虚拟膜片钳：从钙成像推算秀丽隐杆线虫膜电位
神经元与认知
2019-07-26 v1 人工智能
机器学习
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摘要
我们开发了线虫秀丽隐杆线虫（C. elegans）的随机全脑与全身模拟器，并表明其具有足够的正则化能力，可从部分钙荧光成像观测中推算潜在的膜电位。据我们所知，这是首次尝试“完成闭环”，即利用基于解剖结构的全连接组模拟器，从实践中可测量的协变量中以单细胞保真度推算随时间变化的“脑”状态。我们采用的序贯蒙特卡洛（SMC）方法不仅能够推算上述潜在状态，还提出了一种通过对 SMC 提供的含噪模型证据近似进行变分优化来学习模拟器参数的策略。我们的推算与参数估计实验在分布式系统上使用上述技术的新颖实现进行，所处理的合成数据在维度与类型上代表了当前实验室所测量的数据。
引用
@article{arxiv.1907.11075,
title = {The Virtual Patch Clamp: Imputing C. elegans Membrane Potentials from Calcium Imaging},
author = {Andrew Warrington and Arthur Spencer and Frank Wood},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.11075},
year = {2019}
}
备注
Includes Supplementary Materials