We thank those individuals and groups who have used SpikeSorter and who have provided requests for file format support and suggestions and feedback on how to improve it. These include Youping Xiao, Felix Fung, Artak Khachatryan, Eric Kuebler, Curtis Baker, Amol Gharat and Dongsheng Xiao. We thank Adrien Peyrache for the false positive and negative figures given in 'Representative Results'.

<ol>
	<li>Buzs&#225;ki, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Large-scale+recording+of+neuronal+ensembles.">Large-scale recording of neuronal ensembles.</a> Nat. Neurosci. 7, 446-451 (2004).</li><li>Blanche, T. J., Spacek, M. A., Hetke, J. F., Swindale, N. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polytrodes:+High+Density+Silicon+Electrode+Arrays+for+Large+Scale+Multiunit+Recording.">Polytrodes: High Density Silicon Electrode Arrays for Large Scale Multiunit Recording.</a> J. Neurophys. 93, 2987-3000 (2005).</li><li>Lewicki, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+of+methods+for+spike+sorting:+the+detection+and+classi&#64257;cation+of+neuronal+action+potentials.">A review of methods for spike sorting: the detection and classi&#64257;cation of neuronal action potentials.</a> Network. 9, R53-R78 (1998).</li><li>Letelier, J. C., Weber, P. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spike+sorting+based+on+discrete+wavelet+transform+coefficients.">Spike sorting based on discrete wavelet transform coefficients.</a> J. Neurosci. Methods. 101, 93-106 (2000).</li><li>Quiroga, R. Q., Nadasdy, Z., Ben-Shaul, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Unsupervised+spike+detection+and+sorting+with+wavelets+and+superparamagnetic+clustering.">Unsupervised spike detection and sorting with wavelets and superparamagnetic clustering.</a> Neural Computation. 16, 1661-1687 (2004).</li><li>Franke, F., Natora, M., Boucsein, C., Munk, M., Obermayer, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+online+spike+detection+and+spike+classi&#64257;cation+algorithm+capable+of+instantaneous+resolution+of+overlapping+spikes.">An online spike detection and spike classi&#64257;cation algorithm capable of instantaneous resolution of overlapping spikes.</a> J. Comput. Neurosci. 29, 127-148 (2010).</li><li>J&#228;ckel, D., Frey, U., Fiscella, M., Franke, F., Hierlemann, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applicability+of+independent+component+analysis+on+high-density+microelectrode+array+recordings.">Applicability of independent component analysis on high-density microelectrode array recordings.</a> J. Neurophysiol. 108, 334-348 (2012).</li><li>Rossant, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spike+sorting+for+large,+dense+electrode+arrays.">Spike sorting for large, dense electrode arrays.</a> Nature Neuroscience. 19, 634-641 (2016).</li><li>Vandecasteele, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Large-scale+recording+of+neurons+by+movable+silicon+probes+in+behaving+rodents.">Large-scale recording of neurons by movable silicon probes in behaving rodents.</a> JoVE. (61), e3568 (2012).</li><li>Schjetnan, A. G. P., Luczak, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recording+large-scale+neuronal+ensembles+with+silicon+probes+in+the+anesthetized+rat.">Recording large-scale neuronal ensembles with silicon probes in the anesthetized rat.</a> JoVE. (56), e3282 (2011).</li><li>Swindale, N. V., Spacek, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spike+sorting+for+polytrodes:+a+divide+and+conquer+approach.">Spike sorting for polytrodes: a divide and conquer approach.</a> Frontiers in Systems Neuroscience. 8, 1-21 (2014).</li><li>Swindale, N. V., Spacek, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spike+detection+methods+for+polytrodes+and+high+density+microelectrode+arrays.">Spike detection methods for polytrodes and high density microelectrode arrays.</a> J. Comput. Neurosci. 38, 249-261 (2015).</li><li>Swindale, N. V., Spacek, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Veri&#64257;cation+of+multichannel+electrode+array+integrity+by+use+of+cross-channel+correlations.">Veri&#64257;cation of multichannel electrode array integrity by use of cross-channel correlations.</a> J. Neurosci. Meth. 263, 95-102 (2016).</li><li>Fukunaga, K., Hostetler, L. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+estimation+of+the+gradient+of+a+density+function,+with+applications+in+pattern+recognition.">The estimation of the gradient of a density function, with applications in pattern recognition.</a> IEEE Transactions on Information Theory (IEEE). 21, 32-40 (1975).</li><li>Mitelut, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Standardizing+spike+sorting:+an+in+vitro,+in+silico+and+in+vivo+study+to+develop+quantitative+metrics+for+sorting+extracellularly+recorded+spiking+activity.">Standardizing spike sorting: an in vitro, in silico and in vivo study to develop quantitative metrics for sorting extracellularly recorded spiking activity.</a> Soc. Neurosci. Abstr. 598 (10), (2015).</li><li>Hazan, L., Zugaro, M., Buzs&#225;ki, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Klusters,+NeuroScope,+NDManager:+A+free+software+suite+for+neurophysiological+data+processing+and+visualization.">Klusters, NeuroScope, NDManager: A free software suite for neurophysiological data processing and visualization.</a> J. Neurosci. Meth. 155, 207-216 (2006).</li><li>Harris, K. D., Henze, D. A., Csicsvari, J., Hirase, H., Buzs&#225;ki, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Accuracy+of+tetrode+spike+separation+as+determined+by+simultaneous+intracellular+and+extracellular+measurements.">Accuracy of tetrode spike separation as determined by simultaneous intracellular and extracellular measurements.</a> J. Neurophysiol. 84, 401-414 (2000).</li><li>Anastassiou, C. A., Perin, R., Buzs&#225;ki, G., Markram, H., Koch, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell-type+and+activity+dependent+extracellular+correlates+of+intracellular+spiking.">Cell-type and activity dependent extracellular correlates of intracellular spiking.</a> J. Neurophysiol. 114, 608-623 (2015).</li><li>Wohrer, A., Humphries, M. D., Machens, C. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Population-wide+distributions+of+neural+activity+during+perceptual+decision-making.">Population-wide distributions of neural activity during perceptual decision-making.</a> Prog. Neurobiol. 103, 156-193 (2013).</li><li>Mizuseki, K., Buzs&#225;ki, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preconfigured,+skewed+distribution+of+firing+rates+in+the+hippocampus+and+entorhinal+cortex.">Preconfigured, skewed distribution of firing rates in the hippocampus and entorhinal cortex.</a> Cell Reports. 4, 1010-1021 (2013).</li><li>Schmitzer-Torbert, N., Jackson, J., Henze, D., Harris, K., Redish, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+measures+of+cluster+quality+for+use+in+extracellular+recordings.">Quantitative measures of cluster quality for use in extracellular recordings.</a> Neuroscience. 131, 1-11 (2005).</li><li>Barnett, A. H., Magland, J. F., Greengard, L. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Validation+of+neural+spike+sorting+algorithms+without+ground-truth+information.">Validation of neural spike sorting algorithms without ground-truth information.</a> J. Neurosci. Meth. 264, 65-77 (2016).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

