آشکارسازی پتانسیل های عمل در ثبت های خارج سلولی با استفاده از انرژی شانون و تبدیل هیلبرت

آشکارسازی اسپایک های عصبی اولین گام برای تجزیه و تحلیل پتانسیل عمل واحدهای نورونی در ثبت خارج سلولی است. وجود نویز پس زمینه درثبت های خارج سلولی که عمدتا از جمع آثار پتانسیل عمل واحد های نورونی دورتر از منطقه ثبت ناشی می شود در بسیاری از اوقات آشکارسازی و تشخیص اسپایک های عصبی کم دامنه را دشوار می سازد. تاکنون محققین زیادی به این امر پرداخته اند و برای حل این مشکل الگوریتم های زیادی پیشنهاد شده است. در این مقاله ما یک الگوریتم خودکار برای آشکارسازی اسپایک های عصبی درسیگنال ثبت خارج سلولی آغشته به نویز پس زمینه ارائه کرده ایم. این الگوریتم از چهار مرحله تشکیل شده است: 1- فیلتر کردن میان گذر و استفاده از فیلتر بالاگذر تفاضلی، 2- اعمال فیلتر غیرخطی انرژی شانون، 3- تبدیل هیلبرت و 4- آستانه گذاری بر روی سیگنال حاصله. روش پیشنهادی با پنج روش شناخته شده در تشخیص اسپایک مقایسه شده است. این مقایسه را بر روی دو مجموعه داده ی شبیه سازی شده و یک مجموعه داده ی واقعی انجام داده ایم. نتایج نشانگر برتری روش پیشنهادی برای داده های شبیه سازی شده نسبت به سایر روش ها بوده که نشانگر مقاوم بودن الگوریتم پیشنهادی نسبت به نویز است. ضمنا برای داده ی واقعی، روش پیشنهادشده رتبه دوم را در میان کل روش ها دارا بوده است. استفاده از فیلتر غیرخطی انرژی شانون می تواند راه موثری برای تشخیص اسپایک های عصبی در سیگنال ثبت خارج سلولی آغشته به نویز به دست دهد.