Sistema de análise comportamental NHP 3D sem marcadores baseado em IA-|Prisys Biotecnologia

Primatas não{0}}humanos (NHPs) são modelos indispensáveis ​​para estudar funções cerebrais superiores e distúrbios neurológicos devido às suas semelhanças neuroanatômicas e cognitivas com os humanos. No entanto, capturar e quantificar seu comportamento natural de forma não{{2}invasiva continua sendo um desafio significativo.

Osistema de análise comportamental da próxima-geração NHPda Prisys Biotech integra tecnologias de visão computacional, aprendizado profundo e reconstrução 3D. Essa convergência permite a análise automatizada, granular e multi-dimensional do comportamento animal, marcando uma transição da descrição qualitativa para a análise quantitativa precisa na pesquisa pré-clínica.

Nosso sistema é construído sobre três pilares tecnológicos projetados para maximizar a integridade dos dados e o bem-estar animal.

1. Design sem marcadores: priorizando o comportamento natural e o bem-estar

• Princípio Tecnológico:O sistema elimina a necessidade de marcadores reflexivos ou sensores vestíveis. utilizando streams de vídeo de alta-resolução, algoritmos avançados de aprendizado profundo detectam e rastreiam pontos-chave anatômicos diretamente da filmagem bruta em tempo-real.
• Valor Científico:Ao remover os marcadores físicos, eliminamos o desconforto potencial, a inibição comportamental ou o risco de desprendimento do marcador. Isto garante que os animais permaneçam num estado natural, aumentando significativamente a validade ecológica dos dados e aderindo aos mais elevados padrões de ética e bem-estar animal.

2. Rastreamento 3D sincronizado com múltiplas-visualizações: além do plano 2D

• Princípio Tecnológico:Implantamos diversas câmeras sincronizadas com alta-frame-taxa de quadros para capturar comportamento de ângulos distintos. Algoritmos de geometria e reconstrução de múltiplas{3}visualizações fundem essas entradas 2D para gerar-estruturas esqueléticas 3D e trajetórias espaciais em tempo real.
• Valor Científico:Os pesquisadores obtêm acesso a uma reconstrução espacial completa do comportamento. Além dos simples mapas de calor 2D, o sistema quantifica parâmetros cinemáticos complexos, como ângulos articulares (por exemplo, flexão do joelho), trajetórias dos membros e dinâmica postural. Esta profundidade de dados é crítica para analisar anormalidades da marcha, coordenação motora e habilidades motoras finas com uma precisão inatingível pelos métodos tradicionais.

3. Reconhecimento-baseado em aprendizagem profunda: da cinemática à semântica

• Princípio Tecnológico:Treinadas em extensos conjuntos de dados de vídeos comportamentais anotados, nossas redes neurais profundas vão além do rastreamento esquelético para classificar automaticamente eventos comportamentais distintos (por exemplo, caminhar, escalar, agarrar, escovar). O sistema registra a sequência temporal, frequência e duração desses eventos.
• Valor Científico:Isso transforma dados cinemáticos brutos em insights comportamentais biologicamente significativos. Permite a geração automática de “etogramas” e a análise de padrões comportamentais temporais. Os algoritmos de IA em evolução do sistema garantem a melhoria contínua na precisão do reconhecimento, permitindo a detecção de alterações fenotípicas sutis resultantes da progressão da doença ou da intervenção farmacológica.

Este sistema está atualmente implantado para avaliar a eficácia em vários contextos neurocientíficos e de modelos de doenças:

• Distúrbios do Movimento (Doença de Parkinson, CI):A quantificação precisa dos parâmetros da marcha (comprimento da passada, cadência, simetria), amplitude do tremor, bradicinesia e estabilidade postural fornece parâmetros biológicos objetivos para avaliar agentes neuroprotetores ou terapias celulares.
• Pesquisa de Dor e Analgesia:Identificação objetiva de comportamentos-relacionados à dor espontânea-como enrolar, defender, evitar-carregar peso e coçar-específicos do local-, combinado com análise de movimento 3D para avaliar o impacto da dor na atividade geral e na mobilidade.

Modelos Neuropsiquiátricos:

• Ansiedade/Medo:Análise de exploração em testes-de campo aberto, duração do congelamento e comportamentos-de avaliação de risco.
• Motivação/Anedonia:Quantificação de comportamentos de abordagem em relação a recompensas (comida, interação social), gasto de esforço e velocidade de reação.
• Doenças autoimunes (por exemplo,Artrite reumatoide):Além da inflamação das articulações, o sistema estabelece um "Etograma do comportamento da doença", analisando funções motoras compensatórias e mudanças comportamentais causadas pela dor, oferecendo uma nova dimensão para avaliar melhorias na qualidade-de{1}}vida.

A arquitetura flexível da plataforma suporta aplicações que vão muito além dos modelos padrão atuais:

• Neurociência Social:Rastreamento de distância, orientação e padrões de interação entre-sujeitos em configurações de vários-animais para estudar os mecanismos neurais de hierarquia social, agressão e comportamento pró-social.
• Sono e ritmos circadianos:a análise-refinada da arquitetura do sono e da vigília, essencial para estudar interrupções circadianas e problemas de sono em doenças neurodegenerativas.
• Controle Motor Fino:O rastreamento-de alta precisão dos movimentos dos dedos e da manipulação de objetos oferece insights para estudos de controle motor cortical, pesquisas sobre interfaces cérebro-computador (BCI) e estratégias de reabilitação.
• Fusão de dados-multimodal:Os carimbos de data/hora de alta -precisão do sistema permitem sincronização em nível de milissegundos-com EEG, EMG, neuroimagem e gravações neurais in vivo. Esse recurso facilita a análise-de circuito fechado, vinculando diretamente resultados comportamentais à atividade do circuito neural subjacente.

OSistema de análise comportamental-sem marcadores baseado em IAda Prisys Biotech representa um avanço metodológico na neurociência. Ao liberar os pesquisadores da pontuação-de trabalho intensivo e subjetivo, ele fornece conjuntos de dados objetivos e de alta{2}}dimensionalidade. Através da integração perfeita de rastreamento sem marcadores e aprendizagem profunda, este sistema preenche a lacuna entre o comportamento complexo do NHP e os mecanismos neurais, acelerando a tradução de descobertas científicas básicas em terapias clínicas eficazes.