آشكارسازي پتانسيل‌هاي عمل در ثبت‌هاي خارج سلولي با استفاده از انرژي شانون و تبديل هيلبرت

آشكارسازي اسپايك­هاي عصبي، نحستين گام براي تجزيه و تحليل پتانسيل عمل واحدهاي نوروني در ثبت خارج سلولي مي‌باشد. وجود نويز پس‌زمينه درثبت‌هاي خارج سلولي، كه عمدتا از جمع آثار پتانسيل عمل واحد هاي نوروني دورتر از منطقه‌ي ثبت ناشي مي‌شود، در بسياري از مواقع، آشكارسازي و تشخيص اسپايك‌هاي عصبي كم‌دامنه را دشوار مي‌سازد. تا كنون محققان زيادي به اين موضوع پرداخته و براي حل اين مشكل، الگوريتم­هاي زيادي پيشنهاد داده‌اند. در اين مقاله، يك الگوريتم خودكار براي آشكارسازي اسپايك­هاي عصبي در سيگنال ثبت خارج سلولي آغشته به نويز پس‌زمينه، ارائه شده است. اين الگوريتم از چهار مرحله، شامل 1- فيلتر كردن ميان­گذر و استفاده از فيلتر بالاگذر تفاضلي، 2- اعمال فيلتر غيرخطي انرژي شانون، 3- تبديل هيلبرت و 4- آستانه‌گذاري روي سيگنال به دست آمده، تشكيل شده است. روش پيشنهادي در اين مقاله، با پنج روش شناخته شده در تشخيص اسپايك، روي دو مجموعه‌ي داده‌ي شبيه‌سازي شده و يك مجموعه‌ي داده‌ي واقعي، مورد مقايسه قرار گرفته است. نتايج به دست آمده، حاكي از برتري روش پيشنهادي نسبت به ساير روش­ها براي داده‌هاي شبيه‌سازي شده، بوده كه نشان‌دهنده‌ي مقاوم بودن الگوريتم پيشنهادي نسبت به نويز مي‌باشد. علاوه بر اين، براي داده‌هاي واقعي، روش پيشنهاد شده رتبه‌ي دوم را در ميان تمام روش­ها به خود اختصاص داده است. استفاده از فيلتر غيرخطي انرژي شانون، مي‌تواند راه‌حل موثري براي تشخيص اسپايك­هاي عصبي در سيگنال ثبت خارج سلولي آغشته به نويز، به حساب آيد.