机器学习算法彻底改变了科学家研究行为的方式

对于卡内基梅隆大学生物科学助理教授兼神经科学研究所教员Eric Yttri 而言，了解大脑的最佳方式是观察生物体如何与世界互动。

“行为驱动着我们所做的一切，”Yttri 说。

作为一名行为神经科学家，Yttri 研究动物行走、进食、嗅探或做任何动作时大脑中发生的情况。这种研究可以帮助回答有关神经系统疾病或障碍(如帕金森病或中风)的问题。但是识别和预测动物行为极其困难。

现在，由 Yttri 和生物科学博士 Alex Hsu 开发的一种新的无监督机器学习算法。候选人在他的实验室中，使研究行为变得更加容易和准确。研究人员在《自然通讯》上发表了一篇关于新工具 B-SOiD(DeepLabCut 中开放场的行为分割)的论文。

以前，捕捉动物行为的标准方法是跟踪非常简单的动作，比如训练有素的老鼠是否按下了杠杆，或者动物是否在吃食物。或者，实验者可以花费数小时手动识别行为，通常是在视频上逐帧进行，这个过程容易出现人为错误和偏见。

Hsu 意识到他可以让无监督学习算法来完成耗时的工作。B-SOiD 通过识别动物身体位置的模式来发现行为。该算法与计算机视觉软件配合使用，可以告诉研究人员在视频的每一帧中发生了什么行为。

“它使用一个方程来始终如一地确定行为何时开始，”Hsu 解释说。“一旦达到该阈值，每次都会识别出行为。人类实验者可能会在两个帧或几个类别之间切换，尝试确定行为从哪里开始并随着时间的推移变得疲倦。”

Yttri 表示，B-SOiD 提供了巨大的改进，并为新的研究开辟了多种途径。

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