對(duì)于卡內(nèi)基梅隆大學(xué)生物科學(xué)助理教授兼神經(jīng)科學(xué)研究所教員Eric Yttri 而言，了解大腦的最佳方式是觀察生物體如何與世界互動(dòng)。
“行為驅(qū)動(dòng)著我們所做的一切，”Yttri 說(shuō)。
作為一名行為神經(jīng)科學(xué)家，Yttri 研究動(dòng)物行走、進(jìn)食、嗅探或做任何動(dòng)作時(shí)大腦中發(fā)生的情況。這種研究可以幫助回答有關(guān)神經(jīng)系統(tǒng)疾病或障礙(如帕金森病或中風(fēng))的問(wèn)題。但是識(shí)別和預(yù)測(cè)動(dòng)物行為極其困難。
現(xiàn)在，由 Yttri 和生物科學(xué)博士 Alex Hsu 開(kāi)發(fā)的一種新的無(wú)監(jiān)督機(jī)器學(xué)習(xí)算法。候選人在他的實(shí)驗(yàn)室中，使研究行為變得更加容易和準(zhǔn)確。研究人員在《自然通訊》上發(fā)表了一篇關(guān)于新工具 B-SOiD(DeepLabCut 中開(kāi)放場(chǎng)的行為分割)的論文。
以前，捕捉動(dòng)物行為的標(biāo)準(zhǔn)方法是跟蹤非常簡(jiǎn)單的動(dòng)作，比如訓(xùn)練有素的老鼠是否按下了杠桿，或者動(dòng)物是否在吃食物。或者，實(shí)驗(yàn)者可以花費(fèi)數(shù)小時(shí)手動(dòng)識(shí)別行為，通常是在視頻上逐幀進(jìn)行，這個(gè)過(guò)程容易出現(xiàn)人為錯(cuò)誤和偏見(jiàn)。
Hsu 意識(shí)到他可以讓無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)算法來(lái)完成耗時(shí)的工作。B-SOiD 通過(guò)識(shí)別動(dòng)物身體位置的模式來(lái)發(fā)現(xiàn)行為。該算法與計(jì)算機(jī)視覺(jué)軟件配合使用，可以告訴研究人員在視頻的每一幀中發(fā)生了什么行為。
“它使用一個(gè)方程來(lái)始終如一地確定行為何時(shí)開(kāi)始，”Hsu 解釋說(shuō)。“一旦達(dá)到該閾值，每次都會(huì)識(shí)別出行為。人類(lèi)實(shí)驗(yàn)者可能會(huì)在兩個(gè)幀或幾個(gè)類(lèi)別之間切換，嘗試確定行為從哪里開(kāi)始并隨著時(shí)間的推移變得疲倦。”
Yttri 表示，B-SOiD 提供了巨大的改進(jìn)，并為新的研究開(kāi)辟了多種途徑。
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