近日,國際頂級學(xué)術(shù)期刊Nature刊發(fā)了電院盧策吾教授團(tuán)隊及合作者在行為理解方面的研究成果(Cortical Ensembles Orchestrate Social Competition through Hypothalamic Outputs),該論文兩位共同通訊作者為交大電子信息與電氣工程學(xué)院盧策吾教授與Salk研究院Kay M. Tye教授,是繼近年來Alphafold等一系列人工智能基礎(chǔ)科學(xué)前沿交叉(AI for Science)工作后的又一進(jìn)展 。
圖1. 基于計算機(jī)視覺與機(jī)器學(xué)習(xí)的行為神經(jīng)機(jī)制解析
該成果基于計算機(jī)視覺技術(shù)定量闡釋了機(jī)器視覺行為理解與腦神經(jīng)的內(nèi)在關(guān)聯(lián),并首次建立了其穩(wěn)定映射模型,形成基于大規(guī)模計算機(jī)視覺行為檢測-腦神經(jīng)信號關(guān)聯(lián)發(fā)現(xiàn)行為神經(jīng)回路的新研究范式。基于該機(jī)器學(xué)習(xí)模型,聯(lián)合團(tuán)隊深入解析了“社會層級”(Social Hierarchy)行為神經(jīng)控制機(jī)理(比如,低等級小鼠會讓高等級小鼠優(yōu)先進(jìn)食,低等級小鼠會表現(xiàn)出服從行為)?!吧鐣蛹墶保⊿ocial Hierarchy)一直是學(xué)界重要問題,即哺乳動物是如何判斷其他個體與自己的社會群體地位高低的?其背后的神經(jīng)控制機(jī)制是怎么樣的?我們在大規(guī)模的小鼠群體競爭視頻中,定位 “社會層次”行為,并同時記錄到社會等級行為的腦部活動狀態(tài),深度解析了社會等級行為在大腦中的形成機(jī)制,即發(fā)現(xiàn)內(nèi)側(cè)前額葉皮層-外側(cè)下丘腦(mPFC-LH)回路具有控制社會層次行為的功能,并得到嚴(yán)格生物學(xué)實驗的證實。該研究形成了基于機(jī)器視覺學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)未知行為功能神經(jīng)回路的新研究范式。
圖2. 視覺行為檢測-腦神經(jīng)信號關(guān)聯(lián)模型
來源:電子信息與電氣工程學(xué)院
編輯:王佳力瀾、李欣慧
責(zé)任編輯:金雪
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