Чтобы разглядеть тусклую звезду над ярким ночным городом, астрономы вычитают один снимок из другого — убирают сияние фонарей. Так же поступают с живыми нейронами: их слабые вспышки тонут в шуме, но если вычесть всё неизменное, останутся только они. Измерение яркости и вычитание кадров веками оттачивались для поиска сверхновых в галактиках. Теперь программа Astro-BEATS делает то же самое с видеозаписями клеток, улавливая малейшие изменения свечения.
Так удаётся быстро обрабатывать часы видео и обучать искусственный интеллект. Это приближает нас к пониманию языка нейронов и, возможно, к созданию интерфейсов мозг — компьютер.
как её написали авторы, на английском arXiv:2603.22311
Fluorescence-based Ca$$^{2+}$$-imaging is a powerful tool for studying localized neuronal activity, including miniature Synaptic Calcium Transients, providing real-time insights into synaptic activity. These transients induce only subtle changes in the fluorescence signal, often barely above baseline, which poses a significant challenge for automated synaptic transient detection and segmentation. Detecting astronomical transients similarly requires efficient algorithms that will remain robust over a large field of view with varying noise properties. We leverage techniques used in astronomical transient detection for miniature Synaptic Calcium Transient detection in fluorescence microscopy. We present Astro-BEATS, an automatic miniature Synaptic Calcium Transient segmentation algorithm that incorporates image estimation and source-finding techniques used in astronomy and designed for Ca$$^{2+}$$-imaging videos. Astro-BEATS outperforms current threshold-based approaches for synaptic Ca$$^{2+}$$ transient detection and segmentation. The produced segmentation masks can be used to train a supervised deep learning algorithm for improved synaptic Ca$$^{2+}$$ transient detection in Ca$$^{2+}$$-imaging data. The speed of Astro-BEATS and its applicability to previously unseen datasets without re-optimization makes it particularly useful for generating training datasets for deep learning-based approaches.
Крошечные вспышки активности в нейронах происходят сами по себе, без внешнего толчка. Учёные до сих пор спорят, зачем они нужны.
Фантасты давно грезят о телепатии и управлении машинами силой мысли. Умение улавливать скрытые сигналы мозга приближает эти мечты к реальности.