Руководитель проекта: Всеволод Леонидович Чернышев. НИУ ВШЭ, ФКН ПМИ, 2021
Цель данной работы заключается в том, чтобы предоставить ученым-биологам удобный инструмент для исследований в области изучения поведенчиских феноменов. Предполагается, что пищедобывающее поведение мыши в лабиринте может быть моделировано в компьютерной программе с помощью дискретных операторов. С другой стороны, отключение тех или иных дискретных операторов поможет выявить патологические изменения в поведении мыши. На данный момент составление модели, достаточно близкой к действительному положению дел и гибкой для проведения экспериментов, поможет ученым в их исследованиях. В перспективе программа может применяться как в исследовательских лабораториях, так и в области обнаружения и диагностики когнитивных заболеваний (у грызунов).
Мы представляем лабиринт как граф с вершинами с биологическими весами. Каждый дискретный оператор определяется вероятностью и методом его работы и необходим для построения или обработки последовательности вершин графа (в буквенном виде), маршрута, по которому двигается мышь в лабиринте. Вероятность дискретного оператора определяет частоту его применения в последовательности.
На данный момент реализованы все дискретные операторы и необходимые для их работы алгоритмы, разработаны алгоритмы построения последовательностей с помощью дискретных операторов, а также функция получения их наиболее точных весов (вероятностей применения) на основе получаемого с помощью метрики Левенштейна параметра сходства двух последовательностей. Кроме того, были проведены программные тесты, позволяющие оценить точность построенной модели.
Для управления программы разработан простой bash-подобный консольный интерфейс.
exit,ex— выход из лабиринтаbuild,bd— построить новый лабиринтdirs— вывод матрицы направленийinfo,mazeinfo— вывод полной информации о лабиринтеverts— вывод информации о вершинахleast— вывод кратчайших путейalist— вывод списка смежности
В командах dirs, info, verts, least, alist может использоваться параметр id - номер лабиринта. Если параметр передан не был, на консоль выведется информация о последнем созданном лабиринте. Если пользователь не создал ни одного лабиринта, или же был введен номер несуществующего лабиринта, команды не будут выполнены.
gen first— генерирует первый проход лабиринта в файл
Параметры:id— номер лабиринтаstart— вершина, с которой следует начатьfilename— имя файла вывода
Пример:gen first 0 Ы firstline.txt
gen discrete— генерирует дискретную последовательность из текущей
Параметры:id— номер лабиринтаn— число генерируемых последовательностейp1, p2, p3, p4— вероятности в формате0.xxxили0,xxxв последовательности ISGR (инверия-симметрия-сжатие-кольцо)filename— имя файла вывода
Пример:gen discrete 0 10 0.25 0,35 0,1 0.3 test.txt
Если пользователь введет несуществующую команду, программа выведет сообщение и продолжит выполнение, предложив ввести новую команду.
В дальнейшем планируется переход на полноценный графический интерфейс.
- Никольская К.А., Дидык Л.А., Серебрякова Е.Р. Структура внешней среды как системообразующий фактор условнорефлекторного процесса. // Сравнительная физиология высш. нервн. деят. человека и животных. 1990. М. Изд-во Наука. С. 69-90.
- Edward C. Tolman. Cognitive maps in rants and men. 1948. The Psychological Review. 55(4), 189-208.
- Russell A Epstein, Eva Zita Patai, Joshua B Julian & Hugo J Spiers. The cognitive map in humans: spatial navigation and beyond. 2017. Nature Neuroscience. 20, pages 1504-1513 (2017).
- А. В. Ахтеров, Т. Ф. Барбашова, А. И. Белоусов, А. А. Бобик, А. Ю. Воронин, Ф. Р. Джегутанов, Е. Ю. Зуева, А. А. Кирильченко, М. Л. Кукушкин, А. С. Молоствов, В. Е. Пряничников, В. С. Смирнова, С. М. Соколов, Н. Ш. Шакарова. К вопросу о моделировании двигательного поведения крыс в многоальтернативном Ж-образном лабиринте. 2008. Препринты ИПМ им. М. В. Келдыша. 2008. 068, 28 с.