Recent advancements have been made in the development of cell-based in-vitro neuronal networks, or organoids. In order to better understand the network structure of these organoids, a super-selective algorithm has been proposed for inferring the effective connectivity networks from multi-electrode array data. In this paper, we apply a novel statistical method called spectral mirror estimation to the time series of inferred effective connectivity organoid networks. This method produces a one-dimensional iso-mirror representation of the dynamics of the time series of the networks which exhibits a piecewise linear structure. A classical change point algorithm is then applied to this representation, which successfully detects a change point coinciding with the neuroscientifically significant time inhibitory neurons start appearing and the percentage of astrocytes increases dramatically. This finding demonstrates the potential utility of applying the iso-mirror dynamic structure discovery method to inferred effective connectivity time series of organoid networks.


翻译:最近的研究在细胞基于体外神经元网络或组织模型(机构体)的发展方面取得了进展。为了更好地理解这些机构体的网络结构,提出了一种超选择算法,用于从多电极阵列数据中推断有效连接网络。在本文中,我们将一种新颖的统计方法称为谱镜估计应用于推断得到的机构体有效连接网络的时间序列中。该方法产生了一个一维等镜反映,其表现为分段线性结构的动态时间序列的特征。随后,对该表示应用经典的变点算法,成功检测到并定位了神经科学上重要的时间突变:抑制性神经元开始出现,星形胶质细胞的数量显著增加。这一发现展示了将等镜动态结构发现方法应用于机构体网络有效连接时间序列的潜在实用性。

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