ИИ для расшифровки поведения животных

Исследователи из Колумбийского университета представили в журнале eLife новый метод анализа поведения животных. Они использовали алгоритм для фильтрации спама, чтобы автоматически идентифицировать весь поведенческий репертуар гидры — примитивного пресноводного организма — по часам видеозаписей.

Гидра, близкий родственник кораллов, медуз и актиний, не имеет ни позвоночника, ни мозга. Её поведение при движении, питании и избегании хищников состоит из предсказуемых паттернов, которые может распознать компьютер.

Как это работает

Учёные применили популярный алгоритм классификации "мешок слов" (bag of words). Подобно тому, как он анализирует частоту слов в тексте для выявления тем, алгоритм проанализировал видеозаписи и выявил повторяющиеся движения гидры.

Результаты

• Алгоритм распознал 10 ранее описанных форм поведения.
• Было измерено, как шесть из этих поведенческих актов реагируют на изменение условий среды (например, наличие пищи, свет).
• К удивлению исследователей, поведение гидры почти не менялось. "Она делала одно и то же снова и снова, как Энерджайзер", — отметил старший автор работы, нейробиолог Рафаэль Юсте.

Научный контекст и цели

• В более раннем исследовании в Current Biology та же команда записала активность всех нейронов гидры в реальном времени и обнаружила четыре набора нейронных цепей, контролирующих четыре различных типа движений.
• Новая работа — это шаг к созданию полного каталога поведения. Следующая цель — понять, может ли гидра обучаться, и как её нейроны реагируют на стимулы.
• Конечная цель — расшифровать нейронный код: создать модель, показывающую, как сети нейронов порождают поведение.

Значение и перспективы

• По словам Юсте, нервные системы даже простых животных, таких как гидра, эволюционировали для поддержания постоянства поведения. "Обратное инжиниринг" гидры может научить создавать биовдохновлённые системы управления для техники (кораблей, самолётов), работающей в изменчивых условиях.
• "Это первое систематическое описание поведения животного", — подчеркнул Рафаэль Юсте.