. Programmet vil først søge efter en fil, der har samme navn som den rå datafil, men med en .cfg forlængelse. Hvis denne fil is ikke fundet, vil det søge efter filen "electrode.cfg«. Hvis denne fil til gengæld ikke findes genereres en fejlmeddelelse for at indikere en mangel på kanal layout oplysninger.

Protocol

1. Program Setup

1. Gå til http://www.swindale.ecc.ubc.ca/SpikeSorter at hente programmet. Kopier den medfølgende eksekverbare fil til mappen for dit valg. Læs den medfølgende dokumentation.
   BEMÆRK: Ingen formel installation eller kompilering er påkrævet.
2. Før åbning enhver fil, der skal sorteres, sikre, at der er tilstrækkelig ledig RAM til at indeholde hele varigheden af ​​optagelsen. Sørg også for et gyldigt kanal konfigurationsfil, som beskrevet i dokumentationen, er til stede i det samme bibliotek som datafilen.
3. Start programmet, og derefter gå til "Filer - Åbn 'og vælg optage filformat fra drop-down listen nederst til højre af den resulterende åbne fildialogen. Vælg den fil, der skal åbnes, og klik på 'Åbn'.
4. Når læsning er færdig, inspicere spænding optagelse display. Dobbeltklik på displayet (eller gå til 'Vis - Voltage Record') for at få en dialog med kontroller, som giver enhver part af optagelsen bølgeform, der skal ses.
   BEMÆRK: dobbeltklikke på andre udstillingsvinduer vil ofte opdrage tilhørende dialoger.
5. Efter dialogen forlades, holder musen over de kurver til at vise bestemte spændingsværdier i øverste venstre hjørne af displayet. Brug rullehjulet til at zoome ind på en hvilken som helst del af displayet. Hold venstre museknap til at trække vinduets indhold.
   BEMÆRK: Denne skærm er ofte opdateret for at afspejle tilføjelsen af ​​nyligt fundne begivenheder, eller at angive, ved hjælp af farver og / eller tal, deres klynge opgaver efter klyngedannelse.
6. Hvis optagelsen er ufiltreret og indeholder den lokale felt potentiale, fjerne den ved at gå til 'Pre-processen - Transform / filter "(eller klik på ikonet filter i værktøjslinjen). Vælg 'High-pass Butterworth filter ", så en passende afskæringsfrekvens og antallet af poler, og tryk derefter på" Gør-det! ". Når filtrering er færdig, inspicere den nye bølgeform i spænding bølgeformular vindue.
   BEMÆRK: Filtrering sker i Fourier-domænet, er ikke-kausal, og indfører ikke faseforvrængning af bølgeformerne. For en lang optagelse, kan filtrering tage flere minutter.
7. Næste, så tjek for kanaler, der kan være defekt og har brug for at være maskeret. Gå til 'Pre-proces - Channel tjek "(eller klik på checken ikon kanal) og derefter inspicere grafen, der vises. Grafen viser ændringen i signalet korrelation mellem kanal par som en funktion af deres rumlige adskillelse ^5. Kanaler, der overtræder denne relation kan ikke fungere korrekt. For at se sådanne outliers, klik på 'enkelt kanal netto afvigelser'.
   1. For at maskere et ekstraordinært kanal enten vælge kanal nummer, eller vælg det fra problemet listen. Når denne dialog forlades, skal du klikke på 'Ja' ved prompten for at gemme masken værdier.
      BEMÆRK: Denne fil har samme navn som den datafil optagelsen, men med forlængelsen .msk. Det vil blive læst automatisk ved udgangy når de samme data fil åbnes.

