محققان چگونه کوه های داده جمع آوری شده از ثبت فعالیت همزمان صدها نورون را درک می کنند؟ دانشمندان علوم اعصاب در سراسر جهان بر نرم افزار Kilosort تکیه می کنند، نرم افزاری که آنها را قادر می سازد تا میخ های نورون های منفرد را جدا کنند تا بفهمند چگونه سلول ها و مدارهای مغز با یکدیگر برای پردازش اطلاعات کار می کنند.
اکنون، محققان پردیس تحقیقاتی Janelia HHMI به رهبری ماریوس پاچیتریو، رهبر گروه، Kilosort4 را منتشر کرده‌اند، نسخه به روز شده نرم‌افزار محبوب مرتب‌سازی سنبله که پردازش را بهبود بخشیده است، به کار دستی کمتری نیاز دارد، و دقیق‌تر و راحت‌تر از قبل استفاده می‌شود. نسخه ها
پاچیتریو می‌گوید: «در طول هشت سال گذشته، من الگوریتم را اصلاح کرده‌ام تا آن را بیشتر و بیشتر از انسان مستقل کنم تا مردم بتوانند از آن استفاده کنند.
Kilosort برای بسیاری از دانشمندان علوم اعصاب ضروری است، اما اگر Pachitariu تصمیم نمی‌گرفت که می‌خواهد چیز جدیدی را امتحان کند، ممکن بود هرگز توسعه نیافته باشد.
کار دکتری پاچیتریو در علوم اعصاب محاسباتی و یادگیری ماشین بود، اما او مشتاق کار بر روی برنامه های کاربردی در دنیای واقعی بود و تقریباً پس از اتمام دکترای خود، دانشگاه را به مقصد صنعت ترک کرد. در عوض، پاچیتریو یک دکترای فوق دکتری را در آزمایشگاه مشترک کنت هریس و متئو کاراندینی در دانشگاه کالج لندن انتخاب کرد، جایی که می‌توانست علوم اعصاب تجربی بیشتری را انجام دهد.
سپس این آزمایشگاه بخشی از کنسرسیومی بود که کاوشگری به نام نوروپیکسل را که در پردیس تحقیقاتی ژانلیا HHMI ساخته شده بود، آزمایش می کرد. پاچیتریو نمی‌دانست چگونه از کاوشگرهایی که همزمان فعالیت صدها نورون را ثبت می‌کنند، استفاده کند، اما می‌دانست چگونه الگوریتم‌هایی را توسعه دهد تا با حجم عظیمی از داده‌هایی که همتایانش در آزمایشگاه تولید می‌کنند، هماهنگی داشته باشد.
پاچیتریو در سال اول دوره فوق دکتری خود، نسخه اولیه Kilosort را توسعه داد. این نرم افزار که 50 برابر سریعتر از رویکردهای قبلی بود، به محققان اجازه داد تا میلیون ها نقطه داده تولید شده توسط کاوشگرهای نوروپیکسل را پردازش کنند. هشت سال بعد، کاوشگرها و نرم‌افزار اصلی در آزمایشگاه‌های علوم اعصاب در سراسر جهان هستند و به محققان این امکان را می‌دهند تا میخ‌های نورون‌های منفرد را شناسایی و طبقه‌بندی کنند.
در سال 2017، Pachitariu رهبر گروه در Janelia شد، جایی که او و تیمش به دنبال درک چگونگی کار هزاران نورون با هم هستند تا حیوانات را قادر به تفکر، تصمیم گیری و عمل کنند. این روزها، پاچیتریو بیشتر وقت خود را صرف انجام آزمایش ها و تجزیه و تحلیل داده ها می کند، اما هنوز هم برای بهبود Kilosort زمان می یابد. به گفته محققان، Kilosort4 که به تازگی منتشر شده است، بهترین در کلاس خود است، که از سایر الگوریتم‌ها بهتر عمل می‌کند و حتی نورون‌هایی را که به سختی تشخیص داده می‌شوند، به درستی شناسایی می‌کند.
پاچیتاریو می‌گوید سخت‌گیری در پروژه‌هایی مانند Kilosort در Janelia بسیار آسان‌تر از سایر مؤسسات است که در آنها باید وقت خود را صرف نوشتن کمک هزینه و تدریس کند.
او می‌گوید: «هرازگاهی، می‌توانم چند ماه وقت بگذارم تا یک نسخه جدید را پیش ببرم و کد جدیدی بنویسم.
پاچیتریو می‌گوید که از پالایش Kilosort نیز لذت می‌برد، که به او اجازه می‌دهد از مجموعه اصلی مهارت‌هایی که در طول دوره دکتری خود توسعه داده است استفاده کند.
