老鼠四处奔波寻找食物, 但基因可能是控制这些蜿蜒运动的看不见的手. 研究人员 大发娱乐 是否正在使用机器学习来绘制基因控制之间的联系，从而形成本能行为和习得行为的增量步骤. 结果可在网上找到 细胞的报道 8月13日.
“复杂行为的模式, 比如寻找食物, 是由随机序列组成的吗, 自发和自由,” 克里斯托弗·格雷格博士.D.他是大发娱乐神经生物学和解剖学助理教授，也是这项研究的资深作者. 使用机器学习, 大发娱乐发现离散序列的复制频率比你想象的要高，这些序列根植于生物学."
研究小组正在冒险进入行为测序的新领域.
“大发娱乐正试图了解复杂行为的结构，以及基因如何塑造这些模式,葛雷格说.
这项研究支持了一种观点，即复杂的行为是由一系列有限的“构建块”组成的，作者称之为行为模块, 基因控制着这些构建模块的进程，形成不同的行为模式.
研究小组对190只基因和年龄存在差异的老鼠进行了评估，这些老鼠从自己的家搬到一个独特的“竞技场”，以评估它们在觅食时表现出的一系列行为序列. 寻找食物, 老鼠表现出的行为需要许多神经系统来控制寻找行为, 焦虑, 奖励, 保存, 饥饿, 饱腹感, 注意, 导航和记忆. 新方法揭示了不同的遗传和年龄影响不同的序列.
“大多数物种都有一个活动范围，它们的行为都围绕着这个活动范围,格雷格说. “大发娱乐能够识别可重复的行为序列，并利用这些信息来理解随着时间的推移的复杂模式."
研究小组将从家到食物来源的往返旅程分成了5次以上,600个鼠标动作. 在这些操作中分层的是附加信息, 比如步态模式, 速度, 旅行的距离和访问的地点. 使用机器学习, 他们对这些信息进行了评估，并确定了71种可重复的行为序列，这些序列是更复杂行为模式的基础组成部分.
从一个“积木”到下一个“积木”的过渡意味着一种产生特定觅食行为的机制关系，这种行为可以最大限度地降低被捕食的风险, 能量消耗和热量摄入. 除了, 该算法能够识别特定小鼠特有的自发反应.
格雷格认为，这种方法足够灵敏，可以在一个基因的拷贝中发现突变. 为了证明这一点, 他的团队专注于研究烙印基因突变小鼠的觅食行为, Magel2, 哪些与自闭症有关. 例如，当母亲的复制被关闭时，父亲的复制就会被打开. 在这个场景中, 人们普遍认为，母亲的基因是沉默的，不会影响后代. 不是这样的.
“令大发娱乐兴奋的是，大发娱乐能够检测到母亲基因拷贝中的单个突变对行为的重大影响,格雷格说.
目前，这项研究只探索了实验室小鼠觅食行为的基本组成部分. Gregg认为，这种方法可以应用于理解其他复杂行为模式的基础，并了解导致人类疾病的行为的特定基因组元素, 包括肥胖, 上瘾, 恐惧, 焦虑和精神障碍.
“通过解构真正复杂的东西, 看似自发的行为, 大发娱乐能够检测到在其他研究中无法观察到的东西,格雷格说. “如果存在导致人类疾病的突变，大发娱乐希望使用这种方法将其映射到特定模块（又名行为构建块），以了解基因如何有助于形成特定的行为模式."
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Cornelia Hörndli也加入了格雷格的行列, 埃莉诺·黄, 艾略特摩天, 凯瑟琳·班尼特, 苏珊Steinwand, 亚历克西斯·罗兹和P. 托马斯·弗莱彻的论文，题目是 复杂的经济行为模式是由有限构造的, 基因控制的行为模块. 这项工作得到了瑞士国家科学基金会的支持, 美国国立卫生研究院和纽约干细胞基金会.