2. Begivenhed Detection

1. Gå til 'Pre-proces - Begivenhed Detection' for at få dialogen afsløring begivenhed (figur 1). Denne dialog giver også mulighed for maskering kanaler baseret på deres støjniveauer (selvom disse vil ofte blive opdaget af de tidligere forsøg). For eksempel kan en kanal, der er blevet bevidst jordet har et meget lavt støjniveau.
2. Brug skyderen øverst til højre til at inspicere støjniveauet på bestemte kanaler. Omhyggelig kontrol af spændingen displayet kan også afsløre tavse eller usædvanligt støjende kanaler, der skal maskeres.
3. Vælg en tærskelværdiansættelse metode til påvisning begivenhed. Brug knappen Hjælp i gruppen boksen for mere information om mulighederne. 'Variabel' tærskling, med en tærskel på 4,5 x - 6X støj ^7, anbefales. Brug knapperne på øverst til venstre for at vælge, hvordan støjniveauet beregnes for ther formålet.
4. Vælg påvisningsmetoden fra drop-down listen. 'Dynamisk flerfaset filter "er den anbefalede metode. Dette kræver specifikation af et tidsvindue. Sætte vinduet til at være omtrent halvdelen af ​​bredden af ​​en typisk spike. Meget smalle værdier vil skævhed detektion til smallere pigge selvom effekten ikke er stor. Værdier i området 0,15 - 0,5 ms anbefales ^12.
   BEMÆRK: De viste værdier er i heltal multipla af prøveudtagningen interval (reciprokke af samplingfrekvensen).
5. Vælg opretningen metode. Vælg den indstilling, der bedst identificerer en enkelt, tidsmæssigt lokaliseret træk ved pigge, der bliver sorteret, fx en 'positiv peak' kan være et dårligt valg, hvis mange pigge har mere end én positiv højdepunkt. For mange optagelser, vil en »negativ trug" være det bedste valg. Andre muligheder kan normalt venstre ved deres standardværdier. Tryk på 'Start'.
   BEMÆRK: afsløring begivenhed kan take fra flere sekunder til flere minutter, afhængigt af længden af ​​optagelsen og antallet af kanaler.
6. Tryk på 'Udført' for at afslutte dialogboksen. Undersøg de begivenheder, der er vist i gråt, i spænding bølgeform vinduet. Kontroller at have opdaget signaler, der ligner begivenheder.
   1. Hvis ikke, overveje re-kører afsløring begivenhed med en lavere tærskel afsløring. Pas dog, at meget lav amplitude spikes kan være vanskeligt at sortere og at et stort antal af dem kan hæmme sortering af større amplitude spikes. Kontroller også indlysende dubletter eller en manglende løsning nærliggende pigge og justere spatio-temporale lockout vindue parametre i overensstemmelse hermed.
      BEMÆRK: På dette stadie begivenheder identificeres ved deres tider med forekomst og et kanalnummer. Normalt er den kanal, som spids-til-spids amplituden af ​​piggen er størst. Begivenhederne unclustered indledningsvis, så hver har en klynge tildeling af nul.

3. Sortering BEMÆRK: Det næste skridt er normalt ikke udføres før rutinemæssig sortering, men det er meget nyttigt at gøre det, når sortering for første gang, eller når de møder ukendte data.

1. Gå til 'Sort - Konverter kanaler til klynger ". Dette skaber en enkelt klynge for hver afsløret elektrode-kanal, under forudsætning af, at hver kanal har nogle arrangementer tildeles det. Undersøg disse klynger ved at gå til "Review - Udsigt Clean og Split klynger«. Dette bringer et andet dialogen (Figur 2). Brug spin-kontrol (øverst til venstre) for at vælge klyngen, der skal ses.
   BEMÆRK: Den faste blå (cyan) linje er gennemsnittet af alle bølgeformer i klyngen og omtales som klyngen template i det følgende. Den vigtigste komponenter (PC) fordeling af begivenhederne i klyngen er vist i vinduet nedenfor. Disse vil ofte afsløre tilstedeværelsen af ​​to eller flere subclusters.
2. Tryk på knappen "justere" til at ændre tidspunktet for hver begivenhed(hvilket resulterer i små sidelæns forskydninger af bølgeformerne i displayet) for bedre at matche det til formen af skabelonen, gør det ofte gør subclusters mere kompakt og tydelig, og undertiden reducerer tilsyneladende nummer (figur 3).
3. Vælg en klynge, der har to eller flere særskilte subclusters og tryk på 'AutoSplit «. Hvis subclusters identificeres i pc-skærmen, vil de blive farvet. Som en øvelse, skal du bruge en af ​​de små "split 'knapperne for at oprette en ny klynge og undersøge det. Sortering kunne fortsætte manuelt på denne måde, men i stedet gå tilbage og bruge hurtigere AutoSort procedure.
4. Gå til 'Sort - AutoSort' (eller tryk på knappen AutoSort på værktøjslinjen) for at begynde automatisk sortering. Den resulterende dialogboks er vist i figur 4. Den præsenterer en bred vifte af muligheder.
   1. Lad indstillingen 'springe afsløring begivenhed' kontrolleres, hvis afsløring begivenhed allerede er blevet gjort. Hvis det ikke er markeret, vil afsløring begivenhed køreshjælp parameterværdier og valg arvet fra dialogboksen påvisning begivenhed. Da afsløring begivenhed allerede er gjort, skal du lade denne mulighed markeret.
   2. I 'clustering' panel nedenfor, vælg tidsvindue stor nok til at indeholde hele det spike bølgeform før og efter justeringen punkt, men ikke mere. Brug dette vindue til at blokere områder af spike bølgeform, f.eks lange variable afterpotentials, hvis de synes at forstyrre (eller bidrage lidt til) sortering. Normalt værdier i intervallet ± 0,5 ms er passende. Ligesom andre tidsmæssige vinduer, vinduet er et helt antal prøvepunkter, så de tidsmæssige værdier, der vises, er multipla af prøveudtagningen interval.
   3. Dernæst skal du vælge en kursjustering kan benyttes under klyngedannelse. Dette vil gøre brug af skabelonen bølgeform og virker mere robust end i det oprindelige ved påvisning begivenhed hvor kriteriet skal anvendes til relativt støjende individuelle sgedde kurver. Den anbefalede indstilling er "peak-vægtede tandhjul" men "negativ trug 'kan være bedre, hvis det er et gennemgående træk i de spike kurver.
   4. Vælg et minimum klynge størrelse. Klynger med mindre end dette antal pigge vil blive slettet, forebyggelse af ophobning af et stort antal små, eventuelt falske, klynger under sortering.
   5. Beslut om antallet af dimensioner i PC plads, der vil blive anvendt til klyngedannelse. To er generelt tilstrækkelig, men kan fås lidt bedre resultater med 3, om end med en længere sortering tid.
   6. Lad de andre muligheder på deres standardindstillinger. Brug knapperne Hjælp for at få mere detaljerede forklaringer på de forskellige muligheder.
5. Tryk på 'Start' for at starte AutoSort. Kanal baserede klynger først dannet som illustreret i trin 3.1. Disse er nu forarbejdes til gengæld danner nye klynger ved fraspaltning individuelle sub-klynger, én ad gangen. Hver gang en ny klynge er sptændt off, er pc-værdierne genberegnes og vises. Dette fortsætter, indtil ingen enkelt klynge kan yderligere split.
6. Følg anvisningerne på displayet, hvor subcluster, der vil blive udskilt fra moderselskabet klyngen vises med rødt.
   BEMÆRK: Lejlighedsvis den endelige klynge er rød med ufarvede outliers, der ikke danner et særskilt subcluster. Disse outliers vil normalt blive slettet. Under denne proces antallet af klynger gradvist stiger. Når den er færdig, er klynge overlap indekser beregnet for hvert støtteberettiget cluster par. Par, der har store overlap værdier automatisk flettes, mens par, der har mellemliggende overlappende værdier (standard interval er 0,1 til 0,5) er slået sammen og derefter resplit. Mellemliggende værdier tyder på, at der er to forskellige klynger, men at nogle punkter misassigned. I denne fase antallet af klynger typisk falder, og antallet af stabile klynger stiger.

