論文の概要: FaFeSort: A Fast and Few-shot End-to-end Neural Network for Multi-channel Spike Sorting

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.13067v1
• Date: Thu, 19 Sep 2024 20:01:07 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-07 12:03:17.531144
• Title: FaFeSort: A Fast and Few-shot End-to-end Neural Network for Multi-channel Spike Sorting
• Title（参考訳）: FaFeSort: マルチチャネルスパイクソーティングのための高速かつ少ないエンドツーエンドニューラルネットワーク
• Authors: Yuntao Han, Shiwei Wang,
• Abstract要約: FaFeSortは、数ショットの学習と並列化可能な後処理を備えた、エンドツーエンドのニューラルネットワークベースのスパイクソータである。 我々のフレームワークは、スクラッチからのトレーニングに比べて、トレーニングに必要な注釈付きスパイクの数を44%削減し、最大25.68%の精度を達成する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.094548175033156
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Decoding extracellular recordings is a crucial task in electrophysiology and brain-computer interfaces. Spike sorting, which distinguishes spikes and their putative neurons from extracellular recordings, becomes computationally demanding with the increasing number of channels in modern neural probes. To address the intensive workload and complex neuron interactions, we propose FaFeSort, an end-to-end neural network-based spike sorter with few-shot learning and parallelizable post-processing. Our framework reduces the required number of annotated spikes for training by 44% compared to training from scratch, achieving up to 25.68% higher accuracy. Additionally, our novel post-processing algorithm is compatible to the deep learning frameworks, making FaFeSort significantly faster than state-of-the-art spike sorters. On synthesized Neuropixels recordings, FaFeSort achieves comparable accuracy with Kilosort4 sorting 50 seconds of data in only 1.32 seconds. Our method demonstrates robustness across various probe geometries, noise levels, and drift conditions, offering a substantial improvement in both accuracy and runtime efficiency comparing to existing spike sorters.
• Abstract（参考訳）: 細胞外記録の復号化は電気生理学的および脳-コンピュータインターフェースにおいて重要な課題である。 スパイクソート(スパイクソート)はスパイクとそのニューロンを細胞外記録と区別し、現代のニューラルプローブのチャネル数の増加とともに計算的に要求される。 集約的なワークロードと複雑なニューロンの相互作用に対処するために,数ショットの学習と並列化が可能な後処理を備えた,エンドツーエンドのニューラルネットワークベースのスパイクソータであるFaFeSortを提案する。 我々のフレームワークは、スクラッチからのトレーニングに比べて、トレーニングに必要な注釈付きスパイクの数を44%削減し、最大25.68%の精度を達成する。 さらに、新しい後処理アルゴリズムはディープラーニングフレームワークと互換性があり、FaFeSortは最先端のスパイクソータよりも大幅に高速である。 合成されたニューロピクセル記録において、FaFeSortはKilosort4で50秒のデータをわずか1.32秒でソートすることで、同等の精度を達成する。 提案手法は, 種々のプローブ測地, 騒音レベル, ドリフト条件にまたがるロバスト性を実証し, 既存のスパイクソーダと比較して精度と実行効率を著しく向上する。

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