פורמטים של קבצים נכון לעכשיו פורמטים של קבצים נתמכים כוללים Neuralynx (.ntt ו .ncs), Plexon (.plx), Neuroscope (xml + .dat), מערכות רב ערוציות (.mcd), בלאקרוק (.nev) ו Intan (.rhd). עבור פורמטים נתמכים, קיימות שתי אפשרויות. אחת היא לבקש תוספת של פורמט קובץ כדי שתשוחרר בקרוב (קישור דוא&quot;ל היזם מסופק &#39;עזרה - אודות&#39; הדו-שיח). השני הוא להמיר את הקובץ לתבנית נתמכת. אפשרות קלה ופשוטה היא לנצל את הזמן-ספייק הפורמט &#39;.tsf&#39;. פורמט עצמות חשוף זה מכיל את נתוני מיקום להקליט ערוץ מתח בתוספת התיעוד של אירועים וערוץ והקצאות אשכולות הבאים מיון. קריאת קבצים אלה היא בדרך כלל מהר יותר מאשר פורמטים אחרים. עצמאי להתמודד עם פורמטים נתמכים זה עשוי להיות נוח לשמור את נתונים מסוננים בקובץ .tsf (פורמט זה נכלל בין אפשרויות היצוא) מאז זה ימנע את הצורך fil זמן רב לאחר מכןtering. פרטים של הפורמט .tsf כלולים בתיעוד שמגיע עם התוכנית. קבצים נלווים שני קבצים נלווים משמשים לאחסון פרמטרים, ss_prefs.sav ו ss_parameters.sav. הקובץ &#39;ss_prefs.sav&#39; חוסך ערכים שנבחר בקפידה המשתמש בלבד שאין להם השפעה ישירה על המיון נוטים פחות צריך שינוי, גודל חלון למשל ועמדות, מתח וערכים אבניים אחרים. אם ss_prefs.sav אינו קיים, הוא נוצר כאשר &quot;החל&quot; על הלחצן הדו-שיח רלוונטי נלחץ, או כאשר הוא יצא בתוכנית. אם האפשרות &#39;הפרמטרים דביק&quot; בקובץ זה מוגדר, א&#39; ss_parameters.sav &#39;בקובץ נפרד משמש לאחסון ערכי פרמטרים לבחירת משתמש ואפשרויות המשפיעות על התוצאה של מיון, כמו גם אפשרויות תצוגה רבות. קובץ זה נשמר או מעודכן כאשר התכנית יצאה דרך &#39;קובץ - Exit&#39; הנורמלי המסלול (אבל לא כאשר התכנית &#39;סגורה&#39;כפתור (למעלה מימין) משמש). בהעדר קובץ זה בעת אתחול, ערכי ברירת מחדל. גבולות התוכנית מגבלת האורך של הקלטה כי ניתן למיין נקבעת על פי כמות ה- RAM במחשב. מחשב עם 16 GB של RAM יכול להתמודד עם קבצי RAW בדרך כלל של עד 13 GB-14 GB בגודל (2 GB פחות RAM סה&quot;כ) אם הזיכרון אינו נמצא בשימוש למטרות אחרות. גבולות אחרים, למשל על המספר המרבי של ערוצים, בגדלי אשכול מקסימלית, וכו &#39;עשויים להשתנות עם גרסת תוכנה ושדרוגים בעתיד. ניתן לצפות בהם על ידי לחיצה על &#39;עזרה - אודות&#39;. תכונות נוספות The View, הדו-שיח אשכולות נקיים פיצול מציע מספר אפשרויות הגדרה ידנית של גבולות אשכול. הם כוללים שימוש בעכבר כדי לצייר אליפסה בחלון התצוגה PC, לצייר מלבן משרעת PP (או PC1 או PC2) לעומת תצוגת הזמן, וכדי למשוך discriminat<html> חלונות יון בתצוגת צורת הגל הראשית. אלה יכולים כל לשמש ליצירת subclusters (כל subclustering הקיים יוחלף). תיבת הדו-שיח צריך להיות יצאו לפני כל האובייקטים האלה ניתן להסיק. לחיצה על כפתור הקשורים על-שיח ( &#39;Windows&#39;, &#39;אליפסה&#39; או &#39;מלבן&#39;) יוצרת את subcluster. תיבת דו-שיח אסטרטגיה (מיין - אסטרטגיה) מציגה מגוון של מיון הפרמטרים נוטים פחות צריך להיות שונה אך יכולה להיות השפעה משמעותית על מיון. אלה כוללים, למשל, פרמטרים הקובעים את המחאת ערוצים לאשכול ובחירת מועדים לפי שעון שתורמים בחישוב המרכיבים עיקריים לכל אשכול. תיבת הדו-שיח אשכולות נהל מציע מידע מפורט יותר על אשכולות בודדים מאשר מסופק על ידי הצפייה, נקיה שיח אשכולות מפוצלים, או על ידי דו-השיח לאחר העיבוד. ישנן גם אפשרויות מגוונות יותר עבור מחיקת אשכולות. ontent &quot;&gt; ערוצי מוצגים בסדר אנכיים בפרט, כינה את &#39;סדר המיון&quot;, בחלון תצוגת מתח. אידיאלי צו זה ישקף את הקרבה הפיסית של הערוצים אבל זה עלול להיות קשה להשיג בהתחשב בכך את הפריסה בפועל היא שני ממדים. סדר המיון מופק על ידי חישוב היטל של עמדות ערוץ אל קו עם קרוב משפחה זווית שגבה את y ציר. רצף של מספרי הערוצים על הקו הוא את סדר המיון. זה מחושב באופן אוטומטי במקרים רבים אבל אפשר ליצור אחד שונה על ידי לחיצה על &quot;צג - נכסי רכישה &#39;.. האפשרות להציג ערוצים בסדר מספרים גם מסופקת הערה שסדר התצוגה אין כל השפעה על מיון. בניגוד לגישות אחרות חבילות תוכנה אחרות לעשות מיון ספייק להתקיים. אלה כוללים תוכניות מסחריות כגון סדרן מנותק (http://www.plexon.com/products/offline-sorter), כמו well חופשי תוכנה כגון MClust (AD redish: http://redishlab.neuroscience.umn.edu/MClust/MClust.html), Klustakwik (KD האריס: https://sourceforge.net/projects/klustakwik/), Wave_clus (RQ קירוגה: http://www2.le.ac.uk/departments/engineering/research/bioengineering/neuroengineering-lab/spike-sorting) ואת התוכניות Neuroscope ו Klusters (http: //. neurosuite) 16. השוואה מפורטת עם תוכניות אחרות אלה, שרבים מהם נמצאים בשימוש נפוץ, הוא מעבר להיקף של מאמר זה. השוואה כזו תהיה כרוכה מגוון קריטריונים הקשורים כוללים קלות שימוש, אמינות, תמיכה בפורמט קובץ, עיצוב GUI, תיעוד, מידת האוטומציה, תלות רכיבי חומרה ותוכנה, מהירות עיבוד, הסתגלות MEAs וכן tetrodes, ו, עד כדי כך אפשר למדוד את זה, מיון דיוק. בהיעדר השוואה מפורטת, אנו מאמינים כי SpikeSorter מציעה שילוב של אפשרויות ותמיכה מסוג ספייקing כי לא יהיה זמין בכל חבילת מיון ספייק עצמאי אחרת קיימים. איכות מיון כאמור, מדדי תוצאה אובייקטיביים שניתן להשתמש בם כדי להחליט אם הליך אחד או בחירה עדיפה עוד חסר במידה רבה. תלות פרמטרים וצורך קלט משתמש תכוף גם עושה את זה סביר כי כל סוג מסוים אי פעם יכול להיות מועתקת. זה כשלעצמו היה להגביל את השימוש של מדדי תוצאה, אם הן קיים. כדי להחמיר את המצב, זה רחוק מלהיות בטוח מיון ספייק מדויק אפשרי גם באופן עקרוני. הקלטות תאיות יחד עם הקלטות תאיות של תאים בודדים סמוכים קיימות 17, 18 אבל תאיים הקלטות של זוגות שכנות של נוירונים נדרשות להוכיח כי אותות מתאי שכנה תמיד ניתן להבחין. הגורמים שיכולים לגרום אותות מתח תאיים מתוךנוירון שניתן משתנה על פני תקופות זמן, קצר וגם ארוכים, הם גם לא הבינו היטב בפועל יכולים להוסיף לשונות ניכרות (למשל דמויות 8 ו -10) כי מסבך המיון. עבור ספייק מיון להיות בעיה הניתנת לפתרון השינויים האלה צריכים להיות קטנים, או שונים בטבע, מאשר ההבדלים הקטנים שיכול להתרחש בין התאים כתוצאת הבדלים מיקומית. בהסתמך על אמצעי מספרי של אשכול איכות יכול גם להיות בעייתי. לדוגמא, תאים יכולים לפטר בשיעורים שונים לפי סדר גודל 19, 20. הכללתי כמעט כל הקוצים מתא קצב ירי נמוך בקרב של תא קצב ירי גבוה שאולי יש השפעה מועטת על פי כל קנה מידה באיכות אשכול, מסתיר את העובדה כי איכות המיון של תא השיעור הנמוך תהיה עניה או אי קיימים. בהתחשב באתגרים אלה, שיטות להערכת איכות מיון מבוססות על חפיפת אשכול8, 21 או מיון יציבות אל מול של וריאציה פרמטר 22 עלולה לספק תחושת ביטחון כוזבת. במקום זאת, אנו ממליצים כי זה עשוי להיות נחוץ כדי לקבל את עובדת המיון ספייק מבוסס על מדע שלם. הממיינים ייתכן שיהיו עליך לחיות בתחושה של חוסר שלמות ללמוד כי הוא עשוי להיות טוב יותר להקדיש את הזמן לצורות פרודוקטיבי יותר של ניתוח נתונים ולא רף מנסה לשפר את איכות מעין.