4. Tilpasning

1. Hvis du bruger programmet for første gang (eller eventuelt under næste trin), tilpasse vinduesstørrelser og holdninger. Gå til 'Fil-Indstillinger'. Vælg størrelser for de forskellige vinduer ved at vælge vinduet type fra rullelisten og justere størrelsen, der passer til skærmen. Forlad dialogen og placere vinduerne for at gøre bedst mulig brug af skærmen.
2. Fra dialogen, vælge skalering værdier, der bedst passer til layout og afstanden mellem kanalerne på elektroden og spidser i optagelsen. Der er en autoskalering mulighed, men det kan ikke altid vælge de bedste værdier. Slå det fra, hvis det ikke gør.
3. Kontroller Sticky Parametre mulighed: hvis indstillingen er valgt, vil ændringer i sortering parameterværdier (f.eks som anvendt i detektering begivenhed) gemmes og nedarvet næste gang programmet starter. Dette kan være nyttigt, men kræver også, at parameterværdier kontrolleres for at sikre, at de ikke er blevet skødesløst ændret forskellige muligheder udforskes eller som følgeaf læsning i forskellige arbejdsområder filer. Indstillinger til at ændre sub-klynge farver er også tilgængelige.
4. Udvis forsigtighed at ændre antallet af processor tråde. Det optimale antal er normalt en mindre end antallet af fysiske (ikke virtuelle) CPU-kerner. Forøgelse af antallet af tråde kan ikke fremskynde behandlingen og kan endda resultere i en alvorlig afmatning.

5. Flet og Split

1. Efter AutoSort er færdig, skal du trykke på 'Næste' gå til manuelt styret sammenfletningen og split fase. De resulterende dialog viser, i nederste venstre hjørne, antallet af resterende tvetydige klynge par, der skal undersøges, samt antallet af stabile klynger.
2. Tryk på 'Start'. En anden dialogboks vises sammen med den første af parrene, der skal undersøges.
3. Vælg, om at fusionere parret, resplit det (hvilket resulterer i en lavere overlap værdi), til at mærke parret som "tydelig", hvilket betyder, at værdien af ​​overlapningen indekset vil blive ignoreret, or at mærke parret som "tvetydige", hvilket betyder, at det anses for usikkert, om de pigge er fra den samme eller forskellige enheder.
   1. Klik på afkrydsningsfelterne for at vise en graf over spike parametre (peak-to-peak (PP) højde, eller den første (PC1) eller anden (PC2) af de vigtigste komponenter) vs. tid, og / eller auto og tværs korrelation histogrammer.
      BEMÆRK: Visningen af PP højde vs. tid er ofte meget nyttigt at beslutte, om at fusionere to klynger. Hvis højder af spikes i én enhed blend glat ind i dem af en anden på samme tid, at en enhed stopper fyring, og den anden begynder det er langt mere sandsynligt, at de er de samme enhed og skal flettes. Cross-correlograms kan afsløre en stærk tidsmæssig sammenhæng mellem spike gange i to klynger. Hvis cross-correlogram har en stærk, asymmetrisk top ved en meget kort tidsinterval (fx rundt 5 - 10 ms), og især hvis den anden pig er mindre end first, er mest sandsynligt et enkelt enhed, som fyrer spike par, hvor den anden er mindre end den første på grund af Na ⁺ -kanal tilpasning de to enheder.
   2. I tilfælde, hvor beslutningen om at fusionere er ikke let, mærke parret som "tvetydige" og behandle de klynger i overensstemmelse hermed i de efterfølgende analyser.
4. Hvis fletningen og split-muligheden er ude af stand til at finde klart adskillelige klynger, brug skyderen i bedt dialogboksen varierer manuelt en klyngedannelse parameter (en rumlig båndbredde, sigma), sammen med det sæt af fusionerende knapper, for at finde en split, der ser tilfredsstillende . Brug knappen 'Vend tilbage' for at gå tilbage til den oprindelige tilstand af de to klynger. Tryk på 'Split som vist' for at afslutte. Bemærk mere end to klynger kan fremstilles ved denne fremgangsmåde.
5. Fortsæt med denne proces, indtil der ikke er flere par til at inspicere. Det store flertal af klynger bør nu være opført som "stabil".
6. Hvis nogle klynge par har megetlave overlap indekser, så de bliver ignoreret af den guidede merge (men der er stadig evidens for at fusionere dem), skal du gå til 'Review - Undersøg klynge par' menupunkt (eller klikke på den tilhørende ikon i værktøjslinjen), og åbn dialogen vist i figur 5. Brug spin-kontrol ved øverst i dialogboksen for at vælge et par af klynger til sammenligning.
   BEMÆRK: Som med guidede fusionere og split, er par sat i en sorteret liste, men i dette tilfælde sammenligning målinger yderligere til klyngen overlap indekset er tilgængelige.
   1. Vælg "normaliserede dot produkt 'fra pull-down listen. Dette beregner korrelationen mellem skabelonværdier. Det er ufølsom over for multiplikative skalering variationer og er velegnet til at plukke ud klynge par, der er en kulturgenstandsspor resultat af top-til-top højde variabilitet.
   2. Tryk på "Most lignende" knappen i midten af ​​dialogboksen for at vise den mest lignende par. Brug Horizontal spin-kontrol under knappen for at gå frem eller tilbage gennem listen. Brug sammenhængen display og PP højde vs. tid display til at gøre fusionerende beslutninger, lige som for brugeren guidet sammenfletningen og split. Bemærk, at listen genberegnes efter hvert af de fusionerende operation. Denne sammenligning fase er åben ended, og det er op til brugeren at bestemme, hvor udstrakt for at søge efter beviser til fordel for fusionerer.

6. Review - Efterbehandling

1. Nu gå til 'Review - Efterbehandling «(eller klik på det relevante ikon i værktøjslinjen). Denne dialog (figur 6) giver muligheder for at tilføje eller fjerne begivenheder fra klynger, samt mulighed for at slette hele klynger med signal-til-støj-forhold (SNRS), der ligger under en tærskel. Duplicate arrangementer (begivenheder på samme tid i en klynge) kan skabes ved alignment fejl under sorteringen. Begivenheder, der er en lang vej fjernet fra deres oprindelige placering kan sometimes være flyttet; de kan også blive fjernet, når flytningen ikke virker.
2. Brug tilpasning rengøring for at fjerne begivenheder fra klynger, som er en dårlig kamp til skabelonen. Brug knappen 'Recluster "for at gøre det modsatte, nemlig at overflytte unclustered begivenheder, der er et godt match til en bestemt skabelon. De inddæmmede begivenheder er markeret som en subcluster af hver forælder klynge og kan inspiceres efter 'View, rene og split klynger' dialogen. Disse begivenheder vil forblive i klyngen (og eksporteres som sådan), medmindre de slettes (brug den lille knap "slet" for første subcluster). Vender tilbage til dialogboksen efterbehandling, brug knappen "slet" og spin kontrol ved siden af ​​det at slette klynger med en SNR mindre end den valgte tærskel.
3. Selvom klynge numre gå kontinuerligt fra 1 til N, hvor N er det totale antal klynger, den faktiske nummerering af klynger i slutningen af sortering er tæt på enrbitrary. Brug 'Sort' knappen for at omnummerere klyngerne i henhold til en valgt kriterium, fx lodret position på elektroden eller kanalnummer. Bemærk, at med undtagelse af sletning af dublerede begivenheder, der i øjeblikket ingen objektive beviser til støtte for bestemte valg i denne dialog som værende bedre end andre.
4. På ethvert tidspunkt i løbet af de manuelle procedurer af den slags er det muligt at gemme en fil, der indeholder de aktuelle parameterværdier, sorteringsmuligheder, event gange, klynge egenskaber og meddelelsen rekord. Opret denne fil ved at gå til "Filer - Gem arbejde filen '. Giv filen et navn, der er klart relateret til den for datafil og tryk på 'Save'. Genoptag sortering på et senere tidspunkt ved først at åbne den oprindelige optagelse fil, efterfulgt af en høj-pass filtrering (hvis det gøres oprindeligt). Åbn derefter den gemte arbejde filen. Programmet vil så være i en tilstand identisk med den, det var i, da arbejdet filen blev gemt. Arbejdet filen er også en reledning af, hvordan sorteringen blev gjort - de parametre, der anvendes, og af de budskaber, der er udstedt under sorteringen.
5. Endelig eksportere klynger begivenheder. Gå til 'Export - Sorteret spike filer' (eller klikke på den relevante knap på værktøjslinjen). Vælg '.csv-fil (kommasepareret variabel) på rullelisten og derefter klikke på "Gem som". Vælg et navn til filen, der skal indeholde den eksporterede csv data for de sorterede enheder.
   BEMÆRK: Denne tekstfil vil have en enkelt linje for hver hændelse, som indeholder, i orden, at tidspunktet for begivenheden (i sekunder til de nærmeste 10 mikrosekunder), klyngen nummer (fra 1 og opefter) og antallet af kanalen, der blev tildelt til begivenheden. Bemærk, at den tildelte kanal ikke kan være den samme for alle begivenhederne i en klynge, hvis begivenhederne ikke var konsekvent større på en bestemt kanal.

