Adaptive Spike-Artifact Removal from Local Field Potentials Uncovers Prominent Beta and Gamma Band Neuronal Synchronization
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background Many neurons synchronize their action potentials to the phase of local field potential (LFP) fluctuations in one or more frequency bands. Analyzing this spike-to-LFP synchronization is challenging, however, when neural spikes and LFP are generated in the same local circuit, because the spike’s action potential waveform leak into the LFP and distort phase synchrony estimates. Existing approaches to address this spike bleed-through artifact relied on removing the average action potential waveforms of neurons, but this leaves artifacts in the LFP and distorts synchrony estimates. New Method We describe a spike-removal method that surpasses these limitations by decomposing individual action potentials into their frequency components before their removal from the LFP. The adaptively estimated frequency components allow for variable spread, strength and temporal variation of the spike artifact. Results This adaptive approach effectively removes spike bleed-through artifacts in synthetic data with known ground truth, and in single neuron and LFP recordings in nonhuman primate striatum. For a large population of neurons with both narrow and broad action potential waveforms, the use of adaptive artifact removal uncovered 20-35 Hz beta and 35-45 Hz gamma band spike-LFP synchronization that would have remained contaminated otherwise. Comparison with Existing Methods We demonstrate that adaptive spike-artifact removal cleans LFP data that remained contaminated when applying existing Bayesian and non-Bayesian methods of average spike-artifact removal. Conclusions Applying adaptive spike-removal from field potentials allows to estimate the phase at which neurons synchronize and the consistency of their phase-locked firing for both beta and low gamma frequencies. These metrics may prove essential to understand cell-to-circuit neuronal interactions in multiple brain systems.
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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 | 0,000 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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 ».