Сортировка спайков

Сортировка спайков (от англ. spike sorting) или классификация нейронных потенциалов действия — совокупность алгоритмов и методов для обнаружения и классификации потенциалов действия (ПД) различных нейронов при внеклеточной регистрации их электрической активности. Изучение функций нейронов и их участия в процессах высшей нервной деятельности определяет необходимость достоверных измерений активности каждого конкретного нейрона.

Двухмерные проекции основных компонентов формы нейронных спайков

Имитационное фото (на гистологическом микропрепарате среза ткани головного мозга у бывшего больного эпилепсией, окраска по Гольджи, световая микроскопия х40): пирамидальный нейрон гиппокампа и микроэлектрод

Большинство существующих в настоящее время методов сортировки нейрональных спайков позволяют классифицировать их источники и, таким образом, изолировать отдельные нейроны с достаточно высокой точностью. Такие методы обычно сложны и трудоемки, связаны с эмпирическим подбором различных значений, требуют определенных математических знаний и наличия практического опыта, что часто сказывается на объективности результатов и невозможности их использования в режиме реального времени.

Автоматизированные, соответственно, быстрые (online) способы сортировки спайков также известны. Однако, они не так точны, как предыдущие, и имеют множество недостатков как в обнаружении спайков, так и в их классификации.

Решение данной проблемы и создание высокоточного и, в то же время, полностью автоматизированного и быстрого метода сортировки спайков является серьёзной проблемой современной нейрофизиологии и компьютерной медицины^{[неизвестный термин]}, решение которой позволит одновременно регистрировать большие популяции нейронов, что, в свою очередь, будет способствовать пониманию механизмов работы мозга в целом.

См. также

• Медицинская кибернетика
• Вейвлет

Литература

• Думский Д. В., Павлов А. Н., Тупицын А. Н., Макаров В. А. Классификация нейронных потенциалов действия на основе вейвлет-преобразования / УДК 519.6:577.359 // «Известия вузов „Прикладная нелинейная динамика“». ISSN 0869-6632. 2005 г., том 13, № 5-6. — С. 77-98.
• Короновский А. А., Макаров В. А., Павлов А. Н., Ситникова Е. Ю., Храмов А. Е. Вейвлеты в нейродинамике и нейрофизиологии // М.: ФИЗМАТЛИТ, 2013. — 272 с. ISBN 978-5-9221-198-1.

Ссылки

• Spike sorting. scholarpedia.org.