Representative Results

Figur 7 viser displayet (opnået ved at gå til 'View - Sorteret kurver «) for en typisk sorterede optagelse. Standardvisningen mulighed er bare at vise kurver på den midterste kanal for hver klynge. En fælles erfaring er, at bølgeformer for en klynge par på den samme kanal ser ens, men når sammenligne par 'dialog bruges til at undersøge de to klynger der er særskilte klynger i PC projektion, oftest som følge af bølgeform forskelle på tilstødende kanaler . Dette gælder for eksempel af bølgeformerne på kanal 62 i figur 7.

Som nævnt ovenfor, er det ikke ualmindeligt at finde klynge par hvor fusionerende beslutninger skal være baseret på amplitude-time plots og tværs correlograms. Figur 8 viser et eksempel på en beslutning fusionerende delvist baseret på tværs af correlogram. En meget stærk, asymmetric krydskorrelation med korte tidsintervaller (figur 8B) koblet med en forskel i spids-til-spids højden af enheder og lignende fyring mønstre (figur 8E) antyder kraftigt, at piggene kommer fra den samme neuron. Figur 9 viser et tilfælde, hvor den samme slags bevis for sammenlægning mangler. Her på tværs af correlogram er svag og ikke stærkt asymmetrisk. Desuden formerne af autocorrelograms de to klynger er forskellige (figur 9A). Formentlig skal de to enheder ikke flettes på grund af den ekstra klar forskel i fordelingen af de vigtigste komponenter (figur 9C). Figur 10 viser et tilfælde, hvor PP højder af to enheder blandes sammen samtidigt at en af dem stopper fyring og de andre genoptages. I dette tilfælde beslutningen om at fusionere synes korrekt, selvom man ikke kan udelukke muligheden for, at enhederne koordinerer deres fyring mønstre ikomplekse måder, og at ligheden i højder er tilfældigt.

Disse eksempler illustrerer vanskeligheden i at tilbyde fast vejledning om, hvordan man laver fusionerende beslutninger. Dette forværres af den generelle mangel på objektive mål til vurdering den generelle kvalitet af spike sortering og virkningerne af parameterændringer. Dette er på grund af manglen på jorden sandhed information, som for spike sortering, ville bestå af intracellulære optagelser (eller tilsvarende) fra hver neuron, der var tæt nok til en optagelse elektrode at give anledning til påviselige ekstracellulære signaler. På trods af denne begrænsning, der er surrogater for jord sandheden data, og det er ikke urimeligt at antage, at en ændring i sortering strategi, der resulterer i bedre resultater på surrogatdata vil føre til bedre resultater med reelle data. De surrogater omfatter fast MEA registrering af data, hvor pigge, taget fra optagelsen, tilføjes tilbage i RECORDIng på kendte tidspunkter på forskellige kanaler, hvor de ikke kan forveksles med de originale spikes. En sådan test dannede grundlag for et spyd sortering konkurrence arrangeret af G. Buzsáki og T. Harris afholdt på Janelia Farm i 2013. Surrogat data blev genereret fra optagelser foretaget i thalamus eller hippocampus af frit bevægelige rotter (A. Peyrache, A. Berenyi og G. Buzsáki, upubliceret data). Spike signaler, som der var "jorden sandhed 'blev genereret ved at tage pigge fra en enhed er optaget på en skaft og tilføje dem optagelsen på endnu skaftet derved sikre, at forholdet af denne spike tog med baggrund aktivitet og hjernen stater blev bevaret. Optagelser indeholdt faktiske spiking aktivitet foruden de tilsatte formalede sandhed spike tog. De falske positive satser for SpikeSorter var 0,26% og 0,01% for to forskellige test sæt, mens de tilsvarende falsk negative var 2,1% og 0,37% (A. Peyrache, personlig kommunikation). Disse satser var blandt than bedst af konkurrencen men vigtigere de er lave og sandsynligvis acceptabelt for de fleste typer af neurofysiologisk analyse. En anden metode er at bruge meget detaljerede storstilede biofysiske simuleringer af netværk af neuroner til at generere simulerede ekstracellulære optagelser fra bestemte MEA designs. Forskere arbejder i øjeblikket på MEA sortering metoder blev opfordret til at sortere test simuleringer af denne art ^15. Fem forskellige sorteringsalgoritme blev sammenlignet. Der er forskellige måder at evaluere sortering ydeevne og udførelsen af ​​de forskellige grupper varierede efter hvilke foranstaltninger blev anvendt, med ingen gruppe er naturligvis bedre end nogen anden. SpikeSorter resultater faldt inden for området af resultater opnået ved de forskellige grupper.

