2024-03-29T19:45:33Zhttps://ipsj.ixsq.nii.ac.jp/ej/?action=repository_oaipmhoai:ipsj.ixsq.nii.ac.jp:000670312024-03-29T05:26:34Z01164:05352:05656:05934
粒子フィルタによる細胞内カルシウム動態の推定Estimation of Intracellular Calcium Ion Concentrationjpnhttp://id.nii.ac.jp/1001/00067031/Technical Reporthttps://ipsj.ixsq.nii.ac.jp/ej/?action=repository_action_common_download&item_id=67031&item_no=1&attribute_id=1&file_no=1Copyright (c) 2009 by the Information Processing Society of Japan東京工業大学総合理工学研究科東京大学新領域創成科学研究科/理化学研究所脳科学総合研究センター東京薬科大学生命科学部東京大学新領域創成科学研究科/理化学研究所脳科学総合研究センター東京工業大学総合理工学研究科/理化学研究所脳科学総合研究センター角田, 敬正大森, 敏明宮川, 博義岡田, 真人青西, 亨カルシウムイメージングには原理的に 2 つの問題がある.1 つは,観測値は蛍光強度であるため Ca2+ 濃度を定量化する場合,較正の手続きが必要となる.もう一つは,カルシウムイメージングは微弱な蛍光信号を扱う光学計測であるため,ノイズの影響を強く受ける.我々は,これらの問題を解決する統計的な枠組みを提案する.カルシウムイメージングにより得られる蛍光信号を状態空間モデルで記述し,粒子フィルタの数値計算手法を用いて蛍光信号から Ca2+ 濃度と流量を推定するものである.数値実験によって提案手法の有効性を示し,従来の較正手法との比較を行う.Calcium imaging method has two major problems. First, we need to calibrate the observation data to quantify the Ca2+ concentration, because the observation data are the fluorescent signals of Ca2+ indicator dyes that are only indirect information about the Ca2+ concentration. Second, the fluorescent signals are too noisy. To address these problems, we propose a statistical method for the calcium imaging. We make a nonlinear state-space model describing the fluorescent signals obtained by the calcium imaging method, and estimate its state vector consisting of the Ca2+ concentration and Ca2+ flux by a particle filter based on the state-space model we make. By numerical experiments, we verify the effectiveness of the proposed method, and compare our method with the conventional calibration method.AA12055912研究報告バイオ情報学(BIO)2009-BIO-1945162009-12-102009-12-08