从嘈杂的信号/电压测量中提取神经元尖峰时间的最佳方法

时间:2013-07-02 01:07:45

标签: matlab signals noise

我是神经科学家,而不是一个非常好的人。我的同事友情地向我提供了龙虾Stomatogastric Ganglion的PY神经元的噪声电压测量值。

这种神经元的活动特征是缓慢的去极化平台,顶部有快速尖峰(爆发)。

呈现理想化和嘈杂的版本here,供您在闲暇时阅读。

我的工作是从嘈杂的信号中提取尖峰时间,但这远远超出我的经验水平,我不知道从哪里开始。幸运的是,我是Matlab的完全忍者。

有人可以向我提供最适合此任务的程序,过滤器或平滑功能的名称。或者甚至是适当的论坛来问这样一个问题。

据推测,它需要提高信噪比?这里的问题似乎是确定噪音和真正的峰值之间的差异,因为两者之间的差距非常小。


更新日期:02/07/2013

我在Matlab中尝试了以下过滤器,结果不一致。仍然很难说什么是噪音和什么是峰值。

低通巴特沃斯滤波器, 中值滤波器 高斯, 移动加权窗口, 移动平均滤波器, 平滑, sgolay过滤器。

1 个答案:

答案 0 :(得分:1)

这可能不是堆栈溢出的适当响应 - 但在你的情况下增加信噪比的一种方法是平均信号的部分。

  1. 低通信号以消除噪音(和尖峰),并找到滤波信号的最小值(来自您的图像,每600个数据点至少一个)。保持每个最小值的索引,
  2. 在噪声信号上,对于每个最小索引,选择连续的700个数据点。如果你有50个最小值,你应该有一个50乘700矩阵,
  3. 平均你的矩阵。你应该有1乘700矢量。
  4. 通过平均部分信号(最小锁定电位),您将利用两个属性:噪声为零均值(嗯,它应该是),并且感兴趣的信号是重复的。因此,当你堆积潜力时,第一个会减少,第二个会增加。然而,通过这个过程,你将失去每个慢波图的尖峰时间,但至少将它们用于50个最小值的块。

    这种技术在神经科学中被称为事件相关电位(http://en.wikipedia.org/wiki/Event-related_potential)。它可能不完全适合您的信号,或者结果可能不会产生很好的尖峰,但您可能会在一些感兴趣的时间段内提取尖峰时间(考虑到信号的性质,我会说您需要5或10个电位才能看到新兴的平均活动)。

    有些工具箱可以完成部分工作(但考虑到任务的复杂性,我会亲自编程)。这些是eeglabfieldtrip。它们也有一堆过滤/分解选项,以及一些统计功能。