MICrONS
收藏资源简介：
MICrONS功能活动数据集是一个经过精心策划的多模态数据集，包含来自小鼠视觉皮层的功能性钙成像数据，用于研究小鼠对不同视觉刺激（自然片段（Clip）和参数化视频（Monet2, Trippy））的神经反应。数据集包含14个注册的神经活动会话，涵盖了数千个神经元在多个视觉区域（V1, AL, LM, RL）的钙信号轨迹，以及同步的行为数据（如跑步机速度和瞳孔半径）和眼动追踪数据（瞳孔中心坐标）。数据以高效的HDF5格式存储，便于快速跨会话分析。该数据集适用于特征提取和时间序列预测等任务，特别适用于神经科学和生物学研究。
The MICrONS Functional Activity Dataset is a carefully curated multimodal dataset that includes functional calcium imaging data from the mouse visual cortex, designed to study the neural responses of mice to diverse visual stimuli including natural clips (Clip) and parametric videos (Monet2, Trippy). It contains 14 registered neural activity sessions, covering calcium signal trajectories of thousands of neurons across multiple visual areas (V1, AL, LM, RL), alongside synchronized behavioral data such as treadmill speed and pupil radius, as well as eye-tracking data (pupil center coordinates). The data is stored in the efficient HDF5 format to facilitate rapid cross-session analysis. This dataset is suitable for tasks such as feature extraction and time series prediction, and is particularly applicable to neuroscience and biological research.
MICrONS Functional Activity Dataset (14 Sessions) 数据集概述
数据集基本信息
- 许可证：CC BY 4.0
- 任务类别：特征提取、时间序列预测
- 语言：英语
- 标签：神经科学、钙成像、生物学、多模态
- 数据集名称：MICrONS Functional Activity Dataset (14 Sessions)
- 数据规模：1K < n < 10K
数据集内容与来源
该数据集是MICrONS（细胞响应顺序的多尺度网络分析）数据集的一个精选部分。它包含来自小鼠视觉皮层的功能性钙成像数据，这些数据是对各种视觉刺激（自然片段（Clip）和参数化视频（Monet2, Trippy））的响应。视频已进行下采样以匹配神经活动扫描频率，帧的选择对应于扫描时间前至少66毫秒出现的帧。数据以高效、索引化的HDF5格式组织，支持基于刺激身份或大脑解剖结构的快速跨会话分析。
数据构成
- 会话：14个已注册的神经活动会话。
- 刺激：三类视频（Clip, Monet2, Trippy），由唯一的条件哈希值标识。
- 神经数据：来自多个视觉区域（V1, AL, LM, RL）的数千个神经元的钙信号轨迹（响应）。
- 行为数据：同步的跑步机速度和瞳孔半径。
- 眼动追踪：用于注视分析的瞳孔中心坐标（x, y）。
数据结构（HDF5文件组织）
root/ ├── BRAIN_AREAS/ # 解剖学索引 │ └── <area_name>/ # 例如：V1, AL, LM, RL │ └── <session_id> -> /sessions/<session_id> ├── SESSIONS/ # 主要数据存储 │ └── <session_id>/ # 例如：4_7, 5_6 │ ├── META/ # 会话范围的元数据 │ │ ├── AREA_INDICES/ # 预计算的神经元掩码 │ │ │ └── <area_name> [Dataset: (N_area_neurons,)] │ │ ├── brain_areas [Dataset: (N_total_neurons,)] │ │ ├── coordinates [Dataset: (N_total_neurons, 3)] │ │ ├── unit_ids [Dataset: (N_total_neurons,)] │ │ ├── condition_hashes [Dataset: (N_trials,)] │ │ └── (Attr) fps [Float: 采样率] │ └── TRIALS/ # 独立试验文件夹 │ └── <trial_idx>/ # 按时间顺序的试验索引 │ ├── responses [Dataset: (N_neurons, F_trial)] │ ├── behavior [Dataset: (2, F_trial)] │ ├── pupil_center [Dataset: (2, F_trial)] │ └── (Attr) condition_hash [String: 视频引用] ├── TYPES/ # 刺激类别索引 │ └── <stim_type>/ # 例如：Clip, Monet2, Trippy │ └── <encoded_hash> -> /videos/<encoded_hash> └── VIDEOS/ # 刺激库（仅保存一次） └── <encoded_hash>/ # condition_hash的编码版本 ├── clip [Dataset: (Frames, H, W)] ├── INSTANCES/ # 指向试验的反向索引 │ └── <session_id>_tr<trial_idx> -> /sessions/<session_id>/trials/<trial_idx> └── (Attr) original_hash [String: 原始哈希值] └── (Attr) type [String: 刺激类型]
访问与使用方法
1. 克隆仓库
数据集存储为大型HDF5文件（.h5），需要安装Git LFS。 bash git lfs install git clone https://huggingface.co/datasets/NeuroBLab/MICrONS cd microns-functional pip install -r requirements.txt
2. 通过Python编程访问
使用huggingface_hub库直接下载阅读器和数据文件。
python
安装依赖：huggingface_hub, h5py, numpy
下载文件并初始化MicronsReader类
数据阅读器（MicronsReader）API 核心功能
- 初始化：通过上下文管理器使用，确保正确关闭HDF5文件句柄。
- 查看结构：使用
print_structure方法查看文件内部组织，无需将数据加载到内存。 - 探索数据：支持按会话、刺激类型或大脑区域查询数据库。
get_video_types()：获取可用刺激类型列表（如[Clip, Monet2, Trippy]）。get_hashes_by_type()：获取特定类型的所有唯一哈希值。get_hashes_by_session()：查找特定会话中显示的视频。get_available_brain_areas()：检查会话中记录的大脑区域（如[V1, AL, LM, RL]）。
- 加载完整数据：
get_full_data_by_hash方法可聚合视频像素以及所有14个会话中记录的神经/行为重复数据，并可选择按大脑区域（如V1）筛选神经元。
内部HDF5结构设计原则
数据库结构旨在通过将视频“Clip”存储一次并链接到跨会话的多个“Trials”来最小化冗余。
/videos/：包含原始视频数组及其到会话实例的链接。/sessions/：神经活动的“真实来源”，按会话ID和试验索引组织。/types/：用于按类别（Clip, Monet2等）快速查找视频的索引组。/brain_areas/：将大脑区域（V1, LM...）链接到记录它们的会话的索引组。
引用要求
如果在研究中使用此数据集或阅读器，请引用原始的MICrONS Phase 3版本和此仓库。