Figur 1. Event Detection Dialog. Denne proføringerne er du sikret muligheder for valg af metode til måling af støj, for maskering kanaler, indstilling tærsklingsparametre værdier og metoder til at anvende dem, og til at vælge metoder til at undgå begivenhed dobbeltarbejde. I denne og andre dialoger, er oplysninger om de valg, som knapper identificeret ved spørgsmålstegn ( "?").

Figur 2. The View, Clean og Split Dialog. Det giver muligheder for visning klynge kurver, identificere og slette perifere kurver, for at opdele klynger i et eller flere subclusters, og for at slette eller medbringes nye klynger fra subclusters. Subclusters er identificeret ved de farver, der vises. (Disse kan ændres i dialogboksen Indstillinger.)

Figur 3. Effekt af Justering begivenheder til en upålidelig Feature. Figuren viser data fra en enkelt kanal-baseret klynge, defineret som det sæt af begivenheder, hvis top-til-top bølgeform spændinger var størst på en bestemt kanal. Panel A viser et undersæt af 50 event bølgeformer fra denne klynge, overplotted, på forskellige elektrodeområder kanaler. Kanalnumre vises i øverste venstre hjørne af hvert sæt af kurver. Sorte prikker ved siden af ​​en kanal angiver, at kanalen er blevet tildelt til den pågældende klynge. Kanaler er lagt ud i den samme rumlige rækkefølge, de har på elektroden. Vandrette akser viser tid og lodrette akse, spænding. Den vandrette position af den lodrette akse angiver justeringen punkt, dvs. hvert arrangement er placeret, så dens tilpasning punktet falder sammen med aksen. Den scalebar nederst til venstre i panel A viser 0,5 ms og 100 μV. Blå linier i A angiver gennemsnittet af hvert sæt bølgeformer (skabelonen). Kanal 24 (grå) er maskeret. Begivenheder er afstemt til den mest negative lokale minimum af bølgeformen (negativ trug) som bestemt umiddelbart efter detektering begivenhed. Panel B viser fordelingen af de første 2 hovedkomponenter afledt af alle bølgeformer i klyngen. Tre subclusters er synlige i denne fordeling. Felt C viser det samme sæt af begivenheder efter justering dem til skabelonen bølgeform. Den væsentligste komponenter distribution (panel D) viser nu kun to subclusters (en identificeret i rødt). Yderligere undersøgelse viste, at en falsk klynge i B var forårsaget af justeringen af ​​en delmængde af begivenheder til en anden negativ trug (den langsommere negativ efter-potentiale), som i nogle tilfælde var mere negativ end den første. Nogle af disse forskudte begivenheder er synlige i panel A som bølgeformer hvis form ikke svarer til resten._blank "> Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 4. AutoSort Dialog. Det giver event afsløring muligheder, klyngedannelse og muligheder for automatiseret ophørende og opsplitning af klynge par efter den indledende automatiserede klyngedannelse fase.

Figur 5. Undersøg Cluster Pairs Dialog. Det giver muligheder for at vælge klynge par, foranstaltninger sammenligning (Match metode), søge gennem lister over par bestilt af sammenligningen værdi, indstillinger for visning correlograms, viser plots af PP højde (eller PC1 eller PC2) vs. tid, og en mulighed for at fusionere par.

>
Figur 6. Efterbehandling Dialog. Det giver muligheder for at flytte og / eller slette dublerede begivenheder, til at slette muligvis støjende arrangementer, for reclustering unclustered begivenheder, til at slette klynger med et lavt signal til støj-forholdet (SNR) og for omnummerering (sortering) klynger efter forskellige kriterier.

Figur 7. Visning af sorterede enheder viser tilfældigt valgt, Overplotted kurver Farvet Ifølge Cluster nummer. For klarhedens skyld er kun den midterste kanal bølgeformen af ​​hver klynge vist. Data (fra Mitelut & Murphy, upubliceret) viser de nederste 14 kanaler af en 64-kanals elektrode optagelse fra mus visuelle cortex.

