AI-Nežymi NHP 3D elgesio analizės sistema|Prisys Biotech

Ne{0}}žmogiški primatai (NHP) yra nepakeičiami modeliai tiriant aukštesnes smegenų funkcijas ir neurologinius sutrikimus dėl jų neuroanatominių ir pažinimo panašumų su žmonėmis. Tačiau natūralaus jų elgesio ne-invazinis fiksavimas ir kiekybinis įvertinimas išlieka dideliu iššūkiu.

Thenaujos-kartos NHP elgesio analizės sistemaPrisys Biotech integruoja kompiuterinio matymo, gilaus mokymosi ir 3D rekonstrukcijos technologijas. Ši konvergencija leidžia atlikti automatizuotą, detalią ir daugiamatę gyvūnų elgsenos analizę, žyminčią perėjimą nuo kokybinio aprašymo prie tikslios kiekybinės analizės atliekant ikiklinikinius tyrimus.

Mūsų sistema sukurta remiantis trimis technologiniais ramsčiais, skirtais maksimaliai padidinti duomenų vientisumą ir gyvūnų gerovę.

1. Dizainas be žymių: pirmenybė teikiama natūraliam elgesiui ir gerovei

• Technologinis principas:Sistema pašalina atspindinčių žymeklių ar nešiojamų jutiklių poreikį. Naudojant didelės-raiškos vaizdo įrašų srautus, pažangūs giluminio mokymosi algoritmai aptinka ir stebi pagrindinius anatominius taškus tiesiogiai iš neapdorotos filmuotos medžiagos{2}}realiuoju laiku.
• Mokslinė vertė:Pašalindami fizinius žymenis pašaliname galimą diskomfortą, elgesio slopinimą arba žymeklio atsiskyrimo riziką. Tai užtikrina, kad gyvūnai išliktų natūralios būklės, žymiai padidindami ekologinį duomenų patikimumą ir laikantis aukščiausių gyvūnų etikos ir gerovės standartų.

2. Kelių-vaizdų sinchronizuotas 3D stebėjimas: už 2D plokštumos

• Technologinis principas:Naudojame kelias sinchronizuotas, didelės{0}}kadrų-kameros, kad užfiksuotume elgesį skirtingais kampais. Kelių-vaizdų geometrijos ir rekonstrukcijos algoritmai sujungia šias 2D įvestis, kad realiuoju laiku sukurtų 3D skeleto struktūras ir erdvines trajektorijas.
• Mokslinė vertė:Tyrėjai gauna prieigą prie visiškos erdvinės elgesio rekonstrukcijos. Be paprastų 2D šilumos žemėlapių, sistema kiekybiškai įvertina sudėtingus kinematikos parametrus, tokius kaip sąnarių kampai (pvz., kelio lenkimas), galūnių trajektorijos ir laikysenos dinamika. Šis duomenų gylis yra labai svarbus norint analizuoti eisenos sutrikimus, motorinę koordinaciją ir smulkiąją motoriką tokiu tikslumu, kurio neįmanoma pasiekti tradiciniais metodais.

3. Giluminiu mokymusi-pagrįstas atpažinimas: nuo kinematikos iki semantikos

• Technologinis principas:Mūsų gilieji neuroniniai tinklai, išmokyti naudotis dideliais anotuotų elgesio vaizdo įrašų duomenų rinkiniais, neapsiriboja skeleto stebėjimu ir automatiškai klasifikuoja atskirus elgesio įvykius (pvz., vaikščiojimą, laipiojimą, griebimąsi, tvarkymą). Sistema įrašo šių įvykių laiko seką, dažnumą ir trukmę.
• Mokslinė vertė:Tai paverčia neapdorotus kinematinius duomenis į biologiškai reikšmingas elgesio įžvalgas. Tai leidžia automatiškai generuoti „etogramas“ ir analizuoti laiko elgesio modelius. Sistemos tobulinami dirbtinio intelekto algoritmai užtikrina nuolatinį atpažinimo tikslumo gerinimą, leidžiantį aptikti subtilius fenotipinius pokyčius, atsirandančius dėl ligos progresavimo ar farmakologinės intervencijos.

