Come fanno i ricercatori a dare un senso all'enorme quantità di dati raccolti registrando l'attività simultanea di centinaia di neuroni? È utilizzato dai neuroscienziati di tutto il mondo KilosortSi tratta di un programma che consente loro di separare i picchi dai singoli neuroni per capire come le cellule e i circuiti cerebrali lavorano insieme per elaborare le informazioni.
Ora, i ricercatori del Janelia Research Park dell’HHMI, guidati dal leader del gruppo Marius Pacchetariu, hanno escogitato Rilasciato KiloSort4una versione aggiornata del popolare software di ordinamento incrementale che ha migliorato l'elaborazione, richiede meno lavoro manuale ed è più precisa e più facile da usare rispetto alle versioni precedenti.
“Negli ultimi otto anni ho migliorato l'algoritmo per renderlo più indipendente dall'uomo, in modo che le persone possano usarlo fuori dagli schemi”, afferma Pacchetario.
KiloSort è diventato indispensabile per molti neuroscienziati, ma forse non sarebbe mai stato sviluppato se Pacchetario non avesse deciso di voler provare qualcosa di nuovo.
Il dottorato di Pacchetario era in neuroscienze computazionali e apprendimento automatico, ma era ansioso di lavorare su applicazioni più reali e quasi lasciò il mondo accademico per l'industria dopo aver conseguito il dottorato. Invece, Pacchetario ha scelto di fare studi post-dottorato nel laboratorio congiunto di Kenneth Harris e Matteo Carandini all'University College di Londra, dove avrebbe potuto fare più neuroscienze sperimentali.
Il laboratorio faceva quindi parte di un consorzio che testava una sonda chiamata neuropixel, è stato sviluppato presso il Janelia Research Park di HHMI. Pacchetario non aveva idea di come utilizzare i sensori, che registrano l'attività di centinaia di neuroni contemporaneamente, ma sapeva come sviluppare algoritmi per stare al passo con l'enorme quantità di dati che i suoi colleghi stavano generando.
Nel primo anno dei suoi studi post-dottorato, Bachterio ha sviluppato la versione iniziale di KiloSort. Il software, 50 volte più veloce dei metodi precedenti, ha permesso ai ricercatori di elaborare milioni di punti dati generati dai sensori Neuropixel. Otto anni dopo, le sonde e il software sono diventati elementi fondamentali nei laboratori di neuroscienze di tutto il mondo, consentendo ai ricercatori di identificare e classificare le mutazioni nei singoli neuroni.
Nel 2017, Bachterio è diventato il leader di un gruppo a Janelia, dove lui e il suo team cercano di capire come migliaia di neuroni lavorano insieme per consentire agli animali di pensare, decidere e agire. Al giorno d'oggi, Bachterio trascorre la maggior parte del suo tempo eseguendo esperimenti e analizzando dati, ma trova ancora tempo per lavorare sul miglioramento di KiloSort. Secondo i ricercatori, il nuovo Kilosort4 è il migliore della categoria, superando altri algoritmi e identificando correttamente anche i neuroni difficili da rilevare.
Pacchetario afferma che la pressione di lavorare su progetti come KiloSort a Janelia è molto più facile che in altre istituzioni dove deve dedicare tempo a scrivere borse di studio e insegnare.
“Ogni tanto posso dedicare qualche mese alla realizzazione di una nuova versione e alla scrittura di nuovo codice”, afferma.
Pacchetario afferma che gli piace anche migliorare KiloSort, che gli consente di utilizzare le competenze fondamentali che ha sviluppato mentre lavorava al suo dottorato di ricerca.
“Mi piace farlo e so che fa bene agli altri, quindi questo mi aiuta sempre a mantenermi motivato”, afferma.
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