מי שמקליט אותות תאיים מהמוח בשיטות מתוחכמות יותר מאשר thresholding on-line פשוט חלונאית עומדת בפני המשימה של זיהוי והפרדת האותות מתא עצב שונה אותות מתח הרועשים שרשם האלקטרודה. משימה זו היא הידוע בכינויו מיון ספייק. הקושי של מיון ספייק הוא מורכב על ידי גורמים שונים. נוירונים יכול להיות קרוב מאוד זה לזה, כך האותות רשמו מהם באלקטרודה סמוך צפויים להיות דומה וקשה להבחין. האותות המיוצר על ידי תא עצב בודד עשויים להשתנות לאורך זמן, אולי בגלל תנועות של האלקטרודה, קינטיקה ערוץ נתרן משתנית בתקופות של קצב ירי גבוה, מעלות משתנות של הפעלת conductances המתח דנדריטים שקרובי האלקטרודה, או אולי כמו כתוצאה משינויים במצב המוח. בעיות אלה יכולים להיות מופחתות על ידי שימוש במערכי אלקטרודה רבה (MEAs) עם רבים צפופים (20 - 100 מיקרומטר) r<html> ecording ערוצים המאפשרים הגדרת מרחבית טובה יותר של אותות מנוירונים יחידים מאז הוא בדרך כלל פרושים על פני מספר ערוצים 1, 2. עם זאת, זה, בשילוב עם העובדה כי האותות מנוירונים להתפשט לאורך כל האורך של חפיפת אלקטרודה בחלל, תוצאות במרחב פוטנציאל מאוד גבוה ממדי שבתוכה אשכולות מתאימים נוירונים ייחודיים צריכות להיות מזוהות. בעיה זו הופכת סוררת מחשוב עבור יותר ממספר קטן של ערוצים האלקטרודה. נכון להיום, אין מוסכם בדרך כלל השיטה הטובה ביותר עבור מיון ספייק, אם כי פתרונות רבים הוצעו 3, 4, 5, 6, 7, 8 והקלטות מ MEAs הופכות נפוצות יותר ויותר 9,התחת = &quot;Xref&quot;&gt; 10. מכיוון מיון ספייק הוא לא מטרה בפני עוצמה, אבל הוא פשוט צעד מקדים הכרחי לפני ניתוח נתונים נוסף, יש צורך חבילת שמיש בקלות כי יקרא קבצי נתוני הקלטה גלם ולהמיר אותם רכבות ספייק מיון עם משתמשים קטנים כמו קלט, וכפי מהירה ומהימנה, ככל האפשר. מאמר זה מספק הדרכה לשימוש SpikeSorter - תוכנית שפותחה במטרה לספק את הצרכים הללו. התכנית מבוססת על אלגוריתמים המתואר מאמרים שפורסמו בעבר 11, 12, 13. המטרות בעיצוב התוכנית היו כי א) זה צריך להיות בעל ממשק ידידותי למשתמש הדורשים מעט או ללא ידע מוקדם בתכנות מחשב או של ספייק מיון מתודולוגיה; ב) כמה, אם בכלל, רכיבי תוכנה מיוחדים נוספים מעבר Windows או לינוקס סטנדרטי מערכות הפעלה יש צורך; ג </em&gt;) מגוון רחב של תבניות נתוני הקלטה עבור לייבא ולייצא נתונים צריך להיות נתמך; ד) את צורך קלט משתמש במהלך מיון צריך להיות ממוזער, ודואר) מיון פעמים צריכות סולם בצורה סבירה, באופן אידיאלי באופן ליניארי, עם משך ההקלטה ומספר הערוצים על האלקטרודה. האלגוריתמים מיושמים בתכנית כוללים) סט גמיש של אסטרטגיות איתור מראש עיבוד אירוע; ב) יוצרת קרע אוטומטי ואסטרטגית כיבוש של הפחתת ממד אשר אשכולות גל מתח מבוססים על המרכיבים העיקריים (PC) הפצות המתקבלות תת ערוצים שהוקצו אשכולות ספציפיים; ג) אשכולות אוטומטיים של הפצות PC עם הליך אשכולות מהיר המבוסס על אלגוריתם המשמרת הממוצעת 3, 14, ו- D) התמזגות pairwise אוטומטית חלקי ופיצול אשכולות כדי להבטיח שלכל הוא להבדיל ככל האפשר מכל האחרים. כדי תיהים, סט של נהלים נוסף המאפשר פיצול ידני או מיזוג של אשכולות מבוססים על בדיקה של הפצות PC ברגליים לרכב correlograms של רכבות ספייק ומגרשים משרעת-פעמיים של גל ספייק. הקלטות של tetrodes, מערכי tetrode, מערכי יוטה וכן MEAs יחיד ורב-שוק ניתן לקרוא מסודרות. המגבלה הנוכחית על מספר הערוצים היא 256 אבל זה יכול להיות מוגבר בעתיד. עוד יישום בפלטפורמות קוד פתוח, &quot;spyke&quot; (http://spyke.github.io), הוא גם זמין. נכתב על ידי אחד מאיתנו (MS) ב Python ו- Cython, spyke משתמשת באותה גישה הכוללת כפי SpikeSorter, עם כמה הבדלים: כדי לצמצם את דרישות הזיכרון, הנתונים הגולמיים טעון קוביות קטנות, ורק כשלא היתה ברירה; אשכולות מוצגים באופן בלעדי, מניפולציות, מסודרים ב -3 D; ורכיב קרן ניתוח מרכיבים עצמאי הוא משמשים שיטות הפחתת ממד משלימים. Spyke דורש יותר למשתמשteraction, אבל מסתמך במידה רבה על במקשי קיצור למקלדת ולעכבר ואת תור לבטל / לעשות שוב כדי לחקור את ההשפעות של גורמים שונים במהירות על האשכולות של כל תת-קבוצה של קוצים נתונים. גורמים אלה כוללים ערוץ ספייק ובחירת טווח הזמן, יישור ספייק, מידות אשכולות ורוחב הפס מרחבית (סיגמא) 11. להלן תיאור קצר של אלגוריתמים ואסטרטגיות המשמש למיון. עוד תיאורים שלמים ניתן למצוא בפרסומים קודמים 11, 12, 13 ו בהערות כי ניתן לגשת דרך כפתורי עזרה (מזוהים עם &quot;?&quot;) בתוך SpikeSorter. לאחר טעינת קובץ מתח תאי גלם וסינון את רכיבי תדר הנמוכים, שלב ראשוני של תוצאות זיהוי אירוע סדרה של אירועים, שכל אחד מהם מורכב תמונת מצב מתח קצרה לפני ואחרי זמן אירוע. אם הנבחראתרי רכבו מספיק הם צפופים (&lt;100 מיקרומטר), אותות יחידים אחת יופיעו בדרך כלל על כמה ערוצים שכנים. ערוץ מרכזי נבחר באופן אוטומטי עבור כל אירוע, התואם את האפיק שבו שיא-לשיא המתח של האירוע הוא גדול ביותר. אוטומטיות מיון מתחיל על ידי יצירת אשכול ראשוני יחיד עבור כל ערוץ אלקטרודה, מורכב כל האירועים היו נקודות על אותו הערוץ. יחידה ממוקמת באמצע הדרך בין הערוצים עשויה להצמיח קוצים כי הם נקודות (אולי באופן אקראי) לערוצים שונים: האשכולות מ אלו שתי קבוצות של קוצים יזוהו דומה והתמזגו בשלב מאוחר יותר. צורת הגל הממוצעת של אירועים בכל אשכול ראשוני לאחר מכן מחושב. זה המכונה תבנית האשכול. ערוצי הבת מוקצים כל אשכול מבוסס על אמפליטודות וסטיית התקן של גל תבנית על כל ערוץ. ערכי רכיב עיקריים אז מחושבים עבור כל אשכול מבוסס on את הגל על ​​הסט של ערוצי המוקצה. המשתמש יכול לבחור מספר הממדים מרכיבים עיקריים להשתמש: בדרך כלל 2 מספיקים. אשכול כל כך התפצל סט נוסף של