annonce / 55.217 / 55217fig8.jpg "/>
Figur 8. Eksempel på Evidence, der kan bringes til at bære på en afgørelse om ikke at flette to klynger. De Sammenlign klynger dialogen (panel A) blev anvendt til at søge efter cluster par med lignende bølgeform figurer, ignorerer amplitude (normaliseret dot-produkt match metode). Panel B viser autocorrelograms (AC) og på tværs af correlogram (CC) for de to klynger, med to forskellige bin bredder (0,2 og 2 ms). Disse viser, at pigge i den anden klynge (enhed 53) har en meget stærk tendens til at forekomme enten 4 eller 8 ms før spidser i den første (enhed 28). Panel C viser spike figurer af de to enheder og viser, at den anden (vist med grønt) har en mindre stigning end den første også. Panel D viser PC fordeling af de to klynger. Panel E grafer PC1 (lodret akse) af de to enheder af de to enheder (rød og grøn henholdsvis) vs. </ Em> tid (vist i minutter) i hele perioden for optagelse. Se tekst for yderligere beskrivelse. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 9. Eksempel på en klynge Pair Hvor der er meget mindre Beviser til fletning. Panel A viser, at autocorrelograms (AC) og på tværs af correlogram (CC) for de to klynger have forskellige former. Panel B viser det gennemsnitlige skabelon bølgeform og standardafvigelser (skravering angiver 1 SD enhed) for at vise forskellene i bølgeform mere tydeligt. Panel C viser PC fordeling af de to klynger. Panel D grafer peak-to-peak højde (vertikal akse, μV) af de to enheder vs. tid under the hele perioden for optagelsen. Se tekst for yderligere beskrivelse. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 10. Beviser til fletning Baseret på Firing Mønster og Principal Components Variation. Panel A viser bølgeformerne for de to klynger (rød og grøn). Panel B plotter PC1 (lodret akse) vs. tid (vandret akse) for de to klynger og viser et komplementært mønster af fyring med PC1 værdier at ligne på det tidspunkt en enhed stopper fyring og de andre starter. Dette understøtter en beslutning om at fusionere trods af tilstedeværelsen af forskellige klynger i pc-distributioner (Panel C).

Discussion

filformater

Aktuelt understøttede filformater omfatter Neuralynx (.ntt og .ncs), Plexon (.plx), Neuroscope (.xml + dat), Multichannel Systems (.mcd), Blackrock (.nev) og Intan (.rhd). For ikke-understøttede formater, er der to muligheder. Den ene er at anmode tilsætning af filformatet til en kommende udgivelse (en e link til udvikleren findes i 'Hjælp - Om' dialog). Den anden er at konvertere filen til et understøttet format. En enkel løsning er at bruge den tid-spike-format ".tsf«. Denne skelettet format indeholder spænding rekord og kanal lokaliseringsdata plus registrering af begivenheder og kanalen og klynge opgaver efter sortering. Læsning disse filer ofte er hurtigere end for andre formater. Uafhængigt af beskæftiger sig med ikke-understøttede formater kan det være praktisk at spare filtrerede data i en .tsf fil (dette format er blandt de Eksportmuligheder), da dette vil undgå behovet for efterfølgende tidskrævende fillersted. Nærmere oplysninger om .tsf format er inkluderet i den dokumentation, der følger med programmet.

Accessoriske filer

To tilknyttede filer bruges til at gemme parametre, ss_prefs.sav og ss_parameters.sav. Filen 'ss_prefs.sav' sparer kun bruger-valgte værdier, der ikke har direkte virkning på sortering og er mindre tilbøjelige til brug for forandring, f.eks vinduesstørrelser og holdninger, spænding og andre skaleringsværdier. Hvis ss_prefs.sav ikke eksisterer, oprettes, når der trykkes på knappen 'Anvend' i den relevante dialogboks, eller når programmet forlades. Hvis de "sticky parametre 'mulighed i denne fil er indstillet, en separat fil' ss_parameters.sav« bruges til at gemme brugervalgte parameterværdier og indstillinger, der påvirker resultatet af sortering samt mange visningsmuligheder. Denne fil er gemt, eller opdateres, når programmet afsluttes via det normale 'Filer - Afslut' rute (men ikke, når programmet 'Luk'knappen (øverst til højre) anvendes). I mangel af denne fil ved opstart, anvendes standardværdier.

program grænser

Den grænse for længden af ​​optagelsen, der kan sorteres, bestemmes af mængden af ​​RAM på computeren. En PC med 16 GB RAM kan generelt håndtere raw-filer på op til 13 GB-14 GB i størrelse (2 GB mindre end den samlede RAM), hvis hukommelsen ikke er i brug til andre formål. Andre begrænsninger, f.eks på det maksimale antal kanaler, maksimale klyngestørrelser mv kan variere med programversion og fremtidige opgraderinger. De kan ses ved at gå til 'Hjælp - Om ".

Yderligere funktioner

The View, dialog rene og split klynger giver flere muligheder for manuel definition af klynge grænser. De omfatter brug af musen til at tegne en ellipse i PC displayet, at tegne et rektangel i PP amplitude (eller PC1 eller PC2) vs. tid display, og at drage discriminat ion vinduer i de vigtigste bølgeform display. Disse kan hver især bruges til at oprette subclusters (enhver eksisterende subclustering overskrives). Dialogen skal forlades, før nogen af ​​disse objekter kan drages. Ved at trykke den tilhørende knap i dialogboksen ( 'Windows', 'Ellipse "eller" rektangel ") skaber subcluster.

