Фронтир нейронаук. Вычислить поведение из нейронной активности

Мы продолжаем рассказ о передовых открытиях в области нейронаук с конференции Society for Neuroscience 2019, который мы делаем совместно с порталом Neuronovosti.Ru. Набор цифровых инструментов, названный BehaveNet, поможет воплотить давно существующие мечты нейроученых – научиться предсказывать поведение животного на основе одной лишь нейрональной активности. Ученые из Колумбийского университета в Нью-Йорке создали методику, которая разбивает сложное поведение мыши на отдельные части и связывает их с определенной мозговой деятельностью.

Исследователи изучали мышей, которых генетически модифицировали таким образом, что возбуждающие нейроны в их коре головного мозга флуоресцировали в тот момент, когда клетка активировалась. С помощью вещества, делающего костную ткань прозрачной, черепу удалось придать такую прозрачность, что через микроскоп можно было следить за мозговой активностью мышей. Перед животными в этот момент стояла задача принять простое решение (пить или не пить).

Дальше команда использовала алгоритмы машинного обучения, которые обрабатывали видео мышей, принимающих решение, и разбивали каждое движение на отдельные жесты или «поведенческие слоги» (облизывание, поднятие лапы, нажатие на рычаг). Кроме того, алгоритм выявлял закономерности мозговой активности и связывал их с каждым поведенческим слогом.

Обучившись, программа, анализирующая нервную активность животных, позволила довольно точно предсказывать многие из этих слогов, включая облизывание и определенные виды движений челюсти или лапы.

Команда надеется использовать BehaveNet для отслеживания того, как поведение животных и сопровождающая его деятельность мозга изменяются со временем.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.