אשכולות, וזה חוזר על עצמו עד שאף ניתן לפצל עוד יותר על ידי יצירת אשכולות אוטומטיים. בשלב זה, קבוצה ראשונית של נגיד, 64 אשכולות מ אלקטרודה 64 ערוצים, ניתן לפצל לשתיים או שלוש פעמים את המספר הזה, תלוי במספר היחידות נכחו בהקלטה. אבל בגלל המשימה משתנית של אירועים מיחידות יחידות לערוצים שונים, מספר אשכולות מצאו בשלב זה הוא קרוב לוודאי יותר גדול ממה שהוא צריך להיות. השלב הבא של מיון הוא לתקן את oversplitting ידי השוואת זוגות של אשכולות ומיזוג זוגות דומים או reassigning אירועים מאחד לשני. שלב המיון זה המכונה &#39;למזג ולפצל&#39;. איחוד ופיצול עבור N אשכולות, ישנם N * (N -1) / 2 זוגות ומכאן מספר הזוגות גדל ככל N 2, אשר אינו רצויה. עם זאת, ניתן לשלול זוגות רבים מן ההשוואה כי שני בני הזוג הם למרחק פיזי ביניהם. פעולה זו מפחיתה את התלות למשהו קשורה יותר באופן ליניארי את מספר הערוצים. למרות קיצור הדרך, את המיזוג ושלב פיצול עדיין יכולים להיות זמן רב למדי. זה עובד באופן הבא. כל זוג אשכול כי הוא להיות לעומת (אלה הנמצאים פיסיים קרובים זה לזה, כפי שניתן לראות ע&quot;י חפיפת ערכות הערוץ המוקצה לכל) הוא זמני ממוזג, אם כי שמירה על זהותם של ספייקים בשני אשכולות החבר הידועים. מרכיביה העיקריים של הזוג הממוזג מחושבים אז. מדד של החפיפה בין הנקודות בשני האשכולות מחושב על בסיס חלוקת שני המרכיבים העיקריים הראשונים. האופן שבו ov<html> מדד erlap מחושב מתואר בפירוט רב יותר במקום אחר 11. הערך שלה הוא אפס אם האשכולות אינם חופפים בכלל, כלומר השכן הקרוב ביותר של כל נקודה נמצא באותו האשכול. הערך שלה הוא קרוב ל -1 אם האשכולות חופפים לחלוטין, כלומר ההסתברות של השכן הקרוב ביותר להיות באותו האשכול היא זהה לזה חזוי מתוך ערבוב אחיד של נקודות. החלטות שונות עשויות אשר לוקחים את מדד החפיפה בחשבון. אם החפיפה עולה על ערך מסוים, ניתן התמזגו אשכולות. אם החפיפה היא קטנה מאוד, צמד האשכול עשוי להיות מוגדר באופן בולט נותר לבדו. ערכי ביניים, המציין פרדה החלקית של זוג האשכול, עשויים לאותת כי הזוג שיש למזג ולאחר מכן מחדש פיצול, את התוצאה הרצויה להיות בזוג צבירים עם חפיפה פחות. נהלים אלה מנוהלים ראשונים בשלב אוטומטי ולאחר מכן בשלב מודרך באופן ידני. אוהל &quot;&gt; בשלב האוטומטי, זוגות אשכול עם ערך חפיפה גבוה ימוזגו;. אז זוגות אשכול עם ביניים לערכי חפיפה נמוכים ימוזגו מחדש פיצול בשלב השני, מונחת המשתמש, המשתמש מוצג עם כל הנותר זוגות אשכול מעורפלים (שאוכלוסייתן מונה ערכי חפיפה במגוון ביניים מוגדר) ברצף מתבקש לבחור אם א) למזג את הזוג, ב) למזג resplit הצמד, ג) להכריז על הזוג להיות ברור (אשר יעקוף את המשמעות של מדד החפיפה), או ד) כדי להגדיר את היחס בין הזוג כמו &quot;מעורפל&quot; המציין את קוצי הזוג צפויים להיות מסודרים היטב. כלים שונים אשר נועדו לעזור עם ההחלטות האלה, כוללים אוטומטיים - ו צולב correlograms ומגרש סדרות עתיות של גובה ספייק וערכי PC. באופן אידיאלי, בסוף בשלבי המיזוג ופיצול, בכל אשכול צריך להיות נבדל מכל האחרים,משום שיש לו מעט, אם בכלל ערוצים במשותף עם אשכולות אחרים, או כי מדד החפיפה הוא פחות ערך מוגדר. ערך זה הוא לבחירה על-ידי המשתמש, אך הוא בדרך כלל 0.1. אשכולות (יחידות) כי לעבור את המבחן הזה מוגדרים &#39;יציב&#39;, ואלה שלא (בגלל החפיפה עם אחד או יותר אשכולות אחרים היא גבוהה מהסף) מוגדרים &#39;יציב&#39;. בפועל, הרוב הגדול של יחידות בסופו של דבר להיות מוגדר כ &#39;יציב&#39; בסיומן של מיון, ומקצה את היתרה או כדי להיות מושלך או כאל פוטנציאל רב יחיד. דרישות תוכנה SpikeSorter תואם 64 סיביות של Windows 7 ו- Windows 10, וכן הופעל בהצלחה תחת לינוקס באמצעות אמולטור יין. קבצי נתונים נטענים לחלוטין לזיכרון (עבור מהירות) ומכאן RAM זמין צריך בקנה מידה עם גודל של ההקלטה (לאפשר כ -2 GB עבור התוכנית עצמה). אלקטרוקבצי נתונים אל גדול מ -130 GB בגודל מוינו בהצלחה בשתי סביבות Windows ו- Linux. אפשרויות ניתן לגשת דרך תפריטים רגילים של Windows, סרגל כלים, ודיאלוגים. הפריסה של פריטים בתפריט תואם פחות או יותר את סדר הפעולות במיון, החל בתפריט &#39;קובץ&#39; מצד שמאל עבור קלט נתונים והתפריט &#39;ייצוא&#39; בצד ימין המאפשר לייצוא של נתונים ממוינת. לחצני סרגל כלים מספקים קיצורים דרך פריטי תפריט נפוץ. את קובץ הגדרות הערוץ תבניות נתוני הקלטה רבות אינן לאחסן במקומות ערוץ. עם זאת, לדעת אלה חיוניים מיון ספייק. ערוצים עלולים גם להיות ממוספרים בדרכים שונות על ידי רכישת תוכנה: SpikeSorter דורש שערוצים ממוספר ברצף, החל ערוץ 1. לפיכך, קובץ הגדרות אלקטרודה נלווה יש להיוצר שיכול למפות מחדש מספרי ערוצים ללכת עלפי כלל הרציף, וכדי ערוץ חנות locations. קובץ תצורת הערוץ הוא קובץ טקסט עם שורה אחת של טקסט עבור כל ערוץ. השורה הראשונה של הקובץ מאחסן שם טקסט, עד 16 תווים, המזהה את האלקטרודה. מספרי השורות הבאות יכולים להיות מופרדים על ידי כרטיסיות, פסיק אחד, או רווחים. ישנם ארבעה מספרים בכל שורה מתן (לפי הסדר): את מספר הערוץ בקובץ, את מספר הערוץ החל עליה להיות ממופה (כלומר מספר אשר ישמשו ידי SpikeSorter), ואת x ו- y של ערוץ, ב מיקרון. ה- x לתאם שבדרך כלל להתפרש בניצב לכיוון של החדרת אלקטרודה ו- y לתאם בהתאם יהיה עומק לתוך הרקמה. קובץ ההגדרות יש להציב באותה ספרייה שבה נמצא קובץ ההקלטה. יש גמישות מסוימת איך יכול להיות שם זה. התוכנית תחפש הראשון עבור קובץ בעל אותו שם כמו קובץ הנתונים הגולמיים אבל עם סיומת .cfg. אם כי אני קובץs לא נמצא, הוא יחפש את הקובץ &quot;electrode.cfg &#39;. אם הקובץ כי בתורו לא נמצא הודעת שגיאה מופקת כדי להעיד על חוסר מידע פריסת הערוץ.

