MEA MultiChannel signal analysis
Файл MEAXtd.exe доступен по ссылке: https://github.com/AaronBlare/MEAXtd/releases
Его наобходимо скачать и запустить. Загрузка программы может занять несколько секунд.
Главный экран программы выглядит следующим образом:
Программа работает только с файлами формата *.h5. Для того, чтобы преобразовать файл *.mcd или *.msrd (для конвертации файла *.msrd нужен также соответствующий файл *.msrs) в файл *.h5, можно воспользоваться конвертером:
https://www.multichannelsystems.com/software/multi-channel-datamanager
Кнопка "Load File" открывает файловую систему компьютера, в которой можно выбрать файл для загрузки.
После выбора файла он загружается в программу. По окончании загрузки файла в нижнем окне появляется соответствующее уведомление и становится активна кнопка "Process":
Кнопка "Process" запускает анализ загруженного файла: поиск спайков и берстов, вычисление характеристик, построение графиков. Статус анализа отображается в нижнем окне и в progress bar.
На главном экране можно изменять различные параметры для проведения анализа сигнала. Программа позволяет задавать начальную и конечную временные отметки сигнала для анализа (в минутах) в панели "Signal Editing", а также исключать из анализа отдельные каналы в панели "Include/Exclude channels". Если сигнал исключен из рассмотрения, соответствующая панель с его номером подсвечивается красным.
Также существует возможность настройки параметров поиска спайков и берстов. На данный момент реализовано 3 метода поиска спайков: с использованием медианы, среднего квадратического или стандартного отклонения
coeff * median(|x| \ 0.6745) coeff * RMS(x) coeff * std(x)
Задание метода осуществляется в панели "Spike Parameters". По умолчанию программа использует метод поиска медианы сигнала. Величина коэффициента (coeff) также может быть изменена в поле "Coefficient".
В программе реализовано 2 метода нахождения бёрстов: с помощью поиска берстлетов или по функции TSR (total spiking rate).
Поиск берстлетов (последовательностей спайков) осуществляется в окне, размер которого контролируется параметром "Window size" в панели "Burst parameters". Берст регистрируется, если существует пересечение берстлетов на нескольких каналах (количество каналов регулируется параметром "Num channels").
При использовании TSR для поиска бёрстов определяется минимально допустимая длина бёрста ("Window size") и порог согласно формуле
mean(TSR) + coeff * std(TSR)
Значение коэффициента "Threshold coefficient" можно изменять. В процессе работы программы в нижнем окне выводятся значения mean(TSR), std(TSR) и результирующий порог.
При изменении параметров необходимо заново запускать анализ (Process).
На вкладке Signal можно просматривать сигналы на всех каналах, а также подсвечивать найденные программой спайки, берстлеты и берсты.
В панели "Highlight" можно выбирать, какой тип данных необходимо выделить на экране - спайки, берстлеты или берсты.
В панели "Navigation" можно выбрать канал, на котором отображать найденные элементы (поле "# Channel"). Переход к предыдущему и/или следующему элементу осуществляется с помощью кнопок "<" и ">".
У всех элементов есть привязка к каналу. Если, например, берсты обнаружены только на каналах 1, 5 и 12, то на всех остальных каналах переход по берстам осуществляться не будет.
Все сигналы можно двигать с помощью мышки, изменять масштаб по осям X и Y. При наведении на график появляется кнопка "A" - нажатие по ней осуществляет автоматическое изменение масштаба (отрисовка стремится показать весь сигнал целиком), поэтому неосторожное её использование на вкладке Signal может привести к закрытию программы.
На вкладке Plots отображаются статистические графики, построенные при анализе загруженного файла.
В левой верхней части окна отображается зависимость TSR (total spiking rate) от времени - суммарное количество спайков на всех каналах в окне 50 мс.
В нижней левой части окна отображается растровая диаграмма: точки соответствуют временам возникновения спайков на каждом из каналов.
Если изменены начало или окончание сигнала -- на графиках будет отображаться траектория только в указанный интервал времени. Нажатие на кнопку "А" около графика автоматически установит масштаб.
Если изменены начало или окончание сигнала -- на графиках будет отображаться траектория только в указанный интервал времени. Нажатие на кнопку "А" около графика автоматически установит масштаб.
В правой части отображаются диаграммы среднего времени активации и деактивации для берстов (среднее время первого спайка в берсте для каждого канала).
На вкладке Characteristics отображаются вычисленные характеристики сигнала - глобальные, для каждого канала, для каждого берста, для каждой минуты.
Все вычисленные характеристики также сохраняются в отдельные xlsx файлы. В папке, где находится оригинальный файл, создается отдельная папка с именем файла, в ней - папка с временем проведения анализа. В эту же папку сохраняются все графики с вкладки Plots и файл с конфигурацией параметров анализа.
Вкладка Graphs используется для построения графов распространения сигнала внутри бёрстов.
На вкладке слева расположена таблица с характеристиками всех бёрстов, для удобства выбора нужного бёрста.
Граф строится следующим образом:
- Для выбранного бёрста производится поиск delayed synchronous спайков. Для всех пар сигналов, на которых задетектирован бёрст, рассматриваются интервалы размером Delta (количество интервалов регулируется параметром Num frames). Для каждого интервала вычисляется отношение количества delayed synchronous спайков к количеству спайков на постсинаптическом нейроне.
- Среди всех пар сигналов выбирается топ с максимальными коэффициентами (количество регулируется параметром Cutoff top).
- Узлами графа являются нейроны, ребрами - задержка по времени для delayed synchronous спайков.
В поле "Navigation" производится ввод номера бёрста, для которого требуется построить граф. После того, как бёрст выбран и параметры заданы, необходимо нажать кнопку "Build Graph".
В поле справа отображается построенный граф, в папку с характеристиками сохраняется 3 типа файлов: картинка в формате png, векторная картинка в формате pdf, файл в формате dot для Graphviz.
Для любой обратной связи используюся issues: https://github.com/AaronBlare/MEAXtd/issues
Здесь будет отображаться список уже открытых запросов. Прежде чем добавить новый запрос, необходимо проверить, не открыл ли кто-то такой же.
Если в программу нужно добавить новый функционал или есть предложение по модернизации программы, то используется шаблон "Feature request" (New issue -> Feature request -> Get started). Нужно дать заголовок, характеризующий новый функционал, и подробно описать запрос.
В случае обнаружения ошибки используется шаблон "Bug report" (New issue -> Bug report -> Get started). Нужно описать последовательность действий, которые привели к появлению ошибки. При необходимости, приложить скриншоты или ссылки на используемые файлы.
e-mail: [email protected]