Detektion schneller Übergangsraten in Markov-Prozessen durch kombinierte Auswertung von Amplitudenhistogramm und Zeitreihe

Harlfinger, Philipp

Bei der Auswertung von Patch-Clamp-Messungen unter der Annahme, dass das Schaltverhalten der Ionenkanäle durch diskrete Markov-Modelle beschrieben werden kann, ist die Ermittlung der Übergangsraten zwischen den Zuständen des Markov-Modells ein wesentliches Problem. An diesem Punkt setzt die vorliegende Arbeit an. Sie hat das Ziel, die Leistungsfähigkeit bestehender Fitverfahren zu erhöhen. Im ersten Schritt wir der in der Arbeitsgruppe schon existierende Betafit für Filter erster Ordnung (Rießner, 1998) auf Filter höherer Ordnung erweitert. Dazu werden die Amplitudenhistogramme simuliert anstatt berechnet. Die Leistungsfähigkeit des neuen Verfahrens wird anhand simulierter Zeitreihen nachgewiesen. Im zweiten Schritt wird der erweiterte Betafit mit dem ebenfalls in der Arbeitsgruppe bereits vorhandenen Direkten Zeitreihenfit (Albertsen und Hansen, 1994) mittels einer Joint-Fit-Strategie zu einem Verfahren verschmolzen. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die gefundenen Übergangsraten sowohl mit der Zeitreihe als auch mit dem Amplitudenhistogramm in Übereinstimmung stehen. Auch dieses Verfahren stellt seine Leistungsfähigkeit bei simulierten Zeitreihen unter Beweis. Abschließend werden mit beiden Verfahren einige echte Patch-Clamp-Messungen ausgewertet, um zu zeigen, dass die Verfahren nicht nur von theoretischem Interesse sind.

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Harlfinger, Philipp: Detektion schneller Übergangsraten in Markov-Prozessen durch kombinierte Auswertung von Amplitudenhistogramm und Zeitreihe. 2003.

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