<table><tbody><tr><td>spikesorter.exe</td><td>N/A</td><td></td><td>&lt;a href=&quot;http://www.swindale.ecc.ubc.ca/SpikeSorter&quot;&gt;http://www.swindale.ecc.ubc.ca/SpikeSorter&lt;/a&gt;</td></tr></tbody></table>

a visual guide to sorting electrophysiological recordings using 'spikesorter'

Few stand-alone software applications are available for sorting spikes from recordings made with multi-electrode arrays. Ideally, an application should be user friendly with a graphical user interface, able to read data files in a variety of formats, and provide users with a flexible set of tools giving them the ability to detect and sort extracellular voltage waveforms from different units with some degree of reliability. Previously published spike sorting methods are now available in a software program, SpikeSorter, intended to provide electrophysiologists with a complete set of tools for sorting, starting from raw recorded data file and ending with the export of sorted spikes times. Procedures are automated to the extent this is currently possible. The article explains and illustrates the use of the program. A representative data file is opened, extracellular traces are filtered, events are detected and then clustered. A number of problems that commonly occur during sorting are illustrated, including the artefactual over-splitting of units due to the tendency of some units to fire spikes in pairs where the second spike is significantly smaller than the first, and over-splitting caused by slow variation in spike height over time encountered in some units. The accuracy of SpikeSorter's performance has been tested with surrogate ground truth data and found to be comparable to that of other algorithms in current development.

