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新闻 自闭症研究的最新进展。
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动作捕捉视频揭示了脆性X鼠的非典型梳理

通过/ 2021年1月27日

一个受好莱坞启发的视频工具就可以捕捉的动作根据一项新的研究,在数天或数周内对实验室动物进行三维成像,揭示了行为的新微妙之处。例如,缺乏自闭症相关基因的老鼠FMR1设计这种方法的研究人员发现,训练方式与对照组不同。

该系统被称为“捕捉”(使用反反射器嵌入的连续的阑尾和姿势跟踪),源自于动作捕捉技术用于大制作电影添加特效或支持动画。动作捕捉只跟踪动作,使用放置在演员身体上的反射标记;动画师然后重建记录的运动的3D模型。

研究动物行为的研究人员通常会录制传统的2D视频。但这些视频文件太大,限制了科学家存储和分析的数据量,也限制了研究只能是动物生活的片段。

科学家们已经改进了这种方法depth-sensing相机该系统可以检测垂直和水平运动,并通过机器学习将行为分解为离散的“音节”。CAPTURE的技术更加精确,只存储移动数据就可以记录更长的时间。

“我们现在可以非常精确地解读这些动物的肢体语言,这在以前是不可能的,”首席研究员说Bence Olveczky哈佛大学生物和进化生物学教授。“它只是打开了一个新的研究领域。”

行动:动作捕捉技术使研究人员能够在实验室中精确测量动物的行为

汽车活动:

研究人员给每只老鼠贴上20个反光标记,并连续拍摄每只老鼠至少一周。

该团队还对FMR1缺失的大鼠和野生型大鼠进行了数天的测试;在人类中,FMR1突变会导致脆性X综合征通常伴有自闭症。

野生型和易碎X型老鼠在笼子里来回走动的时间差不多,但易碎X型老鼠花了更多的时间梳理毛发,而且梳理的方式更重复。研究结果发表在神经元12月。

研究人员说,该系统目前一次只能测量一种动物的行为,但它可以适应监测两种或更多动物之间的互动。

研究人员说:“对社会互动进行细致的理解将是至关重要的。杰西·马歇尔他是哈佛大学的博士后研究员。“我们希望有一些非常仔细测量的东西,能够实现再现性。”

马歇尔说,在未来,捕捉记录可以与其他方法结合,如钙成像,以更好地理解行为的神经基础。

量化行为:

CAPTURE是开发方法的更大推动力的一部分量化的行为并追踪它随时间的变化——无论是在渐进的条件下,比如Rett综合症,或者对治疗的反应斯图尔特Mostofsky他是马里兰州巴尔的摩肯尼迪克里格研究所(Kennedy Krieger Institute)神经发育与成像研究中心(Center for Neurodevelopmental and Imaging Research)主任。

例如,Ölveczky说,捕捉技术可以帮助科学家识别自闭症患者和非自闭症患者之间细微的运动差异。“这是这项技术独有的优势。”

大多数洛夫斯基说,Ölveczky和他的同事使用的技术如果适用于人类,可能会很麻烦。2020年,他和他的同事们将一款视频游戏机的传感器改装成动作捕捉,发现自闭症儿童模仿别人的动作比非自闭症儿童更不准确。

但他补充道,“我真的想象,在未来五年左右,的能力——在一个很肤浅的,无缝的方式捕捉运动[和]活动孩子们在一系列诊断和真的能够识别特定的行动模式”,与一个人的基因。

捕获和类似的工具将使研究人员能够在比以前更自然的环境中研究行为,他说亚伯拉罕帕默他是加州大学圣地亚哥分校精神病学教授,没有参与这项研究。例如,大多数动物研究都是探究动物如何对人类创造的环境或任务作出反应——这些发明并不总是与自闭症等病症相关。

帕尔默说:“我们迫切需要能够以一种开放的心态来研究更长的时间框架内的行为,而不是对我们要衡量的行为有一个先见之明的概念。”