刺激近傍時間ヒストグラム

神経生理学において、刺激周時間ヒストグラムと刺激後時間ヒストグラム（どちらもPSTHまたはPSTヒストグラムと略される）は、ニューロンの発火時刻のヒストグラムです。イベント前時間ヒストグラムまたはPETHと呼ばれることもあります。これらのヒストグラムは、外部刺激またはイベントに対するニューロンのスパイク発火の速度とタイミングを視覚化するために使用されます。刺激周時間ヒストグラムはイベント周時間ヒストグラムと呼ばれることもあり、刺激後と刺激周はしばしばハイフンで結ばれます。

peri（ through ）という接頭辞は、周期的な刺激の場合に典型的に用いられ、この場合、PSTHは刺激の1周期に折り返されたニューロンの発火時刻を示す。postという接頭辞は、PSTHが刺激イベントまたは開始に対するニューロンの発火タイミングを示す場合に用いられる。[1]

PSTHを作成するために、単一のニューロンから記録されたスパイク列を、動物に繰り返し提示された同一刺激の開始点、つまり固定位相点に揃えます。揃えられたシーケンスを時間的に重ね合わせ、ヒストグラムを作成します。[2]

建設手順

  1. スパイクシーケンスを、 n回繰り返される刺激の開始に合わせて配置します。周期的な刺激の場合は、各時間周期Tの後に応答シーケンスを時刻 0 に戻し、データの総周期数をnとしてカウントします。
  2. 刺激期間または観察期間T をサイズ のN個のビンに分割します。 Δ {\displaystyle \Delta }
  3. すべてのn個のシーケンスから、ビンiに含まれるスパイクk iの数を数えます。
  4. 時刻 における 1 秒あたりの推定スパイク数を単位として、ビンiのバーの高さが で指定された棒グラフのヒストグラムを描画します。 け 私 n Δ {\displaystyle {\frac {k_{i}}{n\Delta }}} 私   Δ {\displaystyle i\ \Delta }

最適なビンサイズΔは（基礎となるポアソン点過程を仮定すると）式（2k-v）/Δ 2の最小値となる。ここでkとvはそれぞれk iの平均と分散である。 [3]

参考文献

  1. ^ フランクリン・ブレットシュナイダー、ヤン・R・デ・ヴァイレ（2006年）『電気生理学的手法と計測入門』アカデミック・プレス、ISBN 978-0-12-370588-4. 2016年5月29日閲覧。
  2. ^ Palm, G.; Aertsen, AM; Gerstein, GL (1988). 「ニューロンスパイク列間の相関の重要性について」. Biological Cyber​​netics . 59 (1): 1– 11. doi :10.1007/BF00336885. PMID  3401513. S2CID  21290102.
  3. ^ 島崎 秀; 篠本 誠 (2007). 「時間ヒストグラムのビンサイズ選択法」.ニューラルコンピュテーション. 19 (6): 1503– 152. CiteSeerX 10.1.1.304.6404 . doi :10.1162/neco.2007.19.6.1503. PMID  17444758. S2CID  7781236. 
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