En dialog strategi (Sort - Strategi) viser en række sortering parametre, der er mindre tilbøjelige til at skal ændres, men som kan have en betydelig effekt på sortering. Disse indbefatter for eksempel parametre, som bestemmer tildelingen af ​​kanaler til klynger og udvælgelsen af ​​tidspunkter, der bidrager til beregningen af ​​hovedkomponenter for enhver klynge. Dialogen Administrer klynger giver mere detaljerede oplysninger om de enkelte klynger, end leveres af View, ren og dialog split klynger, eller af post-dialogboks. Der er også mere varierede muligheder for at slette klynger.

Indholdsproduktion "> Kanaler vises i en bestemt lodret ordre, kaldet 'sorteringsrækkefølgen«, i spændingen displayet. Ideelt denne ordre vil afspejle den fysiske nærhed af kanalerne, men det kan være svært at opnå i betragtning, at den faktiske layout er i to dimensioner. sorteringsrækkefølgen genereres ved at beregne projektionen af kanalpositionerne på en linje med en given vinkel i forhold til y-aksen. rækkefølgen af kanalnumre på linjen er den slags orden. Dette beregnes automatisk i mange tilfælde men det er muligt at generere en anden ved at gå til 'View - Acquisition egenskaber «.. muligheden for at vise kanaler i numerisk rækkefølge er også Bemærk, at rækkefølgen af ​​display har ingen effekt på sortering.

Andre tilgange

Andre softwarepakker til at gøre spike sortering eksisterer. Disse omfatter kommercielle programmer såsom Offline Sorter (http://www.plexon.com/products/offline-sorter), som well som fri software som MClust (AD Redish: http://redishlab.neuroscience.umn.edu/MClust/MClust.html), Klustakwik (KD Harris: https://sourceforge.net/projects/klustakwik/), Wave_clus (RQ Quiroga: http://www2.le.ac.uk/departments/engineering/research/bioengineering/neuroengineering-lab/spike-sorting) og programmerne Neuroscope og Klusters (http:. // neurosuite) ^16. En detaljeret sammenligning med disse andre programmer, hvoraf mange er i almindelig brug, er uden for rammerne for den foreliggende papir. En sådan sammenligning ville indebære en række relaterede kriterier, herunder brugervenlighed, pålidelighed, filformat support, GUI design, dokumentation, grad af automatisering, afhængighed af hardware- og softwarekomponenter, forarbejdning hastighed, tilpasningsevne til multilaterale miljøaftaler samt tetrodes, og, i det omfang, det er muligt at måle det, sortering nøjagtighed. I mangel af en detaljeret sammenligning, mener vi, at SpikeSorter tilbyder en kombination af muligheder og støtte til spike slagsing, som måske ikke tilgængelige i alle andre i øjeblikket tilgængelige standalone spike sortering pakke.

Sortering Kvalitet

Som nævnt ovenfor objektive effektmål, der kan anvendes afgøre, om en procedure eller valg er bedre end en anden er stort set mangler. Afhængigheden af ​​parametre og behovet for hyppig brugerinput gør det også usandsynligt, at en bestemt slags nogensinde kan blive reproduceret. Dette i sig selv ville begrænse brugen af ​​effektmål, hvis de eksisterede. For at gøre tingene værre, er det langt fra sikkert, at nøjagtig spike sortering er mulig, selv i princippet. Ekstracellulære optagelser kombineret med intracellulære optagelser af nærliggende enkelte celler findes ^{17, 18,} men intracellulære optagelser fra tilstødende par af neuroner er nødvendige for at bevise, at signaler fra omkringliggende celler altid kan skelnes. De faktorer, der kan forårsage ekstracellulære spændingssignaler fra engivet neuron til at variere på tværs af perioder, korte såvel som lange, er heller ikke godt forstået og i praksis kan tilføje betydelig variation (f.eks Figurerne 8 og 10), der komplicerer sortering. For spike sortering at være en opløselig problem disse ændringer skal være mindre eller forskellig art, end de mindste forskelle, der kan forekomme mellem celler som følge af positionelle forskelle. Afhængige af numeriske målinger af klynge kvalitet kan også være problematisk. For eksempel kan celler skyde på priser, der adskiller sig ved størrelsesordener ^{19, 20.} Inddragelsen af ​​næsten alle de pigge fra et lave skudhastighed celle blandt dem en høj fyring hastighed celle kan have ringe indflydelse på enhver klynge kvalitet foranstaltning, skjule det faktum, at sortering kvaliteten af ​​den lave cellen ville være dårlig eller ikke eksisterende. På baggrund af disse udfordringer, sortering metoder til vurdering af kvaliteten af ​​baseret på cluster overlap^{8, 21} eller sortering stabilitet i lyset af parameter variation ²² kan give en falsk følelse af sikkerhed. I stedet foreslår vi, at det kan være nødvendigt at acceptere, at spike sortering er baseret på ufuldstændig videnskab. Sorteringsanlæg kan have til at leve med en følelse af ufuldkommenhed og lære, at det kan være bedre at afsætte tid til mere produktive former for dataanalyse snarere end hele tiden at forsøge at forbedre kvaliteten af ​​en slags.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
spikesorter.exe	N/A		http://www.swindale.ecc.ubc.ca/SpikeSorter