Detail of the student project

List
Topic:Automatická detekce a klasifikace sociálních interakcí u transgenních potkanů
Department:Katedra kybernetiky
Supervisor:Mgr. David Levčík, PhD.
Announce as:Diplomová práce, Semestrální projekt
Description:Alzheimerova choroba (ACH) je nejčastější příčinou demence a představuje závažný problém pro veřejné zdraví. Narušení sociálního
chování bývá časným příznakem ACH, který se často objevuje
před nástupem poruch v kognitivní doméně. Hlavní náplní projektu bude vytvoření algoritmů pro
automatickou detekci a klasifikaci různých typů specifických sociálních interakcí u transgenních
potkanů TgF344-AD - animálního modelu Alzheimerovy choroby. Potkany budeme sledovat pomocí 3D
kamer během testu sociální interakce, při kterém se neznámí jedinci navzájem zkoumají především
očicháváním anogenitální oblasti, hlavy nebo zbytku těla. Detailní porozumění sociálního chování u
ACH může přispět k vývoji raných diagnostických nástrojů a v důsledku ke včasné implementaci
cílené léčby a zpomalení progrese ACH.

Student se seznámí se software prostředím potřebným k diplomové práci - Deeplabcut, AcinoSet, Argus a další.

Připraví prostředí pro 3D tracking jak z hardwarové, tak softwarové stránky.

Definuje jednotlivé druhy chování pomocí pravidel. Vytvoří prvotní trénovací sady pro diplomový
projekt, a na těchto testovacích datech vytvoří jednoduchý klasifikátor pro klasifikaci chování na
základě lokalizace částí těla pomocí již existujícího software nebo bez explicitní lokalizace části těla.
Bibliography:1 Cohen RM, Rezai-Zadeh K, Weitz TM, Rentsendorj A, Gate D, Spivak I, Bholat Y, Vasilevko V, Glabe
CG, Breunig JJ, Rakic P, Davtyan H, Agadjanyan MG, Kepe V, Barrio JR, Bannykh S, Szekely CA,
Pechnick RN, Town T. A transgenic Alzheimer rat with plaques, tau pathology, behavioral
impairment, oligomeric aβ, and frank neuronal loss. J Neurosci. 2013 Apr 10;33(15):6245-56. doi:
10.1523/JNEUROSCI.3672-12.2013. PMID: 23575824; PMCID: PMC3720142.

2 Lauer J, Zhou M, Ye S, Menegas W, Schneider S, Nath T, Rahman MM, Di Santo V, Soberanes D,
Feng G, Murthy VN, Lauder G, Dulac C, Mathis MW, Mathis A. Multi-animal pose estimation,
identification and tracking with DeepLabCut. Nat Methods. 2022 Apr;19(4):496-504. doi:
10.1038/s41592-022-01443-0. Epub 2022 Apr 12. PMID: 35414125; PMCID: PMC9007739.

3 Mathis A, Mamidanna P, Cury KM, Abe T, Murthy VN, Mathis MW, Bethge M. DeepLabCut:
markerless pose estimation of user-defined body parts with deep learning. Nat Neurosci. 2018
Sep;21(9):1281-1289. doi: 10.1038/s41593-018-0209-y. Epub 2018 Aug 20. PMID: 30127430.

4 Mathis A, Schneider S, Lauer J, Mathis MW. A Primer on Motion Capture with Deep Learning:
Principles, Pitfalls, and Perspectives. Neuron. 2020 Oct 14;108(1):44-65. doi:
10.1016/j.neuron.2020.09.017. PMID: 33058765.

5 Porcelli S, Van Der Wee N, van der Werff S, Aghajani M, Glennon JC, van Heukelum S, Mogavero F,
Lobo A, Olivera FJ, Lobo E, Posadas M, Dukart J, Kozak R, Arce E, Ikram A, Vorstman J, Bilderbeck
A, Saris I, Kas MJ, Serretti A. Social brain, social dysfunction and social withdrawal. Neurosci
Biobehav Rev. 2019 Feb;97:10-33. doi: 10.1016/j.neubiorev.2018.09.012. Epub 2018 Sep 20.
PMID: 30244163.
Responsible person: Petr Pošík