神經(jīng)行為學(xué)是一個(gè)結(jié)合神經(jīng)科學(xué)與動(dòng)物行為學(xué)的交叉學(xué)科，主要研究神經(jīng)系統(tǒng)如何控制行為，以及行為如何反過來影響神經(jīng)系統(tǒng)的功能。有效分析和量化具有多尺度和復(fù)雜動(dòng)態(tài)特征的自然行為，對理解不同物種在進(jìn)化過程中行為的演變規(guī)律具有重要意義。
近年來，行為組學(xué)理論的形成和發(fā)展旨在以層級化的思路解析行為的內(nèi)在結(jié)構(gòu)。同時(shí)，機(jī)器學(xué)習(xí)算法在定量姿勢估計(jì)和行為分割方面的進(jìn)展，推動(dòng)了將連續(xù)行為分解為可量化動(dòng)作模塊的進(jìn)程。然而，缺乏通用的行為學(xué)分析框架，仍是將行為組學(xué)理論在神經(jīng)行為學(xué)、應(yīng)激神經(jīng)生物學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)、藥效學(xué)評價(jià)等領(lǐng)域進(jìn)行具體行為分析的重要障礙。
2月1日，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院研究員王楓團(tuán)隊(duì)、王立平團(tuán)隊(duì)合作在《細(xì)胞—報(bào)告》上發(fā)表最新研究。研究團(tuán)隊(duì)利用應(yīng)激神經(jīng)生物學(xué)研究中廣泛使用的簡單易行的自發(fā)行為范式，開發(fā)了層級化行為分析框架，提供了一種通用、標(biāo)準(zhǔn)、快速且分層定量的方法，用于開展兩性神經(jīng)行為學(xué)研究
自發(fā)行為是在無主觀意圖或外部刺激的情況下發(fā)生的行為，對維持健康和調(diào)節(jié)軀體至關(guān)重要。自發(fā)行為學(xué)實(shí)驗(yàn)由動(dòng)物本身而非實(shí)驗(yàn)者來主導(dǎo)，易操作的同時(shí)還能更準(zhǔn)確地反映動(dòng)物的內(nèi)部狀態(tài)。自發(fā)行為的變化可以反映個(gè)體內(nèi)部狀態(tài)的偏差，這些偏差可能與潛在健康問題有關(guān)，如疼痛和毒素暴露、癲癇發(fā)作間期、中風(fēng)恢復(fù)和自閉癥以及急性應(yīng)激等。
為了建立一個(gè)易于理解和解釋的行為分析框架，研究團(tuán)隊(duì)從自發(fā)行為的姿勢動(dòng)力學(xué)、動(dòng)作與動(dòng)作集的時(shí)空特征及其內(nèi)在組織邏輯層面系統(tǒng)刻畫了兩性小鼠自發(fā)行為的特征。研究結(jié)果表明，在不同情緒狀態(tài)、晝夜節(jié)律和光照條件下，兩性小鼠的自發(fā)行為表現(xiàn)出不同的特征，這些特征由不同內(nèi)外因素驅(qū)動(dòng)，最終形成了差異化的行為模式。其中，嗅探是不同條件下自發(fā)行為動(dòng)作轉(zhuǎn)換的樞紐節(jié)點(diǎn)，計(jì)算嗅探與梳理的比例能高通量的準(zhǔn)確區(qū)分自發(fā)行為狀態(tài)。
該研究為深入開展行為學(xué)研究提供了一個(gè)高效的平臺(tái)。通過提供全面的分層行為數(shù)據(jù)，該研究為行為結(jié)構(gòu)理論知識(shí)與實(shí)際分析之間架起了一座橋梁，將為生物學(xué)、藥理學(xué)、醫(yī)學(xué)以及相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域研究中的動(dòng)物行為實(shí)驗(yàn)分析和結(jié)果解讀提供全新的技術(shù)手段。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.celrep.2025.115239
本文鏈接：研究提出數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的層級化行為定量分析框架http://www.lensthegame.com/show-11-17028-0.html
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