Computer algorithms for automated detection and analysis of local Ca2+ releases in spontaneously beating cardiac pacemaker cells
Notice bibliographique
Résumé
Local Ca2+ Releases (LCRs) are crucial events involved in cardiac pacemaker cell function. However, specific algorithms for automatic LCR detection and analysis have not been developed in live, spontaneously beating pacemaker cells. In the present study we measured LCRs using a high-speed 2D-camera in spontaneously contracting sinoatrial (SA) node cells isolated from rabbit and guinea pig and developed a new algorithm capable of detecting and analyzing the LCRs spatially in two-dimensions, and in time. Our algorithm tracks points along the midline of the contracting cell. It uses these points as a coordinate system for affine transform, producing a transformed image series where the cell does not contract. Action potential-induced Ca2+ transients and LCRs were thereafter isolated from recording noise by applying a series of spatial filters. The LCR birth and death events were detected by a differential (frame-to-frame) sensitivity algorithm applied to each pixel (cell location). An LCR was detected when its signal changes sufficiently quickly within a sufficiently large area. The LCR is considered to have died when its amplitude decays substantially, or when it merges into the rising whole cell Ca2+ transient. Ultimately, our algorithm provides major LCR parameters such as period, signal mass, duration, and propagation path area. As the LCRs propagate within live cells, the algorithm identifies splitting and merging behaviors, indicating the importance of locally propagating Ca2+-induced-Ca2+-release for the fate of LCRs and for generating a powerful ensemble Ca2+ signal. Thus, our new computer algorithms eliminate motion artifacts and detect 2D local spatiotemporal events from recording noise and global signals. While the algorithms were developed to detect LCRs in sinoatrial nodal cells, they have the potential to be used in other applications in biophysics and cell physiology, for example, to detect Ca2+ wavelets (abortive waves), sparks and embers in muscle cells and Ca2+ puffs and syntillas in neurons.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».