With advances in neural recording techniques, neuroscientists are now able to record the spiking activity of many hundreds of neurons simultaneously, and new statistical methods are needed to understand the structure of this large-scale neural population activity. Although previous work has tried to summarize neural activity within and between known populations by extracting low-dimensional latent factors, in many cases what determines a unique population may be unclear. Neurons differ in their anatomical location, but also, in their cell types and response properties. To identify populations directly related to neural activity, we develop a clustering method based on a mixture of dynamic Poisson factor analyzers (mixDPFA) model, with the number of clusters and dimension of latent factors for each cluster treated as unknown parameters. To analyze the proposed mixDPFA model, we propose a Markov chain Monte Carlo (MCMC) algorithm to efficiently sample its posterior distribution. Validating our proposed MCMC algorithm through simulations, we find that it can accurately recover the unknown parameters and the true clustering in the model, and is insensitive to the initial cluster assignments. We then apply the proposed mixDPFA model to multi-region experimental recordings, where we find that the proposed method can identify novel, reliable clusters of neurons based on their activity, and may, thus, be a useful tool for neural data analysis.


翻译:随着神经记录技术的进步,神经科学家现在能够同时记录成百上百个神经神经元的飞跃活动,需要新的统计方法来理解这种大规模神经人口活动的结构。虽然以前的工作试图通过提取低维潜伏因素来总结已知人群内部和之间神经活动,但在许多情况下,确定独特人口的因素可能并不明确。神经科学在解剖位置上有所不同,但在细胞类型和反应特性上也有差异。为了查明与神经活动直接相关的人群,我们根据动态Poisson要素分析器(MixDPFA)模型(MixDPFA)的混合模型开发了集成方法,将每个组的潜在因素的组群数和层面作为未知参数处理。为了分析拟议的混合DPFA模型,我们建议采用Markov链 Monte Carlo(MC)算法来有效取样其外表分布。通过模拟校验我们拟议的MC算法,我们发现它能够准确恢复未知参数和模型中的真实组合,并且对最初的集群任务不敏感。我们随后将拟议的混合DPFA模型和神经活动范围模型用于拟议的多区域实验性活动,因此,因此,我们可以将拟议的混合模型和神经活动的新模型用于拟议的模型。</s>

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