scientificComputing/programming/lectures/plotting_spike_trains.tex

\documentclass{beamer}
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\usepackage{bm} 
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%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\mode<presentation>
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\AtBeginSection[]
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  \begin{frame}<beamer>
    \begin{center}
      \Huge \insertsectionhead
    \end{center}
    % \frametitle{\insertsectionhead}
    % \tableofcontents[currentsection,hideothersubsections]
  \end{frame}
}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%5

\setbeamertemplate{blocks}[rounded][shadow=true]

\title[]{Scientific Computing -- Grundlagen der Programmierung }
\author[]{Jan Grewe\\Abteilung f\"ur Neuroethologie\\
  Universit\"at T\"ubingen}

\institute[Wissenschaftliche Datenverarbeitung]{}
 \date{12.10.2015 - 06.11.2015}
 %\logo{\pgfuseimage{../../resources/UT_BM_Rot_RGB.pdf}}

\subject{Einf\"uhrung in die wissenschaftliche Datenverarbeitung}
\vspace{1em}
\titlegraphic{
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}
%%%%%%%%%% configuration for code
\lstset{
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%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\newcommand{\mycite}[1]{
\begin{flushright}
\tiny \color{black!80} #1
\end{flushright}
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\input{../../latex/environments.tex}
\makeatother
 
\begin{document} 

\begin{frame}[plain]
  \frametitle{}
  \vspace{-1cm}
  \titlepage % erzeugt Titelseite
\end{frame}

\begin{frame}
  \frametitle{Grundlagen der Programmierung}
  \frametitle{Tagesmen\"u}
  \begin{enumerate}
  \item Graphische Darstellung von Daten
  \item Spiketrain Analyse
  \item \"Ubungen, \"Ubungen, \"Ubungen. 
  \end{enumerate}
\end{frame}


\begin{frame}[plain]
\huge{2. Spiketrain Analyse I}
\end{frame}


\begin{frame}
  \frametitle{Spiketrain Analyse I}
  \framesubtitle{Rasterplot}
  \begin{figure}
    \centering
    \includegraphics[width=0.375\columnwidth]{images/rasterplot}
  \end{figure}
\end{frame}


\begin{frame}
  \frametitle{Spiketrain Analyse I}
  \framesubtitle{Rasterplot}
  \"Ubung:
  \begin{enumerate}
  \item Ladet die Datei: electrorecptor\_spike\_times.mat aus dem
    Ilias Ordner.
  \item Der Datensatz enth\"alt die Zeiten von Aktionspotentialen.
  \item Schaut euch den Inhalt und skizziert wie das Problem gel\"ost
    werden k\"onnte.
  \item Erzeugt einen Rasterplot.
  \end{enumerate}
\end{frame}


\begin{frame}
  \frametitle{Spiketrain Analyse I}
  \framesubtitle{Feuerrate \"uber
    die Zeit}
  \begin{enumerate}
  \item Die Feuerrate kann aus dem Abstand zwischen zwei
    aufeinanderfolgenden Aktionspotentialen
    (\textbf{Interspikeinterval}) berechnet werden. \pause
  \item Auch als \textbf{Instantane Feuerrate} bezeichnet.
  \end{enumerate}
  \begin{figure}
    \centering
    \includegraphics[width=0.5\columnwidth]{images/isi}
  \end{figure}
\end{frame}


\begin{frame}
  \frametitle{Spiketrain Analyse I}
  \framesubtitle{Feuerrate \"uber
    die Zeit}
  \begin{enumerate}
  \item Z.B. das \textbf{P}eri- \textbf{S}timulus - \textbf{T}ime -
    \textbf{H}istogram, \textbf{PSTH}
  \item Wird berechnet indem die Zeit in ``bins'' geteilt wird die
    Anzahl Spikes pro bin gezaehlt werden.
  \item Die Anzahl wird dann in eine Feuerrate umgerechnet.
  \end{enumerate}\pause
  \begin{figure}
    \centering
    \includegraphics[width=0.5\columnwidth]{images/binning}
  \end{figure}
\end{frame}


\begin{frame}[fragile]
  \frametitle{Spiketrain Analyse I}
  \framesubtitle{Feuerrate \"uber die Zeit}
  \begin{enumerate}
  \item Z.B. das \textbf{P}eri- \textbf{S}timulus - \textbf{T}ime -
    \textbf{H}istogram, \textbf{PSTH}
  \item Wird berechnet indem man die Aktivit\"at bin\"ar ausdr\"uckt.
  \item Jede 1 wird dann duch einen ``Kern'' ersetzt.
  \item Der Vorgang heisst Faltung (\verb+conv+).
  \end{enumerate}\pause
  \begin{figure}
    \centering
    \includegraphics[width=0.5\columnwidth]{images/conv}
  \end{figure}
\end{frame}


\begin{frame} [fragile]
 \frametitle{Spiketrain Analyse I}
 \framesubtitle{\"Ubung}
 \begin{enumerate}
 \item Berechnet die Feuerrate eines Neurons mit einer der drei Methoden.
 \item Die Abbildung soll f\"ur eine einspaltige Abbildung im
   \textit{Journal of Neuroscience} geeignet sein
   (\url{http://www.jneurosci.org/site/misc/ifa_illustrations.xhtml}).
 \item Erzeugt/ver\"andert/erweitert das Programm zum plotten so, dass
   die Abbildung automatisch erstellt und gespeichert wird.
 \item Speichert die Abbildung als pdf.
 \item Ladet den Stimulus aus dem Ilias Ordner und benutzt die
   \verb+subplot+ Funktion um den Stimulus zu der neuronalen
   Aktivit\"at zu plotten.
 \end{enumerate}
\end{frame}

\begin{frame}[fragile]
  \frametitle{Spiketrain Analyse}
  \framesubtitle{Spike-Triggered-Average}
  \begin{enumerate}
  \item Der \textbf{STA} ist der mittlere Stimulus, der zu einem Aktionspotential f\"uhrt. 
  \item F\"ur jeden Spike wird ein entsprechender Abschnitt um die Zeit des Spikes herausgeschnitten.
  \item Die einzelen Stimulussegmente werden gemittelt.
  \end{enumerate}\pause
  \begin{figure}
    \centering
    \includegraphics[width=0.5\columnwidth]{images/sta}
  \end{figure}
\end{frame}

\end{document}