איור 7 מציג את התצוגה (מתקבלת על ידי לחיצה על &#39;צג - גל ממוין&#39;) לבצע הקלטת מיון טיפוסית. אפשרות תצוגת ברירת המחדל היא רק כדי להראות את הגל בערוץ המרכז עבור כל אשכול. חוויה נפוצה היא כי גל עבור זוג אשכול על אותו הערוץ נראה זהה, אבל כאשר &#39;השווה זוגות &quot;השיח משמש כדי לבחון בשני האשכולות יש אשכולות ברורים הקרנת PC, לרוב כתוצאה מהפרשי צורת גל על ​​ערוצים סמוכים . זה נכון, למשל, של גל בערוץ 62 באיור 7. כפי שצוין לעיל, אין זה נדיר למצוא זוגות אשכול שבו החלטות מתמזגות חייבות להתבסס על מגרשים משרעת-זמן על-correlograms צלב. איור 8 מציג דוגמה של החלטה התמזגות מבוססת בחלקה על-correlogram צלב. חזק מאוד, asymmetriג חוצה קשר במרווחי זמן קצר (איור 8B) בשילוב עם פרש השיא אל שיא הגובה של יחידות דפוסי ירי דומים (איור 8E) מצביע בבירור על הקוצים באים מאותו נוירון. איור 9 מציג מקרה בו את אותו סוג של עדות אחוי חסר. הנה, הצלב-correlogram חלש ולא חזק סימטרי. בנוסף, צורות של autocorrelograms של שני האשכולות (9 א איור) שונים. ניתן לטעון, שתי היחידות לא צריכים תמוזגנה בגלל ההבדל הברור נוסף ההפצות של המרכיבים העיקריים (איור 9 ג). איור 10 מציג מקרה בו לגבהים PP של שתי יחידות מתמזגים בעת ובעונה אחת שאחד מהם מפסיק ירי ואת קורות חיים אחרים. במקרה זה ההחלטה למזג נראה בסדר גמור, אם כי לא ניתן לשלול את האפשרות כי יחידות לתאם דפוסי הירי שלהםבדרכים מורכבות וכי הדמיון בגבהים הוא מקרי. דוגמאות אלו ממחישות את הקושי מציע הדרכת משרד על כיצד לקבל החלטות מתמזגות. זה הוא מורכב על ידי חוסר הכללי של מדדים אובייקטיביים להערכת האיכות הכוללת של מיון ספייק ואת ההשפעות של שינויי פרמטר. הסיבה לכך היא היעדר מידע אמת קרקע, אשר, עבור מיון ספייק, יהיה מורכב הקלטות תאיות (או שווה ערך) מכל נוירון זה היה קרוב מספיק כדי אלקטרודה הקלטה כדי להצמיח אותות תאיים לזיהוי. למרות מגבלה זו, יש תחליפים עבור נתוני אמת קרקע אין זה בלתי סביר להניח כי שינוי מיון אסטרטגיה שתוצאתו ביצועים טובים יותר על נתונים פונדקאיים יוביל לביצועים טובים יותר עם נתונים אמיתיים. את התחליפים כוללים נתוני הקלטת MEA ן בן קוצים, שנלקחו ההקלטה, מתווספים בחזרה recording בזמנים ידועים בשני ערוצים שונים, שבו הם לא יכולים להתבלבל עם הקוצים המקוריים. מבחן כזה היווה את הבסיס של תחרות מיון ספייק שארגנה ג Buzsáki וט &#39;אריס שנערך בחוות Janelia בשנת 2013. נתונים סרוגייט נבעו הקלטות שנעשו בתלמוס או ההיפוקמפוס של נעו בחופשיות חולדות (א Peyrache, א Berenyi וג &#39;Buzsáki, נתונים שלא פורסמו). אותות ספייק עליהן חל &#39;אמת קרקע &quot;נוצרו על ידי לקיחת קוצים מיחידים רשם על שוק אחד הוסיף ההקלטה על שוק אחר ובכך להבטיח כי מערכת היחסים של אותה רכבת ספייק עם פעילות רקע ומדינות המוח נשמרו. הקלטות הכילו פעילות spiking בפועל בנוסף רכבות ספייק האמת הקרקע הוסיף. שיעורי החיובי הכוזבים עבור SpikeSorter היו 0.26% ו 0.01% עבור שתי קבוצות שונות בדיקה בעוד שיעורי שלילי הכוזבים המקבילים עמדו 2.1% ו 0.37% (א Peyrache, תקשורת אישית). שיעורים אלה היו בין tהוא הטוב ביותר של התחרות אבל יותר חשוב הם נמוכים וכנראה מקובל על רוב סוגי ניתוח נוירופיזיולוגיים. גישה נוספת היא להשתמש בהדמיות biophysical בקנה מידה מפורטות מאוד גדול של רשתות של נוירונים כדי ליצור הקלטות תאיות מדומה מתכנוני MEA שצוינו. החוקרים עובדים כרגע על שיטות מיון MEA הוזמנו למיין סימולציות מבחן מסוג זה 15. חמישה אלגוריתמי מיון שונים הושוו. ישנן דרכים שונות של הערכת ביצועי מיון ואת הביצועים של הקבוצות השונות המגוונים לפיה אמצעים שמשו, עם אף קבוצה להיות ברור יותר מכל מדינה אחרת. התוצאות של SpikeSorter נפלו בתוך התחום של תוצאות שהושגו על ידי הקבוצות השונות. <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/55217/55217fig1.jpg" /> איור 1. דיאלוג איתור האירוע. פרו זהvides אפשרויות לבחירת שיטת מדידת רעש, עבור ערוצי מיסוך, הגדרת ערכי thresholding ושיטות החלו, ועל בחירת שיטות מניעת כפילויות אירוע. בחודש זה דיאלוגים אחרים, מידע על האפשרויות מסופק על ידי כפתורים המזוהים על ידי סימני שאלה ( &quot;?&quot;). <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/55217/55217fig2.jpg" /> איור 2. צפו, הנקי פיצול הדיאלוג. זה מספק אפשרויות לצפיית גל מצרר, זיהוי ומחיקת גל פריפריה, לפיצול אשכולות לתוך subclusters אחד או יותר, ועל מחיקה או להרכיב אשכולות חדשים מן subclusters. Subclusters מזוהים על ידי הצבעים המוצגים. (אלה ניתן לשנות בתיבת הדו-שיח ההעדפות.) <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/55217/55217fig3.jpg" /> איור 3. </sטרונג&gt; השפעת יישור אירועים כדי אחרי מאפיין לא מהימן. האיור מציג נתונים מתוך אשכול ערוץ מבוסס יחיד, מוגדר הסדרה של אירועים אשר השיא-לשיא מתח waveform היו גדולים על ערוץ מסוים. לוח מראת משנה של 50 צורות גל אירוע מאשכול זה, overplotted, בערוצי אלקטרודה שונים. מספרי ערוצים מוצגים בפינה השמאלית העליונה של כל קבוצה של צורות גל. נקודות שחורות לצד מספר הערוץ עולה כי ערוץ הוקצה כי מצרר מסוג מסוים. ערוצים ערוכים לפי סדר מרחבית זהה שיש להם על האלקטרודה. צירים אופקיים להראות זמן ציר אנכי, מתח. המיקום האופקי של הציר האנכי מציין את נקודת יישור, כלומר כל אירוע ממוקם כך נקודת יישור שלה עולה בקנה אחד עם הציר. Scalebar בפינה השמאלית התחתונה של לוח תערוכות 0.5 ms ו -100 מיקרו-וולט. קווים כחולים באים לציין את הממוצע של כל קבוצה של צורות גל (התבנית).<html> ערוץ 24 (באפור) מוסווה. אירועים מיושרים המינימום המקומי השלילי ביותר של צורת הגל (שוקת השלילית) כפי שנקבעו מייד לאחר גילוי אירוע. הלוח ב &#39;מציג את ההתפלגות 2 המרכיבים העיקריים הראשונים נגזרים מכל הגל באשכול. שלושה subclusters גלויים בחלוקה זו. לוח ג מראה את אותה הקבוצה של אירועים לאחר היישור להם צורת גל התבנית. התפלגות המרכיבים העיקריים (D פאנל) תציג כעת רק שתי subclusters (אחד מזוהה באדום). בדיקה נוספת הראתה כי מקבץ מופרך B נגרם על ידי היישור של קבוצת משנה של אירועי שוקת שנייה שלילית (האיטי השלילית לאחר-פוטנציאל) שבמקרים מסוימים הייתה שלילי יותר מאשר את הראשון. חלק מהאירועים מיושרים אלה גלויים פאנל כמו גל שצורתה אינה תואמת את השאר.<html> _blank &quot;&gt; לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו. <img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/55217/55217fig4.jpg" /> איור 4. בתיבת הדו-שיח המיון האוטומטי. זה מספק אפשרויות זיהוי אירוע, אפשרויות אשכולות ואופציות איחוד אוטומטי ופיצול זוגות אשכולות הבאים הבמה אשכולות אוטומטיים הראשוני. <img alt="איור 5" src="/files/ftp_upload/55217/55217fig5.jpg" /> איור 5. דיאלוג זוגות אשכול השווה. זה מספק אפשרויות לבחירת זוגות אשכול, אמצעי השוואה (שיטת התאמה), חיפוש דרך רשימות של זוגות הורה ידי ערך ההשוואה, אפשרויות להצגת correlograms, מוצג חלקים גובה PP (או PC1 או PC2) לעומת זמן, ואופציה למזג זוגות. <html> &gt; <img alt="איור 6" src="/files/ftp_upload/55217/55217fig6.jpg" /> איור 6. בתיבת הדו-שיח עיבוד פוסט. זה מספק אפשרויות עבור העברה ו / או מחיקה של אירועים כפולים, למחיקה ייתכן שכל מאורעות רועשים, עבור reclustering אירועי unclustered, למחיקת אשכולות עם אות נמוכה יחס רעש (SNR) ועל מספור מחדש (מיון) אשכולות על פי קריטריונים שונים. <img alt="איור 7" src="/files/ftp_upload/55217/55217fig7.jpg" /> איור 7. תצוגה של יחידות ממוינות מציג שנבחר באקראי, Overplotted Waveforms צבעוני על פי מספר אשכול. לשם בהירות, את צורת גל ערוץ המרכז היחידה של כל אשכול מוצג. נתונים (מ Mitelut &amp; מרפים, לא פורסם) להראות את הערוצים 14 התחתונים של הקלטת אלקטרודה 64 ערוצים מ קליפת ראיית עכבר. המודעה / 55,217 / 55217fig8.jpg &quot;/&gt; איור 8. דוגמא של ראיות שניתן להביאן לשאת על החלטה אם למזג את שני אשכולות. אשכולות השוואת השיח (לוח א &#39;) שמש כדי לחפש זוגות אשכול עם צורות גל דומות, תוך התעלמות משרעת (מנורמל שיטת משחק הדוט מוצר). לוח ב &#39;מראה autocorrelograms (AC) ואת-correlogram צלב (CC) עבור שני אשכולות, עם שני רוחבי bin שונים (0.2 ו -2 ms). אלה מראים כי קוצים באשכול השני (יחידה 53) יש נטייה חזקה מאוד להתרחש או 4 או 8 מילישניות לפני ספייקים הראשונה (יחידה 28). לוח ג מראה את הצורות ספייק של שתי יחידות וגם מראה כי השני (מוצג ירוק) יש ספייק קטן יותר מהראשון. לוח ד מציג את התפלגות PC של שני אשכולות. לוח E גרפים PC1 (הציר האנכי) של שתי יחידות של שתי יחידות (אדום וירוק בהתאמה) לעומת &lt;/ Em&gt; זמן (המוצג דקות) במהלך כל תקופת ההקלטה. ראה טקסט עבור תיאור נוסף. <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/55217/55217fig8large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 9" src="/files/ftp_upload/55217/55217fig9.jpg" /> איור 9. דוגמה של זוג אשכול כאשר קיימות ראיות הרבה פחות אחוי. לוח מראה כי autocorrelograms (AC) ואת (CC)-correlogram צולבת לשתי החלופות יש אשכולות צורות שונות. לוח ב &#39;מציג את התבנית waveform וסטיות תקן (הצללה מצביע 1 SD יחידה) כדי להראות את ההבדלים בכושר צורת הגל בצורה ברורה יותר בממוצע. לוח ג מראה את התפלגות PC של שני אשכולות. לוח ד הגרפים גובה שיא-לשיא (הציר האנכי, מיקרו-וולט) של שתי יחידות לעומת הזמן במהלך הדואר תקופת ההקלטה. ראה טקסט עבור תיאור נוסף. <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/55217/55217fig9large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 10" src="/files/ftp_upload/55217/55217fig10.jpg" /> ראיות איור 10. אחוי בהתבסס על ירי תבנית ו מרכיבים עיקריים וריאציה. לוח מראה את צורות הגל של שני אשכולות (אדום וירוק). הלוח ב &#39;מגרשי PC1 (ציר אנכי) לעומת הזמן (ציר אופקי) לשני האשכולות ומראה דפוס משלימים של ירי עם ערכי PC1 להיות דומים בזמן יחידה אחת מפסיקה לירות ואת אחר מתחיל. זו תומכת החלטה למזג למרות נוכחותם של אשכולות ברורים הפצות PC (לוח ג).

