由 Artur Schneider 和生物三研究所的 Ilka Diester 教授和弗萊堡大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系的 Thomas Brox 教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種新系統(tǒng)，可以記錄可自由命名的 3D 運(yùn)動(dòng)身體點(diǎn)：“FreiPose”使用多個(gè)攝像頭和特殊的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來(lái)識(shí)別定義的身體點(diǎn)并跟蹤它們。該方法使研究人員能夠在分析中排除不感興趣的某些身體部位的運(yùn)動(dòng)影響。該小組在《神經(jīng)元》雜志上介紹了他們的新方法。
“我們問(wèn)自己，當(dāng)生物自由移動(dòng)并且只進(jìn)行自發(fā)運(yùn)動(dòng)時(shí)，是否有可能將大腦中的神經(jīng)元活動(dòng)與個(gè)體身體部位的運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來(lái)，”迪斯特解釋說(shuō)。根據(jù)研究人員的說(shuō)法，要做到這一點(diǎn)，必須滿足兩個(gè)條件：首先，需要對(duì)單個(gè)身體部位的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行詳細(xì)的 3D 跟蹤;其次，必須將感興趣的身體部位與其他身體部位的影響隔離開(kāi)來(lái)。
科學(xué)家們創(chuàng)建了一個(gè)帶有“FreiPose”的系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用各種同步攝像機(jī)視角直接在 3D 中重建個(gè)體身體點(diǎn)的詳細(xì)姿勢(shì)和運(yùn)動(dòng)。身體點(diǎn)是預(yù)先自由選擇的。
“FreiPose 的新穎之處在于將學(xué)習(xí)到的圖像特征從單個(gè)攝像機(jī)視圖投影到一個(gè)公共 3D 空間中，其中網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)能夠結(jié)合所有信息來(lái)得出關(guān)于身體點(diǎn)位置的結(jié)論。由于它的多視圖方法和原生 3D 重建，F(xiàn)reiPose 特別適合在各種環(huán)境中自由移動(dòng)的生物，包括那些有障礙物的生物，”Brox 說(shuō)。
為了查看單個(gè)身體部位運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)元表征，研究人員減少了彼此身體部位和運(yùn)動(dòng)的貢獻(xiàn)。“這種策略可以分析有問(wèn)題的行為，例如只分析手部動(dòng)作。例如，該方法可用于植入電極的癲癇患者。如果測(cè)量神經(jīng)元活動(dòng)以檢查電極，則可以使用 FreiPose跟蹤患者的運(yùn)動(dòng)并排除不必要的運(yùn)動(dòng)的影響，”Diester 解釋說(shuō)。
“這種方法可以用來(lái)更好地研究生物的行為，因?yàn)樗鼈兛梢酝耆杂勺匀坏匾苿?dòng)，”Brox 補(bǔ)充道。“一旦建立，我們的系統(tǒng)就可以應(yīng)用于大型數(shù)據(jù)集，從而最大限度地減少工作量。”
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