Spatiotemporal Analysis of Retinal Waveform using Independent Component Analysis in Normal and rd/rd Mouse

독립성분분석을 이용한 정상 마우스와 rd/rd 마우스 망막파형의 시공간적 분석

It is expected that synaptic construction and electrical characteristics In degenerate retina might be different from those In normal retina. Therefore, we analyzed the retinal waveform recorded with multielectrode array in normal and degenerate retina using principal component analysis (PCA) and Independent component analysis (ICA) and compared the results. PCA Is a well established method for retinal waveform while ICA has not tried for retinal waveform analysis. We programmed ICA toolbox for spatiotemporal analysis of retinal waveform. In normal mouse, the MEA spatial map shows a single hot spot perfectly matched with PCA-derived ON or OFF ganglion cell response. However In rd/rd mouse, the MEA spatial map shows numerous hot and cold spots whose underlying interactions and mechanisms need further Investigation for better understanding.

망막질환에 의해 변성된 망막에서는 시냅스 조직의 구성이나 전기적 특성이 정상망막과는 크게 다를 것으로 예상된다. 그러므로 본 논문에서는 다채널기록법을 이용하여 정상 망막과 변성 망막에서 망막파형을 기록한 후 그 파형을 주성분 분석법과 독립성분분석법을 이용하여 비교 분석하였다. 주성분분석법은 망막파형 분석법으로 확립된 방법인 반면 독립성분분석법은 EEG 신호의 분석법으로는 확립된 방법이나 아직 망막파형 분석법으로 사용된 적이 없으므로 본 연구진이 최초로 적용하여 보았다. 본 연구진에 의해 프로그램된 독립성분분석법을 위한 toolbox를 사용하여 시공간적 분석을 실시한 결과 정상 마우스에서는 독립성분분석법 또한 주성분분석법과 같이 망막신경절세포 파형의 분석 방법으로서의 사용가능성을 발견하였다 그러나 rd/rd 마우스에서는 독립성분분석법으로 그린 공간지도상에서 다수의 강한 활성과 약한 활성이 혼재되어 나오는 복잡한 양상을 띄었다. 추후 어떠한 기전에 의해 변성망막의 공간지도가 이렇게 복잡한 양상을 띄는지에 관한 연구가 진행되어야 할 것으로 사료된다.