CARMEN -Code Analysis Repository and Modelling for E-Neuroscience
Портал CARMEN (созданный в рамках гранта EPSRC (Научно-исследовательский совет по инженерным и физическим наукам) Великобритания и BBSRC (Научно-исследовательский совет по биотехнологии и биологическим наукам) Великобритания) был запущен в 2008 году. Он позволяет исследователям хранить и обмениваться базами данных и инструментами анализа с помощью сложной безопасной системы. Портал задумывался как место, где исследователи могли бы совместно использовать данные, как если бы программное обеспечение для анализа и моделирования, а также базы данных были локальными для пользователей.
Значительные усилия были направлены на разработку системы метаданных и внутреннего формата данных "Формат перевода нейрофизиологических данных" (Neurophysiology Data Translation Format -NDF). Метаданные имеют решающее значение для повторного использования баз данных и инструментов. Тем не менее, пользователи сообщают, что ввод метаданных мешает загрузке данных.
Эта проблема имеет два аспекта:
- Во-первых, нейрофизиологические метаданные сложны и многогранны, начиная от относительно простых структурных (о подробном формате файла) и заканчивая более сложными вопросами (например, тип и точное геометрическое расположение электродов и подробное описание регистрируемых нейронных тканей)со сложным описанием стимулов, используемых во время записи (если они получены от живых животных).
- Во-вторых, нейрофизиологи действительно записывают эту информацию, но часто в физической лабораторной книге. Загрузка метаданных выглядит как дублирование усилий, и это усугубляется из-за ограничений, налагаемых (как правило) системой ввода на основе форм для метаданных, которые не соответствуют тексту в лабораторной книге. Очевидным решением этой проблемы является использование электронной лабораторной книги, так что данные вводятся только один раз, но и стандартизация имеет решающее значение, особенно для извлечения метаданных.
Поскольку большинство электрофизиологических исследований проводится на оборудовании, производимом ограниченным рядом компаний, и поскольку они не согласны со стандартными форматами используемыми учеными, появилось множество разных форматов данных для электрофизиологии. Работа с инструментами анализа во множестве форматов для баз электрофизиологических данных требует использования внутреннего формата: это очень важно, поскольку инструменты анализа и визуализации должны быть способны интерпретировать данные без необходимости предварительного опроса формата. Были предоставлены услуги по переводу данных пользователей в единый формат. Однако используемый формат был разработан в то время, когда общие форматы все еще менялись. Например, HDF5 не был использован, в отличие от более поздних форматов, с которым работали Teeters et al. (2015) над проектом "Неврология без границ".
Большая часть использования CARMEN приходится на группы, взаимодействующие географически: система безопасности позволяет совместно использовать базы данных и средства анализа с высокой степенью детализации. Эти пользователи мало используют технологию документооборота. Однако это может быть связано с проблемами в обеспечении возможности рабочего процесса. Предоставленная возможность теперь включает графический редактор, но не допускает цикличности в рабочем процессе, что серьезно снижает его полезность (например, в настоящее время она не поддерживает применение сценария обработки по целому ряду параметров). Это пример простоты использования, которая превалирует над полезностью: предполагаемые пользователи не являются программистами, поэтому был предоставлен визуальный интерфейс для построения рабочих процессов. Однако в системе визуального программирования очень сложно обеспечить такой набор возможностей, который может быть обеспечен текстовой системой - и это можно увидеть в редкости визуальных языков программирования для общего назначения. В частности, обеспечение циклов и if-ветвей, которые позволяют изменять параметры, намного проще в скриптовом языке. Непреднамеренный эффект заключается в том, чтобы можно сделать сложное использование этого рабочего процесса вообще практически невозможным.
Недавно выпущенная интегрированная возможность просмотра баз данных оказалась более полезной, чем оригинальный инструмент визуализации данных, для которого потребовалось использование отдельной программы. Это пример того, как развитие технологии изменяет способ написания систем: в данном случае, включение в HTML5 интегрированной (и кросс-браузерной) возможности для графического рисования изменило способ наилучшего представления графики.
Ретинальные нейрофизиологи были самыми эффективными пользователями коллаборатории CARMEN. Перекрестное исследование развития иссеченной сетчатки на животных позволило повторно использовать данные, полученные от разных животных, используя рабочие процессы для проведения идентичного анализа исходных данных из различных экспериментов: все данные и инструменты общедоступны, то есть находятся в открытом доступе.
Некоторые аспекты реализации проекта "Кармен" в настоящее время устарели. Как отмечалось ранее, новый внутренний формат данных будет использовать HDF5, а также последние попытки стандартизации. Проблемы хранения метаданных не были полностью решены, хотя в последнее время ведется активная работа в этом направлении. Однако вопрос обеспечения единого входа метаданных пока не решен. С технической точки зрения, сервисы в настоящее время работают на одних ядрах, и большая часть клиентской стороны закодирована как Java-апплеты (например, загрузка данных). Новая реализация изменит эти ранние решения.
Совсем недавно в рамках проекта "Человеческий мозг" (The Human Brain Project HBP) была представлена новая система сотрудничества. Это было сделано в рамках крупного проекта и охватывает гораздо больше, чем нейрофизиология. Она включает в себя многое из того, что CARMEN пытался сделать на своей нейроинформационной платформе SP5. Освобождение лиц, не являющихся членами HBP, было сделано совсем недавно, и сравнений пока не проводилось. Очевидно, однако, что концепция сотрудничества остается весьма актуальной, но технология для ее поддержки значительно продвинулась вперед с тех пор, как был реализован проект CARMEN.