論文の概要: Subsampling, aligning, and averaging to find circular coordinates in recurrent time series
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.18515v1
- Date: Tue, 24 Dec 2024 15:52:51 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-25 15:56:03.094757
- Title: Subsampling, aligning, and averaging to find circular coordinates in recurrent time series
- Title(参考訳): リカレント時系列における円座標を見つけるためのサブサンプリング, 整列, 平均化
- Authors: Andrew J. Blumberg, Mathieu Carrière, Jun Hou Fung, Michael A. Mandell,
- Abstract要約: そこで本研究では,再現性を示すと期待されるデータに対して,ロバストな円座標を求めるアルゴリズムを提案する。
本手法は, 合成データセットと神経活動記録の両方で検証する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 3.8214695776749013
- License:
- Abstract: We introduce a new algorithm for finding robust circular coordinates on data that is expected to exhibit recurrence, such as that which appears in neuronal recordings of C. elegans. Techniques exist to create circular coordinates on a simplicial complex from a dimension 1 cohomology class, and these can be applied to the Rips complex of a dataset when it has a prominent class in its dimension 1 cohomology. However, it is known this approach is extremely sensitive to uneven sampling density. Our algorithm comes with a new method to correct for uneven sampling density, adapting our prior work on averaging coordinates in manifold learning. We use rejection sampling to correct for inhomogeneous sampling and then apply Procrustes matching to align and average the subsamples. In addition to providing a more robust coordinate than other approaches, this subsampling and averaging approach has better efficiency. We validate our technique on both synthetic data sets and neuronal activity recordings. Our results reveal a topological model of neuronal trajectories for C. elegans that is constructed from loops in which different regions of the brain state space can be mapped to specific and interpretable macroscopic behaviors in the worm.
- Abstract(参考訳): 線虫C. elegansの神経記録に現れるような、再発が期待されるデータに基づいて、ロバストな円座標を求める新しいアルゴリズムを提案する。
次元 1 のコホモロジークラスから単体複体上の円座標を作成する技術があり、次元 1 のコホモロジーに顕著なクラスを持つとき、データセットのリップス複体に適用することができる。
しかし、このアプローチは不均一サンプリング密度に非常に敏感であることが知られている。
我々のアルゴリズムは、不均一なサンプリング密度を補正する新しい方法を備えており、多様体学習における座標の平均化に関するこれまでの研究に適応している。
不均一なサンプリングを補正するためにリジェクションサンプリングを使用し、次にProcrustesマッチングを適用してサブサンプルの整合と平均化を行う。
他のアプローチよりも堅牢な座標を提供するのに加えて、このサブサンプリングと平均化アプローチは効率が良い。
本手法は, 合成データセットと神経活動記録の両方で検証する。
本研究により, 線虫C. elegansの神経軌跡のトポロジカルモデルが得られた。
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