位置:成果数据库 > 期刊 > 期刊详情页
细胞膜离子单通道电流重构的计算机仿真
  • ISSN号:1002-8331
  • 期刊名称:《计算机工程与应用》
  • 时间:0
  • 分类:TP301.6[自动化与计算机技术—计算机系统结构;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]山西大学物理电子工程学院,太原030006
  • 相关基金:国家基础科学人才培养基金(No.J0730317); 山西省自然科学基金(No.2007011041)
中文摘要:

细胞膜离子单通道电流十分微弱(PA级),用膜片钳技术测量离子电流往往淹没在强噪声背景中。目前,采用阈值检测方法恢复通道电流信号。但是,通道开放和关闭的电流阈值需要人为设定,并且阈值法在较低信噪比时失效。采用隐马尔可夫模型(HMM)重构离子单通道电流并估计模型参数。对离子通道HMM进行描述和分析;运用Baum-Welch迭代算法训练HMM并估计模型参数;利用Viterbi算法重构通道电流最佳状态序列。将HMM与阈值法进行比较,对不同信噪比和不同转移概率情况下HMM恢复算法进行计算机仿真。结果表明:HMM与阈值法相比,具有较强抗噪能力。在较低信噪比情况下,该模型恢复信号精度高,参数收敛速度快,且电流重构误差主要出现在状态突变点。

英文摘要:

Single ion channel current signal of cell membrane is a stochastic ionic current in the order of picoampere(PA).The background noise always dominates in the patch-clamp recordings.At present,the threshold detection method is used to restore channel current signal.However,the current threshold need be setted artificially,and this method cannot work satisfactorily when signal-to-noise ratio is lower.Hidden Markov Mode(lHMM)is adopted for restoring the ion-channel current and estimating parameters of the model.HMM on ion-channel is described and analyzed.Iterative algorithm based Baum-Welch is used for training HMM and estimating model parameters.Viterbi algorithm is adopted for restoring the best state sequence of ion-channel currents.Comparing HMM with the threshold detection method,the algorithm based HMM is simulated under the different transition probability and signal-to-noise ratio.The experimental results have shown that compared with the threshold detector,HMM has strong ability of anti-noise,high restoration precision,and fast convergent rate under the low signal-tonoise ratio.Moreover,the restored error appears mainly on the mutational points of the current signal.

同期刊论文项目
同项目期刊论文
期刊信息
  • 《计算机工程与应用》
  • 北大核心期刊(2014版)
  • 主管单位:中国电子科技集团公司
  • 主办单位:华北计算技术研究所
  • 主编:怀进鹏
  • 地址:北京市海淀区北四环中路211号北京619信箱26分箱
  • 邮编:100083
  • 邮箱:ceaj@vip.163.com
  • 电话:
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-8331
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2127/TP
  • 邮发代号:82-605
  • 获奖情况:
  • 1. 2012年首批获得中国学术文献评价中心发布的 “...,2. 2001年获得新闻出版署“中国期刊方阵双效期刊”,3. 2008年首批入选国家科技部“中国精品科技期刊...,4.2003年-2011年连续获得工业和信息化部期刊最高...
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,波兰哥白尼索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:97887