Watch this Scientific Journal Video about A Visual Guide to Sorting Electrophysiological Recordings Using 'SpikeSorter' at JoVE.com

A Visual Guide to Sorting Electrophysiological Recordings Using 'SpikeSorter'

The article shows how to use the program SpikeSorter to detect and sort spikes in extracellular recordings made with multi-electrode arrays.

מדריך חזותי כדי מיון הקלטות אלקטרו שימוש &#39;SpikeSorter&#39;

Few stand-alone software applications are available for sorting spikes from recordings made with multi-electrode arrays. Ideally, an application should be ...

a-visual-guide-to-sorting-electrophysiological-recordings-using

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Neuroscience

11.0K Views.  University of British Columbia. The article shows how to use the program SpikeSorter to detect and sort spikes in extracellular recordings made with multi-electrode arrays.

Video: A Visual Guide to Sorting Electrophysiological Recordings Using 'SpikeSorter'

A Simple Stimulatory Device for Evoking Point-like Tactile Stimuli: A Searchlight for LFP to Spike Transitions

Current neurophysiological research has the aim to develop methodologies to investigate the signal route from neuron to neuron, namely in the transitions from spikes to Local Field Potentials (LFPs) and from LFPs to spikes.
LFPs have a complex dependence on spike activity and their relation is still poorly understood1. The elucidation of these signal relations would be helpful both for clinical diagnostics (e.g. stimulation paradigms for Deep Brain Stimulation) and for a deeper comprehension of neural coding strategies in normal and pathological conditions (e.g. epilepsy, Parkinson disease, chronic pain). To this aim, one has to solve technical issues related to stimulation devices, stimulation paradigms and computational analyses. Therefore, a custom-made stimulation device was developed in order to deliver stimuli well regulated in space and time that does not incur in mechanical resonance. Subsequently, as an exemplification, a set of reliable LFP-spike relationships was extracted.
The performance of the device was investigated by extracellular recordings, jointly spikes and LFP responses to the applied stimuli, from the rat Primary Somatosensory cortex. Then, by means of a multi-objective optimization strategy, a predictive model for spike occurrence based on LFPs was estimated.
The application of this paradigm shows that the device is adequately suited to deliver high frequency tactile stimulation, outperforming common piezoelectric actuators. As a proof of the efficacy of the device, the following results were presented: 1) the timing and reliability of LFP responses well match the spike responses, 2) LFPs are sensitive to the stimulation history and capture not only the average response but also the trial-to-trial fluctuations in the spike activity and, finally, 3) by using the LFP signal it is possible to estimate a range of predictive models that capture different aspects of the spike activity.

To elucidate the complex transition from Local Field Potentials (LFPs) to spikes a suitable stimulator for light mechanical peripheral stimuli was built. As an application, the spiking activities recorded from somatosensory cortex were analyzed by a multi-objective optimization strategy. The results demonstrated that the proposed stimulator was able to deliver tactile stimuli with millisecond and millimeter precisions.

מכשיר פשוט גירוי ללעורר כמו נקודת מגע גירויים: זרקור לLFP לספייק מעברים

Current neurophysiological research has the aim to develop methodologies to investigate the signal route from neuron to neuron, namely in the transitions ...

A Procedure for Implanting Organized Arrays of Microwires for Single-unit Recordings in Awake, Behaving Animals

In vivo electrophysiological recordings in the awake, behaving animal provide a powerful method for understanding neural signaling at the single-cell level. The technique allows experimenters to examine temporally and regionally specific firing patterns in order to correlate recorded action potentials with ongoing behavior. Moreover, single-unit recordings can be combined with a plethora of other techniques in order to produce comprehensive explanations of neural function. In this article, we describe the anesthesia and preparation for microwire implantation. Subsequently, we enumerate the necessary equipment and surgical steps to accurately insert a microwire array into a target structure. Lastly, we briefly describe the equipment used to record from each individual electrode in the array. The fixed microwire arrays described are well-suited for chronic implantation and allow for longitudinal recordings of neural data in almost any behavioral preparation. We discuss tracing electrode tracks to triangulate microwire positions as well as ways to combine microwire implantation with immunohistochemical techniques in order to increase the anatomical specificity of recorded results.

Implanting organized arrays of microwires for use in single-unit electrophysiological recordings presents a number of technical challenges.&#160;Methods for performing this technique and the equipment necessary are described.&#160;Also, the beneficial use of organized microwire arrays to record from distinct neural subregions with high spatial selectivity is discussed.

הליך השתלת מערכים מאורגנים של Microwires להקלטות יחידה אחת בAwake, מתנהגת בעלי חיים

In vivo electrophysiological recordings in the awake, behaving animal provide a powerful method for understanding neural signaling at the single-cell ...

Acute In Vivo Electrophysiological Recordings of Local Field Potentials and Multi-unit Activity from the Hyperdirect Pathway in Anesthetized Rats

Converging evidence shows that many neuropsychiatric diseases should be understood as disorders of large-scale neuronal networks. To better understand the pathophysiological basis of these diseases, it is necessary to precisely characterize in which way the processing of information is disturbed between the different neuronal parts of the circuit. Using extracellular in vivo electrophysiological recordings, it is possible to accurately delineate neuronal activity within a neuronal network. The application of this method has several advantages over alternative techniques, e.g., functional magnetic resonance imaging and calcium imaging, as it allows a unique temporal and spatial resolution and does not rely on genetically engineered organisms. However, the use of extracellular in vivo recordings is limited since it is an invasive technique that cannot be universally applied. In this article, a simple and easy to use method is presented with which it is possible to simultaneously record extracellular potentials such as local field potentials and multiunit activity at multiple sites of a network. It is detailed how a precise targeting of subcortical nuclei can be achieved using a combination of stereotactic surgery and online analysis of multi-unit recordings. Thus, it is demonstrated, how a complete network such as the hyperdirect cortico-basal ganglia loop can be studied in anesthetized animals in vivo.

Acute In Vivo Electrophysiological Recordings of Local Field Potentials and Multi-unit Activity from the Hyperdirect Pathway in Anesthetized Rats

In this study, the methodology is presented on how to perform multi-site in vivo electrophysiological recordings from the hyperdirect pathway under urethane anesthesia.

חַד<em&gt; בויבו</em&gt; הקלטות אלקטרו של הפוטנציאל שדה מקומי פעילות מרובת יחידות מן מסלול Hyperdirect ב חולדות הרדמה

Converging evidence shows that many neuropsychiatric diseases should be understood as disorders of large-scale neuronal networks. To better understand the ...