Ši sistema šiuo metu naudojama siekiant įvertinti veiksmingumą įvairiuose neuromoksliniuose ir ligų modelių kontekstuose:

• Judėjimo sutrikimai (Parkinsono liga, SCI):Tikslus eisenos parametrų (žingsnio ilgio, kadencijos, simetrijos), tremoro amplitudės, bradikinezijos ir laikysenos stabilumo kiekybinis įvertinimas suteikia objektyvius biologinius galutinius taškus vertinant neuroprotekcinius agentus ar ląstelių terapiją.
• Skausmo tyrimai ir analgezija:Objektyvus su spontanišku skausmu-susijusio elgesio-, pvz., garbanojimo, saugojimo, svorio-vengimo ir vietos-konkrečių įbrėžimų-, identifikavimas kartu su 3D judesio analize, siekiant įvertinti skausmo poveikį bendrai veiklai ir mobilumui.

Neuropsichiatriniai modeliai:

• Nerimas / baimė:Atviro{0}}lauko bandymų, įšaldymo trukmės ir rizikos{1}}įvertinimo elgsenos analizė.
• Motyvacija / Anhedonija:Kiekybinis požiūris į atlygį (maistas, socialinė sąveika), pastangų sąnaudas ir reakcijos greitį.
• Autoimuninės ligos (pvz.Reumatoidinis artritas):Be sąnarių uždegimo, sistema sukuria „Ligos elgesio etogramą“, analizuojančią kompensacines motorines funkcijas ir skausmo sukeltus elgesio pokyčius, ir siūlo naują dimensiją, skirtą įvertinti{0}}gyvenimo{1}}kokybės pagerėjimą.

Lanksti platformos architektūra palaiko programas, kurios gerokai viršija dabartinius standartinius modelius:

• Socialinis neuromokslas:Stebėti{0}}subjektų atstumą, orientaciją ir sąveikos modelius kelių-gyvūnų sąrankose, siekiant ištirti neuroninius socialinės hierarchijos, agresijos ir socialinio elgesio{2} mechanizmus.
• Miego ir cirkadiniai ritmai:tiksli-smulki miego architektūros ir budrumo analizė, labai svarbi tiriant cirkadinius sutrikimus ir miego problemas sergant neurodegeneracinėmis ligomis.
• Tikslus variklio valdymas:Tikslus pirštų judesių stebėjimas ir manipuliavimas objektais suteikia įžvalgų apie žievės motorikos valdymo tyrimus, smegenų-kompiuterinės sąsajos (BCI) tyrimus ir reabilitacijos strategijas.
• Kelių{0}}modalinių duomenų suliejimas:Sistemos didelio{0}}tikslumo laiko žymos leidžia atlikti milisekundžių-lygio sinchronizavimą su EEG, EMG, neurovaizdiniais ir in vivo neuroniniais įrašais. Ši galimybė palengvina uždarojo- ciklo analizę, tiesiogiai susiejant elgsenos rezultatus su pagrindine neuroninės grandinės veikla.

TheAI-pagrįsta 3D elgsenos analizės sistema be žymekliųPrisys Biotech yra metodologinė pažanga neurologijos srityje. Išlaisvindama tyrėjus nuo daug darbo reikalaujančių ir subjektyvių balų nustatymo, ji pateikia objektyvius, didelio{2}}matmens duomenų rinkinius. Sklandžiai integruodama stebėjimą be žymenų ir gilų mokymąsi, ši sistema užpildo atotrūkį tarp sudėtingo NHP elgesio ir nervinių mechanizmų, paspartindama pagrindinių mokslinių atradimų pavertimą veiksmingomis klinikinėmis terapijomis.