أداة الاستجابة الزمنية المتعددة المتغيرات (mTRF): أداة MATLAB لربط الإشارات العصبية بالمحفزات المستمرة

فهم كيفية معالجة الدماغ للإشارات الحسية في البيئات الطبيعية هو أحد الأهداف الرئيسية لعلم الأعصاب في القرن الحادي والعشرين. بينما ستلعب تقنيات تصوير الدماغ وعلم الكهرباء الغازي أدوارًا رئيسية في هذا الجهد، هناك أيضًا دور مهم تلعبه التقنيات غير الغازية، الكلية ذات الدقة الزمنية العالية مثل تخطيط كهربية الدماغ وتخطيط المجالات المغناطيسية. ولكن هناك تحديات في تحديد كيفية تحليل هذه الاستجابات العصبية المعقدة والمتغيرة زمنياً بشكل أفضل تجاه المحفزات الطبيعية المعقدة والمتعددة المتغيرات. لقد كان هناك تاريخ طويل من تطبيق تقنيات تعريف النظام لربط نشاط إطلاق النار في الخلايا العصبية بالمحفزات الحسية المعقدة، وتلك التقنيات تشهد الآن زيادة في تطبيقها على بيانات EEG و MEG. مثال معين يتعلق بتطبيق فلتر - غالبًا ما يُشار إليه كوظيفة استجابة زمنية - التي تصف خريطة بين بعض الميزات (أو الميزات) للمحفز الحسي والاستجابة العصبية. هنا، نستعرض أولاً بإيجاز تاريخ هذه النهج لتحديد النظام، ونصف تقنية محددة لاشتقاق الوظائف الزمنية المعروفة بالانحدار الخطي المنظم. ثم نقدم أداة جديدة مفتوحة المصدر لأداء هذا التحليل. نصف كيفية استخدامها لاشتقاق الوظائف الزمنية المتعددة المتغيرات التي تصف خريطة بين المحفز والاستجابة في كلا الاتجاهين. نوضح أيضًا أهمية تنظيم التحليل وكيف يمكن تحسين هذا التنظيم لمجموعة بيانات معينة. ثم نحدد بالتحديد كيف تنفذ الأداة هذه التحليلات ونقدم عدة أمثلة من أنواع النتائج التي يمكن أن تنتجها الأداة. أخيرًا، ندرس بعض قيود الأداة والفرص للتطوير والتطبيق المستقبلي.