不同脉冲序列同步性度量对荷包牡丹碱诱发癫痫样活动错误数据鲁棒性的比较
定量方法
2020-03-24 v1
摘要
由于同步活动与基础脑功能及病理状态相关，脉冲序列同步性已成为分析实验神经元数据的重要度量。已提出许多不同的脉冲序列同步性度量，但尚无允许不同实验间结果比较的金标准。本工作旨在为哪种同步性度量最适合量化体外神经元脉冲序列数据中癫痫样诱发物质（如荷包牡丹碱（BIC））的效应提供指导。记录得到的脉冲序列数据很可能遭受错误的脉冲检测，例如漏检脉冲（假阴性）或噪声（假阳性）。因此，我们比较了不同时间尺度依赖（互相关、互信息、脉冲时间平铺系数）和时间尺度独立（Spike-contrast、相位同步、A-SPIKE-synchronization、A-ISI-distance、ARI-SPIKE-distance）的同步性度量对错误脉冲序列的鲁棒性。作为对 in silico 操纵数据的结果，Spike-contrast 是唯一对假阴性和假阳性脉冲均鲁棒的度量。对实验数据集的分析揭示，所有度量都能以统计显著的方式捕获 BIC 的效应，其中 Spike-contrast 即使在低脉冲检测阈值下也显示出最高的统计显著性。总之，我们建议将 Spike-contrast 作为既有同步性度量的补充，因为它时间尺度独立且对错误脉冲序列鲁棒。
引用
@article{arxiv.2003.10372,
title = {Comparison of different spike train synchrony measures regarding their robustness to erroneous data from bicuculline induced epileptiform activity},
author = {Manuel Ciba and Robert Bestel and Christoph Nick and Guilherme Ferraz de Arruda and Thomas Peron and Comin César Henrique and Luciano da Fontoura Costa and Francisco Aparecido Rodrigues and Christiane Thielemann},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.10372},
year = {2020}
}