由 Artur Schneider 和生物三研究所的 Ilka Diester 教授和弗萊堡大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系的 Thomas Brox 教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊開發(fā)了一種新系統(tǒng)，可以記錄可自由命名的 3D 運動身體點：“FreiPose”使用多個攝像頭和特殊的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來識別定義的身體點并跟蹤它們。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動影響。該小組在《神經(jīng)元》雜志上介紹了他們的新方法。
“我們問自己，當(dāng)生物自由移動并且只進(jìn)行自發(fā)運動時，是否有可能將大腦中的神經(jīng)元活動與個體身體部位的運動聯(lián)系起來，”迪斯特解釋說。根據(jù)研究人員的說法，要做到這一點，必須滿足兩個條件：首先，需要對單個身體部位的運動進(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來。
科學(xué)家們創(chuàng)建了一個帶有“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 中重建個體身體點的詳細(xì)姿勢和運動。身體點是預(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攝像機(jī)視圖投影到一個公共 3D 空間中，其中網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)能夠結(jié)合所有信息來得出關(guān)于身體點位置的結(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)境中自由移動的生物，包括那些有障礙物的生物，”Brox 說。
為了查看單個身體部位運動的神經(jīng)元表征，研究人員減少了彼此身體部位和運動的貢獻(xiàn)。“這種策略可以分析有問題的行為，例如只分析手部動作。例如，該方法可用于植入電極的癲癇患者。如果測量神經(jīng)元活動以檢查電極，則可以使用 FreiPose跟蹤患者的運動并排除不必要的運動的影響，”Diester 解釋說。
“這種方法可以用來更好地研究生物的行為，因為它們可以完全自由自然地移動，”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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