面向神经科学家的 Linux 帮助

作者:Joey Bernard

在之前的文章中,我研究过一些为特定科学学科构建的发行版。在本文中,我将再次介绍另一个发行版。在本文中,我将介绍 NeuroDebian 提供的功能。

我应该首先澄清一下,NeuroDebian 严格来说不是传统意义上的 Linux 发行版。NeuroDebian 背后的团队最初致力于 PyMVPA,这是一个用于对神经数据进行多元模式分析的 Python 包。为了使这个软件包易于部署,NeuroDebian 被创建出来。随着时间的推移,越来越多的软件包被添加到 NeuroDebian 中,以努力创建用于神经科学的终极集成环境。所有这些工作都在一篇科学论文中进行了描述,“开放是不够的。让我们迈出下一步:一个用于神经科学的集成、社区驱动的计算平台”。这篇论文可以在“frontiers in NEUROINFORMATICS”网站上找到。

图 1. NeuroDebian 的主页

安装 NeuroDebian 与其他发行版略有不同。在主页上,有一个名为“获取 NeuroDebian”的部分。在这里,您可以选择您用作桌面的发行版以及您要从中下载的镜像。

然后,您将获得几个需要在您的系统上运行的命令。第一个命令是一个 wget 命令,旨在下载 APT 的条目并将其存储在目录 /etc/apt/sources.list.d/ 中的源文件中。第二个命令使用 apt-key 连接到 MIT PGP 密钥服务器,以下载并安装用于验证 NeuroDebian 软件包的密钥。一旦这两个命令运行完毕,您就可以执行


sudo apt-get update

来下载 NeuroDebian 提供的所有内容的软件包定义。

图 2. 您可以在主页的下方找到获取 NeuroDebian 的入口。

如果您已经运行了 Debian 的某个版本,或者像 Ubuntu 这样的衍生版本作为您的桌面操作系统,这将非常有效。但是,如果您运行的是 Windows 或 Mac OS X,您该怎么办?NeuroDebian 项目为这些情况提供了虚拟机选项。如果您在下载部分选择 Windows 或 Mac OS X 作为操作系统,您将获得一个下载 OVA 文件的链接。这种类型的文件是虚拟机的标准文件格式。例如,您可以将此文件导入到 Virtual Box 中(图 3)。此虚拟机使用 Debian 7 或 Wheezy 作为核心操作系统。主网站表示 GNOME 用作桌面环境。

图 3. OVA 文件可以导入到 Virtual Box 中以获得完整的环境。

但是,当我实际安装最新版本的虚拟机时,使用的桌面环境是 XFCE。您甚至可以在 Linux 桌面上的虚拟机中使用它。这样,您始终拥有一个稳定、完整的神经科学计算环境,您知道它不会改变或损坏。

当您首次启动此虚拟机时,您将看到一些配置步骤。第一步是更新已安装的软件包。在此之后,系统会询问您是否要参加应用程序调查。如果您经常使用 NeuroDebian,您可能希望参加,以便向团队提供反馈。一些工具需要设置环境变量。下一步询问您是否希望在默认配置文件设置中自动设置这些变量。下一步允许您选择几个额外的软件包,如 Emacs、PyMVPA 教程和 R。请做好等待一段时间的准备,因为有几个软件包需要下载。在我的情况下,我最终下载了 625MB 的额外软件包。

完成所有配置步骤后,您可以单击右上角的“应用程序菜单”按钮,然后向下转到“NeuroDebian”菜单项。在这里,您将找到所有专门为神经科学选择的特定应用程序。它们被细分为电生理学、医学影像学、心理物理学类别以及访问相关邮件列表的支持链接部分。还有一个条目可以重新运行虚拟机的设置向导。

现在您已经安装并设置了 NeuroDebian,让我们快速浏览一下提供的一些工具。创建 NeuroDebian 的核心原因是部署 PyMVPA,所以让我们从这里开始。PyMVPA 提供了一组工具,用于对大型数据集进行多元模式分析。这在神经影像学中非常有用。这种类型的工作流程通常涉及几个处理步骤,例如数据准备、分类、特征选择和泛化测试。PyMVPA 提供了这些过程的高级抽象。

PyMVPA 项目网站上提供了一个教程,它将引导您了解使用它的核心概念和过程。对您可以做什么的完整描述将需要一整篇文章。

然而,PyMVPA 并不是唯一包含的软件。转到 NeuroDebian 主页上的软件包列表,可以找到完整的列表,分为以下几类:分布式计算、电生理学、磁共振成像、神经系统建模、神经科学数据集和心理物理学。

一个有趣的软件在教育类别下:virtual-mri-nonfree。这个软件包提供了一个虚拟 MRI 扫描仪来模拟运行 MRI。这样,您可以了解扫描仪参数如何影响您的图像——这是一个非常酷的工具。

软件并不是 NeuroDebian 发行版提供的唯一内容。还有一个相当大的数据集软件包可用,全部在一个位置。这些软件包包括脑图谱、腹侧颞叶皮层中面部和物体处理的 fMRI 数据以及基于 MRI 的正常人脑解剖结构图谱。

PyMVPA 和 MRI 分析都有需要示例数据集的教程。这些也可以从 NeuroDebian 获得。此外,NeuroDebian 网站上还有一个博客,您可以在其中找到关于特定工具的文章和关于特定技术的帮助。

如果您从事计算神经科学方面的工作,那么从 NeuroDebian 开始可能是一个不错的选择。此发行版为您提供了一整套入门工具。甚至还有 NeuroDebian 的进一步衍生版本,旨在支持课堂作业或拥有可用于明确定义的工作流程的特定工具子集。也许其他研究社区可能会被吸引去做一个类似的项目?如果您有能力,您应该考虑将您的一些技能回馈给该项目,以帮助其发展。当然,这对于所有开源项目都是如此。

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