Local field potentials (LFPs) are signals that measure electrical activity in localized cortical regions from implanted tetrodes in the human or animal brain. The LFP signals are curves observed at multiple tetrodes which are implanted across a patch on the surface of the cortex. Hence, they can be treated as multi-group functional data, where the trajectories collected across temporal epochs from one tetrode are viewed as a group of functions. In many cases, multi-tetrode LFP trajectories contain both global variation patterns (which are shared in common to all groups, due to signal synchrony) and isolated variation patterns (common only to a small subset of groups), and such structure is very informative to the analysis of such data. Therefore, one goal in this paper is to develop an efficient procedure that is able to capture and quantify both global and isolated features. We propose a novel tree-structured functional principal components (filt-fPC) analysis through finite-dimensional functional representation - specifically via filtration. A major advantage of the proposed filt-fPC method is the ability to extract the components that are common to multiple groups (or tetrodes) in a flexible "multi-resolution" manner and simultaneously preserve the idiosyncratic individual components of different tetrodes. The proposed filt-fPC approach is highly data-driven and no "ground-truth" model pre-specification is needed, making it a suitable approach for analyzing multi-group functional data that is complex. In addition, the filt-fPC method is able to produce a parsimonious, interpretable, and efficient low dimensional representation of multi-group functional data with orthonormal basis functions. Here, the proposed filt-fPCA method is employed to study the impact of a shock (induced stroke) on the synchrony structure of the rat brain.
翻译:本地字段潜力( LFP) 是测量本地端区域从人或动物大脑植入的电流中测量电流活动的信号。 LFP 信号是多个电流中观察到的曲线,这些电流被植入到皮层表面的一个补丁上。 因此,它们可以被视为多组功能数据, 从一个电流中收集的时球轨迹被视为一组功能。 在许多情况下, 多色流LFP 轨迹中包含复杂的全球变异模式( 由于信号同步, 与所有群体共享 ) 和孤立的变异模式( 仅与一小部分群体共享 ) 。 这样的结构非常有助于分析此类数据。 因此, 本文的一个目标是开发一个高效的程序, 能够捕获和量化全球和孤立的特性。 我们提出一个新的树形结构主要组成部分( routt- fcreal) 分析, 特别是通过过滤。 拟议的 fretrit- PC 表达式方法的主要优势是“ 流流- developal- developal- developal ” 方法的软化数据元组, 驱动数据是驱动的多式数据, 驱动的流数据是驱动的驱动的流 驱动 驱动 驱动 驱动 驱动 的 驱动 驱动 驱动 驱动 驱动 驱动 的 的 驱动 的 的 的 的 的 驱动式 驱动式 的 驱动式 的 驱动式 驱动式 的 的 的 驱动式 的 的 的 的 驱动式 驱动式 的 驱动式 的 的 的 的 的 驱动式 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的