CEBRA: إمبلاءات ضمنية قابلة للتعلم للتحليل السلوكي والعصبي المشترك
CEBRA هو أسلوب تعلم آلي يمكن استخدامه لضغط السلاسل الزمنية بطريقة تكشف الهياكل المخفية في تباين البيانات. يتفوق هذا الأسلوب على البيانات السلوكية والعصبية المسجلة في وقت واحد، ويمكنه فك تشفير النشاط من القشرة البصرية للدماغ الفأر لإعادة بناء الفيديو المشاهد. تم تطبيق CEBRA-Behavior على بيانات الحُصَين الفأر (Grosmark و Buzsáki، 2016)، مع إظهار الموضع/النشاط العصبي (يسار)، مع تراكب الفك تشفير الذي تم الحصول عليه بواسطة CEBRA. تم تمييز النقطة الحالية في فضاء الإمبلاء (يمين). حصل CEBRA على خطأ مطلق متوسط يبلغ 5 سم (طول المسار الكلي: 160 سم؛ انظر المسودة للتفاصيل).
الخلاصة
تعيين الإجراءات السلوكية إلى النشاط العصبي هو هدف أساسي في علم الأعصاب. مع زيادة قدرتنا على تسجيل البيانات العصبية والسلوكية الكبيرة، هناك اهتمام متزايد في نمذجة الديناميات العصبية أثناء السلوكيات التكيفية لفحص تمثيلات الأعصاب. على وجه الخصوص، يمكن للإمبلاءات العصبية الضمنية أن تكشف عن العلاقات الجوهرية للسلوك، ومع ذلك، نفتقر إلى تقنيات غير خطية يمكنها بشكل صريح ومرونة تحقيق البيانات السلوكية والعصبية المشتركة لكشف الديناميات العصبية. هنا، نملأ هذه الفجوة بطريقة ترميز جديدة، CEBRA، التي تستخدم البيانات السلوكية والعصبية المشتركة بطريقة مدروسة أو مكتشفة تلقائيًا لإنتاج فضاءات ضمنية ثابتة وعالية الأداء. نظهر أن الثبات يمكن استخدامه كمقياس لكشف الاختلافات المعنوية، ويمكن استخدام الإمبلاءات المستنبطة للفك تشفير. نحن نؤكد دقتها ونوضح فائدة أداة لدينا لكل من مجموعات بيانات الكالسيوم والكهربائية، عبر مهام الحس والحركة، وفي السلوكيات البسيطة أو المعقدة عبر الأنواع. كما أنه يسمح باستخدام مجموعات بيانات الجلسة الواحدة أو المتعددة لاختبار الفرضيات أو يمكن استخدامها بدون تسمية. أخيرًا، نظهر أن CEBRA يمكن استخدامه لتعيين الفضاء، وكشف الميزات الحركية المعقدة، وإنتاج فضاءات ضمنية ثابتة عبر بيانات الفوتون الثنائي وNeuropixels، ويمكنه توفير فك تشفير سريع وعالي الدقة لأفلام الطبيعة من القشرة البصرية.
البرمجيات
يمكنك العثور على التنفيذ الرسمي لخوارزمية CEBRA على GitHub: . انظر إلى المستودع وأضف نجمة ليتم إعلامك بالتحديثات والإصدارات المستقبلية. يمكنك أيضًا متابعتنا على Twitter أو الاشتراك في قائمة البريد الإلكتروني للحصول على تحديثات حول المشروع. إذا كنت مهتمًا بالتعاون، يرجى الاتصال بنا عبر البريد الإلكتروني.
