Bioinformatics - Bio-informatique Nouvelles

Thomas Serre, professeur adjoint de cognitive, les sciences linguistiques et psychologiques chez Brown et ses collègues du MIT et Caltech ont développé un système informatique qui peut apprendre à identifier les comportements d'intérêt, puis d'analyser plusieurs heures de vidéo. L'équipe décrit le système de communications de la nature.

PROVIDENCE, RI [] de l'Université Brown? Pendant des décennies, bien enregistrer des données sur la façon dont les souris passer par les mouvements de leur routine quotidienne a été un aliment de base fastidieux de comportements, et la recherche en neurosciences:

• Heure 2, 27 minutes: souris 4 dort;
• Hour 3, 12 minutes: la souris 7 est de manger;

et ainsi de suite. C'est une tâche plupart des gens seraient heureux céder à l'automatisation. Maintenant, dit Thomas Serre, professeur adjoint de cognitive, sciences linguistiques et psychologiques à l'Université Brown, c'est enfin possible.

Dans un document qui sera publié en ligne le 7 septembre 2010, dans la revue Nature Communications, Serre et une équipe de collègues de l'Institut de technologie du Massachusetts et du California Institute of Technology décrivent un nouveau système informatique qui est aussi précis que les gens à identifier la souris comportements dans les vidéos. De plus, l'équipe fait le logiciel entièrement personnalisable open-source sont disponibles gratuitement. Compte tenu de séquences caméscope standard d'une souris, le logiciel identifie automatiquement un cadre de comportement de la souris par image.

«Nous avons mesuré l'accord [sur les comportements de souris] entre deux observateurs de l'homme et il était plus de 70 pour cent", a déclaré Serre, qui a rejoint la faculté Brown en Janvier 2010 après avoir effectué ses études doctorales et postdoctorales, y compris les travaux décrits dans le document , au MIT. «Le système d'accord avec les êtres humains au même niveau. Il n'y avait pas de différence significative entre les annotations fournies par notre système et de deux observateurs de l'homme."

La valeur du logiciel n'est pas seulement qu'elle ne pouvait soulager les étudiants diplômés et des techniciens de laboratoire de certains ennui. Il faut environ 25 heures-personnes d'une heure à annoter la totalité des films de la souris. Dans une petite expérience avec 10 souris qui sont chaque observées pendant 5 heures, c'est 1250 heures-personnes de travail. Parce qu'il est informatisé, le système pourrait aussi fournir des annotations moins subjectif que d'une équipe humaine et pourraient donc être moins sensibles à la partialité.

Il ya quelques programmes commerciaux sur le marché, dont certaines coûtent des milliers de dollars, Serre dit. Ils fondent leur codage pour la plupart sur le comportement des capteurs, plutôt que de la vidéo, et donc les taux d'accord avec les observateurs de l'homme d'environ 60 pour cent, soit nettement moins que les taux entre les personnes ou entre les personnes et le système indiqué dans le document.

Imitant le cerveau

Bien que des exploits de la perception artificielle qui permettent de comparer la perception réelle sont notables, il ne devrait pas être une surprise que le système correspond à des niveaux d'observation de l'homme. Il est, après tout, basée sur un modèle informatique de la façon dont le cerveau interprète ce qu'il voit.

«C'est imitant ce que le système visuel ne lorsqu'un mouvement processus de toi», dit-Serre.

En outre, le système apprend de l'expérience. Pour le train de détecter le comportement de toilettage, par exemple, les chercheurs ont nourri des lots système de clips de souris se toiletter et certifié ce qui a été le comportement de sorte que le système sache. De là, le logiciel a été en mesure d'identifier de nouvelles scènes de toilettage sans encadrement. Dans le papier, l'équipe montre que le logiciel est capable d'effectuer la corvée, même dans les différentes souches de souris dans une variété de conditions d'éclairage et d'autres.

Serre affirme que le logiciel est susceptible d'être facile au train de travailler avec d'autres animaux de laboratoire.

Au moins pour les souris, le logiciel est pratiquement prête à aller pour une utilisation dans des expériences de laboratoire, a déclaré Kevin bain, un chercheur en neurosciences, qui n'était pas impliqué dans le développement du logiciel. Dans son travail, l'étude de modèles de trouble obsessionnel-compulsif chez les souris, l'examen des vidéos de la rongeurs est le train-train quotidien.

«Ce serait fabuleux», at-il dit. «Il est plus grande productivité. Vous pouvez faire beaucoup plus de l'analyse comportementale et d'obtenir beaucoup plus complexe caractérisation du comportement des animaux, sans la nécessité pour les personnes dépense des montants importants de temps va-et-codage."

Dans une récente étude de Bain co-auteur sur des souris obsessionnel-compulsif, il a étudié une propension à overgrooming extrêmes qui se développe au fil du temps. questions clés comprennent à quel moment la remontée en début de toilettage comportement, combien plus le toilettage qui se passe, et certains médicaments ne réduire le comportement.

Pour maintenir la recherche à gérer, la seule équipe codé comportement minute par minute pour les épisodes d'une demi-heure quatre fois par jour pour chaque souris. Avec le système de co-développé par Serre, dit Bath, ils peuvent enregistrer et analyser les jours pleins d'images en fournissant des données beaucoup plus riche.

Pour ce faire sans ordinateur, il faudrait une certaine quantité de l'obsession de son propre chef.