1389/11/12، جلد ۶۸، شماره ۱۱، صفحات ۶۳۸-۶۴۳

عنوان فارسی طبقه‌بندی پتانسيل‌های عمل نرونی با استفاده از شبکه‌های عصبی شعاعی
چکیده فارسی مقاله زمينه و هدف: اهدافي نظير مطالعه رفتار جمعيت‌های نرونی، کشف مکانيزم‌های ارتباطی مغز با ساير اندام‌ها، کشف روش‌های درمان بيماری‌های سيستم عصبی و ساخت پروتزهای عصبی مصنوعی، نيازمند به‌کارگيري الگوريتم‌هايی خودکار برای طبقه‌بندی اسپايک‌های نرونی می‌باشند. با اين حال به‌دليل نسبت پايين سيگنال به نويز در اسپايک‌های نرونی، طبقه‌بندی اين سيگنال‌ها پروسه‌اي دشوار محسوب می‌شود. در اين پژوهش، به‌دنبال طراحی الگوريتمی خودکار، برای طبقه‌بندي اسپايک‌های هم‌شکل ثبت شده از يک ناحيه مشخص از سيستم اعصاب می‌باشيم.

روش بررسی: پروسه طبقه‌بندی اسپايک‌هاي نرونی، عموماً از سه مرحله آشکارسازی، استخراج ويژگی و طبقه‌بندی تشکيل شده است. در اين مقاله ابتدا با به‌کارگيری آماره‌های سيگنال، اسپايک‌ها را از داده خام اوليه جداسازی نموديم (مرحله آشکارسازی) و در مرحله بعد، با انتخاب تعداد محدودي از اسپايک‌ها به‌عنوان نمونه (ويژگی)، به آموزش يک شبکه عصبی RBF، جهت طبقه‌بندي اين سيگنال‌ها پرداختيم. ايده استفاده از شبکه‌های عصبی شعاعی، امکان غلبه بر مشکل عدم تفکيک‌پذيری خطی را که در غالب مسايل طبقه‌بندی سيگنال‌های نرونی وجود دارد، به‌وجود آورده است.

يافته‌ها: الگوريتم ارايه شده، قادر است پس از يادگيری تعداد محدودی اسپايک به‌عنوان نمونه، هر تعداد اسپايک را (از همان مجموعه آموخته شده) طبقه‌بندی نمايد. نتايج به‌دست آمده از شبيه‌سازی‌ها نشان می‌دهند که گرچه اين الگوريتم Radial Basis Spike Sorter (RBSS) دارای خطای مثبت- کاذبی تقريباً مشابه با ساير الگوريتم‌ها می‌باشد، با اين حال در عين سادگی و با حفظ کمترين پيچيدگی محاسباتی، از سرعت نسبتاً بالاتری برخوردار است.

نتيجه‌گيری: الگوريتم طراحی شده، می‌تواند برای اهدافی که در آن‌ها به پردازش و طبقه‌بندی بلادرنگ اسپايک‌ها نياز است، به‌کار برود.

کلیدواژه‌های فارسی مقاله طبقه‌بندی اسپايک‌های نرونی,شبکه‌های عصبی RBF,ثبت برون, سلولی,مهندسی اعصاب

عنوان انگلیسی Neuronal spike sorting based on radial basis function neural networks
چکیده انگلیسی مقاله

Background: Studying the behavior of a society of neurons, extracting the communication mechanisms of brain with other tissues, finding treatment for some nervous system diseases and designing neuroprosthetic devices, require an algorithm to sort neuralspikes automatically. However, sorting neural spikes is a challenging task because of the low signal to noise ratio (SNR) of the spikes. The main purpose of this study was to design an automatic algorithm for classifying neuronal spikes that are emitted from a specific region of the nervous system.

Methods: The spike sorting process usually consists of three stages: detection, feature extraction and sorting. We initially used signal statistics to detect neural spikes. Then, we chose a limited number of typical spikes as features and finally used them to train a radial basis function (RBF) neural network to sort the spikes. In most spike sorting devices, these signals are not linearly discriminative. In order to solve this problem, the aforesaid RBF neural network was used.

Results: After the learning process, our proposed algorithm classified any arbitrary spike. The obtained results showed that even though the proposed Radial Basis Spike Sorter (RBSS) reached to the same error as the previous methods, however, the computational costs were much lower compared to other algorithms. Moreover, the competitive points of the proposed algorithm were its good speed and low computational complexity.

Conclusion: Regarding the results of this study, the proposed algorithm seems to serve the purpose of procedures that require real-time processing and spike sorting.

کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله Extracellular,neural network,neuroengineering,neuronal spike sorting,radial basis function,recording

نویسندگان مقاله 28319---28320---28321---28322---28323---

نشانی اینترنتی http://tumj.tums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-25-290&slc_lang=fa&sid=fa
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده General
نوع مقاله منتشر شده
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات