ИИ выявил признаки аутизма у грызунов

Фото из открытых источников

Исследовательский коллектив из Корейского передового института науки и технологий создал модель искусственного интеллекта, призванную анализировать поведение животных по принципу естественного языка. Разработке дали наименование BehaVERT, она демонстрирует высокую эффективность в обнаружении дефицита социального поведения у грызунов с моделью аутизма, причём, без заранее заложенных биологических знаний.

Командой с кафедры нейронаук и когнитивистики предложен нестандартный подход. Движения разных частей тела мыши — носа, ушей, позвоночника, конечностей и хвоста — представили в формате поведенческих токенов, что аналогичны словам в языке. На основе этих данных был обучен трансформер по типу BERT — известной языковой модели от Google.

Модель автономно овладела способностью к улавливанию контекстуального значения действий во времени, аналогично тому, как языковые нейросети выводят смыслы из словесных последовательностей. Результаты работы авторы опубликовали в International Journal of Computer Vision.

Авторы проекта задались вопросом: могут ли движения животных обладать структурой, схожей с языком? На этой базе формировалась методология, что привело к созданию системы, самостоятельно выявляющей биологически значимые закономерности.

В опытах модель успешно отличала мышей с нокаутированным геном Shank3B. Данную генетическую модель широко используют для изучения расстройств аутистического спектра. Особо результативным оказался фокус алгоритма на орально‑оральном контакте: ИИ чётко вычленял данный вид взаимодействия как важный маркер. Это полностью совпадает с выводами классических биологических исследований о проблемах с социальным поведением у подобных мышей.

Важным преимуществом BehaVERT считается интерпретируемость: она даёт возможность визуализации, какие именно поведенческие сигналы оказали влияние на решение модели. К тому же, система с самоконтролем обучалась без ручной разметки данных, тогда как модель, которую готовили на особенностях поведения крыс, применима и к анализу движений грызунов. Что даёт шансы на создание универсальных поведенческих моделей для разных видов.

Авторы работы надеются, что BehaVERT станет базой для открытия новых закономерностей в разработке лекарств, исследовании психических и поведенческих расстройств, и многих других областях наук о жизни.