في الأبحاث قبل السريرية، توفر مراقبة سلوك-الحيوانات الرئيسية غير البشرية (NHP) بيانات مهمة لعلم الأعصاب وتطوير الأدوية. تتطلب أساليب تتبع السلوك التقليدية وجود علامات جسدية مرتبطة بالحيوانات. يمكن أن تؤثر هذه العلامات على السلوك الطبيعي، وتسبب التوتر، وتغير أنماط الحركة.
النظام تحليل السلوك (NBAS) المعتمد على الذكاء الاصطناعي -، والذي يُسمى أيضًا BehaviorAtlas، تم تطويره بواسطةالتكنولوجيات الحيوية بريسيس. يستخدم النظام تتبعًا بدون علامات، وكاميرات متعددة الرؤية، وخوارزميات التعلم العميق لتسجيل وتحليل سلوك الرئيسيات.
تقنية بدون علامات لرصد NHP
يستخدم NBAS تقنية بدون علامات لالتقاط وضع ثلاثي الأبعاد للرئيسيات غير البشرية. ولا يتطلب النظام علامات مادية على الحيوانات. وهذا يقلل من الانزعاج ويبقي العملية التجريبية أقل تدخلاً.
يمكن للباحثين مراقبة الحركات الطبيعية دون تدخل. وهذا يساعد في الحفاظ على السلوك الطبيعي ويحسن موثوقية البيانات السلوكية. ويدعم هذا النهج أيضًا المعايير الأخلاقية في البحوث الحيوانية.
مزامنة العرض المتعدد-لالتقاط الحركة
يسجل NBAS السلوك باستخدام نظام كاميرات متعدد-. يستخدم النظام أربع كاميرات أو أكثر-عالية السرعة مصممة للتسجيل ثلاثي الأبعاد. يتم وضع الكاميرات في زوايا مختلفة وتسجل في نفس الوقت.
يقوم النظام بمزامنة الإحداثيات المكانية ووقت التسجيل لجميع الكاميرات. يقلل هذا الإعداد من الانسداد البصري وخطأ المنظور ويسمح بإعادة بناء الحركة بدقة في الفضاء ثلاثي الأبعاد-. يمكن للنظام تتبع الحركة بدقة بمستوى ملليمتر-.
التعلم العميق وإعادة بناء الهيكل العظمي ثلاثي الأبعاد
يقوم NBAS بمعالجة بيانات الفيديو باستخدام خوارزميات التعلم العميق. يكتشف النظام ملامح الحيوان ووضعية الجسم ومفاصل الأطراف من تسجيلات الفيديو. تعمل الخوارزميات في ظل ظروف إضاءة مختلفة وتحافظ على أداء كشف مستقر.
يقوم البرنامج بإعادة بناء نموذج هيكل عظمي ثلاثي الأبعاد للحيوان. يتتبع أكثر من 21 نقطة رئيسية في الجسم ويسجل مواقعها أثناء الحركة.
ثم يقوم النظام بتحليل تسلسل السلوك تلقائيًا. فهو يقسم الحركة المستمرة إلى شرائح سلوكية ويقدر الحالات السلوكية باستخدام الدقة الزمنية للمستوى الثاني-. يقلل هذا التحليل الآلي من العمل اليدوي ويقلل من مخاطر الخطأ البشري في استخراج البيانات.
تطبيقات في علم الأعصاب وتطوير الأدوية
يوفر NBAS قياسات السلوك الموضوعية لأبحاث علم الأعصاب. يُستخدم النظام لتحليل الأنماط السلوكية في العديد من نماذج الأمراض العصبية، بما في ذلك:
- نماذج مرض باركنسون
- نماذج الألم
- نماذج السكتة الدماغية لانسداد الشريان الدماغي الأوسط (MCAO).
- نماذج الصرع
ويدعم النظام أيضًا دراسات تطوير الأدوية. يمكن للباحثين قياس حركة المفاصل وأنماط حركة الجسم أثناء دراسات العلاج. تساعد هذه القياسات في تقييم التأثيرات السلوكية للتدخلات الدوائية.
توفر البيانات المجمعة أدلة كمية تدعم التقييم قبل السريري وتصميم الدراسات السريرية اللاحقة. ومن خلال هذا النظام،التكنولوجيات الحيوية بريسيسيوفر أدوات آلية لتحليل سلوك الحيوان في البحوث متعدية.