Combined In Vivo Anatomical and Functional Tracing of Ventral Tegmental Area Glutamate Terminals in the Hippocampus

Optogenetic modulation of neuron sub-populations in the brain has allowed researchers to dissect neural circuits in vivo and ex vivo. This provides a premise for determining the role of neuron types within a neural circuit, and their significance in information encoding relative to learning. Likewise, the method can be used to test the physiological significance of two or more connected brain regions in awake and anesthetized animals. The current study demonstrates how VTA glutamate neurons modulate the firing rate of putative pyramidal neurons in the CA1 (hippocampus) of anesthetized mice. This protocol employs adeno-associated virus (AAV)-dependent labeling of VTA glutamate neurons for the tracing of VTA presynaptic glutamate terminals in the layers of the hippocampus. Expression of light-controlled opsin (channelrhodopsin; hChR2) and fluorescence protein (eYFP) harbored by the AAV vector permitted anterograde tracing of VTA glutamate terminals, and photostimulation of VTA glutamate neuron cell bodies (in the VTA). High-impedance acute silicon electrodes were positioned in the CA1 to detect multi-unit and single-unit responses to VTA photostimulation in vivo. The results of this study demonstrate the&#160;layer-dependent distribution of presynaptic VTA glutamate terminals in the hippocampus (CA1, CA3, and DG). Also, the photostimulation of VTA glutamate neurons increased the firing and burst rate of putative CA1 pyramidal units in vivo.

The current protocol demonstrates a simple method for tracing of ventral tegmental area (VTA) glutamate projections to the hippocampus. Photostimulation of VTA glutamate neurons was combined with CA1 recording to demonstrate how VTA glutamate terminals modulate CA1 putative pyramidal firing rate in vivo.

מעקב אנטומי ותפקודי משולב של מסופי גלוטמט באזור הגונטם הגחמני בהיפוקמפוס

Optogenetic modulation of neuron sub-populations in the brain has allowed researchers to dissect neural circuits in vivo and ex vivo. This provides a ...

Recording Network Activity in Spinal Nociceptive Circuits Using Microelectrode Arrays

The roles and connectivity of specific types of neurons within the spinal cord dorsal horn (DH) are being delineated at a rapid rate to provide an increasingly detailed view of the circuits underpinning spinal pain processing. However, the effects of these connections for broader network activity in the DH remain less well understood because most studies focus on the activity of single neurons and small microcircuits. Alternatively, the use of microelectrode arrays (MEAs), which can monitor electrical activity across many cells, provides high spatial and temporal resolution of neural activity. Here, the use of MEAs with mouse spinal cord slices to study DH activity induced by chemically stimulating DH circuits with 4-aminopyridine (4-AP) is described. The resulting rhythmic activity is restricted to the superficial DH, stable over time, blocked by tetrodotoxin, and can be investigated in different slice orientations. Together, this preparation provides a platform to investigate DH circuit activity in tissue from na&#239;ve animals, animal models of chronic pain, and mice with genetically altered nociceptive function. Furthermore, MEA recordings in 4-AP-stimulated spinal cord slices can be used as a rapid screening tool to assess the capacity of novel antinociceptive compounds to disrupt activity in the spinal cord DH.

The combined use of microelectrode array technology and 4-aminopyridine-induced chemical stimulation for investigating network-level nociceptive activity in the spinal cord dorsal horn is outlined.

הקלטת פעילות רשת במעגלים נוסיקפטיים בעמוד השדרה באמצעות מערכי מיקרו-אלקטרוניקה

The roles and connectivity of specific types of neurons within the spinal cord dorsal horn (DH) are being delineated at a rapid rate to provide an ...

הקלטה אלקטרופיזיולוגית חוץ-תאית בקליפת המוח המוטורית של עכברים

Multichannel Extracellular Recording in Freely Moving Mice

The protocol aims to uncover the properties of neuronal firing and network local field potentials (LFPs) in behaving mice carrying out specific tasks by correlating the electrophysiological signals with spontaneous and/or specific behavior. This technique represents a valuable tool in studying the neuronal network activity underlying these behaviors. The article provides a detailed and complete procedure for electrode implantation and consequent extracellular recording in free-moving conscious mice. The study includes a detailed method for implanting the microelectrode arrays, capturing the LFP and neuronal spiking signals in the motor cortex (MC) using a multichannel system, and the subsequent offline data analysis. The advantage of multichannel recording in conscious animals is that a greater number of spiking neurons and neuronal subtypes can be obtained and compared, which allows the evaluation of the relationship between a specific behavior and the associated electrophysiological signals. Notably, the multichannel extracellular recording technique and the data analysis procedure described in the present study can be applied to other brain areas when conducting experiments in behaving mice.

מחבר זרקור: התקדמות בהקלטה חוץ-תאית רב-ערוצית לחקר פעילות עצבית בעכברים הנעים בחופשיות 

The protocol describes the methodology of extracellular recording in the motor cortex (MC) to reveal extracellular electrophysiological properties in freely moving conscious mice, as well as the data analysis of local field potentials (LFPs) and spikes, which is useful for evaluating the network neural activity underlying behaviors of interest.

הקלטה חוץ-תאית רב-ערוצית בעכברים הנעים בחופשיות

The protocol aims to uncover the properties of neuronal firing and network local field potentials (LFPs) in behaving mice carrying out specific tasks by ...

פיתוח שלב אלקטרודות X-Y להקלטה עצבית מדויקת במרמוסטים

Electrophysiology of Laminar Cortical Activity in the Common Marmoset

The marmoset monkey provides an ideal model for examining laminar cortical circuits due to its smooth cortical surface, which facilitates recordings with linear arrays. The marmoset has recently grown in popularity due to its similar neural functional organization to other primates and its technical advantages for recording and imaging. However, neurophysiology in this model poses some unique challenges due to the small size and lack of gyri as anatomical landmarks. Using custom-built micro-drives, researchers can manipulate linear array placement to sub-millimeter precision and reliably record at the same retinotopically targeted location across recording days. This protocol describes the step-by-step construction of the micro-drive positioning system and the neurophysiological recording technique with silicon linear electrode arrays. With precise control of electrode placement across recording sessions, researchers can easily traverse the cortex to identify areas of interest based on their retinotopic organization and the tuning properties of the recorded neurons. Further, using this laminar array electrode system, it is possible to apply a current source density analysis (CSD) to determine the recording depth of individual neurons. This protocol also demonstrates examples of laminar recordings, including spike waveforms isolated in Kilosort, which span multiple channels on the arrays.

מחבר זרקור: אופטימיזציה של מערכות מיקרו-דרייב למיקום אלקטרודות מדויק במרמוסט

Custom-built micro-drives enable the sub-millimeter targeting of cortical recording sites with linear silicon arrays.

אלקטרופיזיולוגיה של פעילות קליפת המוח הלמינרית במרמוסט המשותף

The marmoset monkey provides an ideal model for examining laminar cortical circuits due to its smooth cortical surface, which facilitates recordings with ...

מדריך חזותי כדי מיון הקלטות אלקטרו שימוש 'SpikeSorter'

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video

מכשיר פשוט גירוי ללעורר כמו נקודת מגע גירויים: זרקור לLFP לספייק מעברים

הליך השתלת מערכים מאורגנים של Microwires להקלטות יחידה אחת בAwake, מתנהגת בעלי חיים

חַד

מעקב אנטומי ותפקודי משולב של מסופי גלוטמט באזור הגונטם הגחמני בהיפוקמפוס

הקלטת פעילות רשת במעגלים נוסיקפטיים בעמוד השדרה באמצעות מערכי מיקרו-אלקטרוניקה

הקלטה חוץ-תאית רב-ערוצית בעכברים הנעים בחופשיות

הקלטה חוץ-תאית רב-ערוצית בעכברים הנעים בחופשיות

הקלטה חוץ-תאית רב-ערוצית בעכברים הנעים בחופשיות

אלקטרופיזיולוגיה של פעילות קליפת המוח הלמינרית במרמוסט המשותף

אלקטרופיזיולוגיה של פעילות קליפת המוח הלמינרית במרמוסט המשותף