Real-Time Analysis of Extracellular Multielectrode Recordings [Elektronische Ressource] / Felix Franke. Betreuer: Klaus Obermayer

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• Publié par: technische_universitat_berlin
• Publié le: 01 janvier 2012
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• Langue: Deutsch
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oReal-TimewissenschaftlichenAnalysisBerichter:ofDr.ExtracellulaProf.rDr.MultielectrordegenehmigteRecoManfredrdingsermavoT.rgelegtMunkvonBerlin,MScNaturwissenschaftenBioinfonat.rmatikPromotionsausschuss:FProf.elixerFKlausrankeeDr.ausBerichter:BerlinH.Vagonrache:derDFderaku-ltrer.-atDissertationIVV-rsitzender:ElektrotechnikDr.undOppInfoBerichter:rmatikDr.dObeyrrTProf.echnischenGauteUniversitEinevollPD.atMatthiasBerlinJ.zurTErlangungderdesAusspak06.12.2011ademischen2012Grades83DoktooereZusammenfassungerimentenFdiemurDatendasriesigeVExperstAnstiegProblemeandnisinvon-Werden,achstum,ExpLernfNeuronsofoahigkrmationeneitwieundlineademgebineee-SoindruckrderungenendenmehrFvollunktion-erimentssumfang,Ergebnisdenkechteinesneuronalet-NetzeVerlernenElektrokkAbleitungenonnen,-abeiterutoauchffineingeburdiskretenGehirn-Computer-nteSchnittstellenoundgrmedizinischeertungAnwkendungenanalysiistmessogenanntenunabTdingbadassr,eeinussen.diewneuronaleugbaAktivitgenutztAktivitatstimulieren.einzelnerAnalyse-AlgoNeuroneseinmessenurzuzukpaerfoonnen.oMittlerwrderteiletretenverfertugtadaptivendiedieserNeendbaurowissenschaftvonzuFilterdiesemgenanntenZwleichteckre),wickubterweinegroevereinfachtPerbindungenalettetanrraveerdenrschiedenenoereMdieeDisDatenmengsteonnenchnikvonen.rtEineAlgoderussengfunktionieren.op"angigstendasunddesauchverwaltestenzuTmussechnikAnalyseenahrendistverfdiesein.extrazellulz.B.erden,aremitAbleitung.atDiesNeuronshatchvoussenrechtzeallediemfzwStimulationeiGrDerderunde:lelErstensmachtistdiesieElektrokimalostengundgrunstigUndundlangzweigerlicheanderungenidertedenpnsdierelativrithmenleichtereiten.zurerlernendieundeitanzuFilternwdieenden.ischeEineElektroLineadebmussurdabausfoeidanahranrdwdieezientzugutmessendenTheoNeuronetgebDierachtArbwdenerden.SignalraumDaweinezumderauerdemwichtigstennteKommunikdemationsfoirmenrvondenaNeuronenyselektrischewAktivitimmeratAnfoinanFSignalauswogestellt:rmevonnsogenannteenAknicht-manuelltionspMenschenotentialeneist,wkdieannrithmenmittelsderalsoElektroautomatischdeBeidem"closed-loNetzwExperkwird"zugehbisherigeeilergebnisort"Expwdazuerden.endet,DieszukwirdunftigeallerdingserimentdurbchDahergeringedasSignalqualitderschonatunddesdadurcherimentserschwert,rdassDiesnichtannnurdazuein,wsonderneinvielegezieltNeuronenderindereUmgebunganderenderzuElektroDodedazuerfasstwdieerden.rithmenDieiSifgahignalumeErgebnissevonrteinzelnenNeuronendiemzurerfussenugunginstellen.demschnelleGineAnzahlmisralcgenutzterhdenerstesdetektiertrderlich,undInfozuverschiedenereinemdenNeuronptzugeozurdnetombinierenwerfoerden,immersogenanntes"SpikComputerressourcen.e-Soabschlieendrting".inTandauerndenrotzunwderVlangenAnw-endungindieserElekTroechnikositiongibtauf,esnichtbisAlgoheutegroekbeineInzufriedenstellendeAundbeinfachwirdverfAnwrkugbavonrerenLfurosungafmatAnalyseurextrazelluldiesesarenProblem.untersucht.InsbreesonderesindmitesondersdermassivendieZunahmeHer-derrderungenNutzungeignet,vonsieextrazellulimplementierba(aucharenHaAbleitungenaauchsehrundubeinererentlangeeltenZeitrrieeaumeteundsind.derBerechnungenVdiesererfeiter-ugbaimrkabgetastetenedurchgefiuhrt,tasimmerBerechnungenbeinenessererundElektroidenressa-VvozwischenrSpikallemrting-ProblemganzerElekroblematisch,iiher.undeitoptimalwangepasstenvoFiltern,Sie"BeamfoMethorming",denRaum-Zeit-adaptivegenerellVergleicherainrbhungeitung,idenZeit-alsserienvoundrhersagerting-VunderWienerexistiert.FilternWbnringt.bisherDiealsRolledenderundRausch-Kovaatrianz-MatrixmitwirdwinBezuggeeignetenaufahigkdasEvaluierungSpikinhe-rkdatenSindodiesemrtingausuntersucht.FSieautomatischenspieltrting-VinDasdenvogenanntenrithmenAnwatendungenanweineesonderswichtigewissenschaftlicherRolleundgeeignet.istQualitauchbfdenvonurverglichenandereaufSaufpikdiesene-Sobrting-MethohtendenEchtzeitfwichtig.derBasierenddiskutiert.aufSpiklin-isteaarentreneilFilterncwgewinnenerdenkzwDatensatzeieckAWlgDilemmaoundrithmenrmvoseitergeschlagen,blindendieSpikgutrffwickderurdasseineAlgoEcandtenhtzeitiwmpleQualitmen-ubtierungingeeignetrsind,daherdieFilterinadaptivoanwieVGehirn-erApplikrtinganderungenDieindenderDateneanpassenMethokwirdderonnenanderenunddenoptimalensoNutzenohlaussimulierten,AufnahmenauchmitfmehreurrenZElektroeckdenesondersziehen.ecDerDatenerstedieAlgeitoMethorith-wirdmusDiebasiertvonaufe-SodenerfahrenoptimalallerdingsangepasstenFilternpmitwanschlieenderBenchmaQuellentrennungsumhwdaszuSignal-zu-Rausch-VserhundeinaltnisakzeptierterzuzuoptimierenZwundeanschlieendEindiegediesemSignalewirdderrgeschlageneinzelneninNeu-oroneneinerzueb-trennen.zumDerundzwVeitevonAe-Sonsatzezeigt,ahredassentdieelt.AusgabErgebnisenArbderzeigt,optimalendieFilterrgeschlageneninrithmeneinemangewBaAlgoysoesischenohlSinneihrerinterpretiertwerlegen,erdenauchkEchtzeitendbaonnensind.undsindleitetbdafrausuroptimaleEinsatzlineaneuroreFDiskrim-rscinantenfunktionensoffururComputer-SchnittstellendasbiomedizinischenSpikationeneSonallyAbstractoFpotorrtheBasedunderstandingtheofofhoowrynethaturalandnettowopotorksfgroew,rlearernspaceandcessing,aespreropableontrec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