模拟星形胶质细胞中原发性细胞间 Ca$^{2+}$ 波传播的功能网络及其在研究药物效应中的应用

我们引入了一种简单的多变量信号分析程序，以揭示构成活体组织的细胞之间的功能连接，并描述了如何应用该程序来提取关于药物对组织效应的见解。该程序基于时间分辨活动信号的协方差矩阵。通过确定使协方差最大化的时间滞后，可以推导出细胞间相应连接的权重。引入简单的约束后，即可判断细胞对是否在功能上相连以及连接的方向。在用合成数据测试该方法后，我们将其应用于研究外部刺激后星形胶质细胞中 Ca$^{2+}$ 波的细胞间传播，旨在揭示功能细胞连接网络。我们的方法特别适用于此类网络信号传播，其中信号呈脉冲状且具有短时间延迟，并且被证明优于标准方法，即多变量 Granger 算法。最后，基于连接权重分布的统计分析，我们提出了简单的度量方法来评估药物对细胞间功能连接的影响。