Детектирование спонтанных пачек

Пачки синхронно возникают на различных электродах и состоят из нескольких импульсов со сравнительно коротким интервалом следования (1-50 мс). Характерный интервал следования пачек составляет 2-20 секунды. Синхронизация отдельных импульсов внутри пачки, длящейся 1-1,5 с. отсутствует, а активность представляет собой импульсные последовательности.

После детектирования импульсов с 64 каналов строится растровая диаграмма, отображающая полученный бинарный сигнал (Рисунок 3.2а).

Для определения времен возникновения пачек строится частотно-временная диаграмма F(t), где за каждые 50 мс подсчитывается общее количество импульсов на всех электродах и откладывается по оси ординат, по оси абсцисс - время (Рисунок 3.2б).

Рисунок 3.2. А) Растровая диаграмма 64-х канальной записиактивности культуры нейронов. Б) Диаграмма частотной-временной зависимости – количество импульсов на всех электродах за каждые 50 мс.

Для определения времени начала и конца пачки вводится порог детектирования:

где σ – средняя квадратичная ошибка от частотно-временной диаграммы, - коэффициент чувствительности порога, равный 0.1, подбирался экспериментально на основе визуального критерия возникновения в записи популяционного разряда.

Вычислив времена начала и конца каждой пачки, появляется возможность оценки статистических параметров активности культуры клеток: среднее число и частота следования пачек на определенном временном интервале, среднее число импульсов в пачке, время возникновения первых импульсов в каждой пачке на каждом электроде и т.д. Эти и многие другие характеристики активности культуры клеток, полученные с помощью описанных методов, необходимы для исследования фундаментальных принципов взаимодействия нейронов.

Контрольные вопросы

1. Что регистрируют электроды мультиэлектродной матрицы?

2. Что такое пачечная активность?

3. Какие выделяют типы пачечной активности в культурах нейронов?