Scienty

Фото: img.freepik.com

Новая разработка от ученых Института перспективных исследований мозга и биологического факультета МГУ – это расширение программного комплекса Sphynx, которое позволяет анализировать поведение мышей в трехмерных пространствах. Данная программа открывает возможности для более точного изучения когнитивных карт и пространственной ориентации у животных, позволяя проводить исследования в условиях, максимально приближенных к естественным.

Исследование представлено на конференции Neurotechnologies and Neurointerfaces 2025 и опубликовано в IEEE Xplore. Работа над проектом осуществлялась при поддержке Программы развития МГУ (проект №23-Ш03-02 НОШ «Мозг, когнитивные системы, искусственный интеллект»).

Обычно поведенческие исследования проводятся в двумерных аренах, где животные могут двигаться только в горизонтальной плоскости. Однако в естественной среде поведение животных происходит в трех измерениях, включая подъемы, спуски и взаимодействие с многоуровневой обстановкой. С учетом этих факторов исследователи из МГУ создали специальный трехмерный лабиринт и программное обеспечение для восстановления и анализа движений животных в пространстве.

С помощью расширенного модуля анализа поведения можно оценивать характеристики как горизонтального, так и вертикального перемещения, включая общий набор высоты, спуски и число переходов между уровнями. Лабиринт автоматически разделяется на типы участков (прямые, наклонные поверхности, подъемы и спуски), что позволяет количественно оценивать поведение в различных условиях. Программа фиксирует, на каких уровнях и участках мышь чаще всего останавливается, где передвигается быстрее и какие маршруты выбирает при исследовании пространства.

«Благодаря нашему методу удалось впервые определить конкретные числовые показатели навигации мышей в трехмерном пространстве , – отмечает первый автор исследования, лаборант Института перспективных исследований мозга МГУ Виктор Плюснин. – Полученные сведения имеют ключевое значение для изучения функционирования гиппокампа и формирования пространственной памяти в естественной среде обитания».

Программное обеспечение обладает открытой архитектурой и уже встроено в комплекс Sphynx, благодаря чему оно доступно для использования другими лабораториями. Пакет и документация размещены на GitHub, и, как утверждают разработчики, могут быть изменены для работы с другими лабиринтами и даже с другими видами животных. Данное исследование открывает перспективы для изучения нейрофизиологии пространственного поведения и может быть применимо при создании когнитивных нейротехнологий.

Информация предоставлена пресс-службой МГУ