你有没有想过你的骨骼在你一天中是如何移动的?当我们思考这个问题时，X射线图像立即出现在我们的脑海中。但是，如果不使用X射线，我们如何测量一个奔跑或跳跃并与环境相互作用的动物的骨骼运动呢?为什么这很重要?研究这种自由活动的动物，可以让我们对动物的行为和决策有无与伦比的洞见，比如它们何时躲避捕食、寻找配偶和养育后代。虽然有许多研究测量了动物的行为，但测量它们如何移动的机制的研究却一直缺失。但由于中枢神经系统的活动最终导致通过身体动作做出的决定，测量这些机制并将它们与神经活动联系起来，对于深入了解大脑功能至关重要。

在没有X光机的情况下，分析单个骨骼的运动是非常具有挑战性的，因为遮挡覆盖的皮毛、皮肤和软组织使得测量骨骼的运动非常复杂。最近，一些先进的机器学习方法已经能够精确测量动物的姿势，甚至动物面部表情的变化;然而，到目前为止，现有的技术都不能跟踪可见体表下骨骼位置和关节运动的变化。

现在德国波恩马克斯·普朗克行为神经生物学研究所行为与大脑组织系开发了一种基于视频的方法，在不被拴动物与环境互动时，以单个关节的分辨率对骨骼进行3D跟踪。他们的解剖学约束模型(ACM)是基于解剖基础骨架，推断出动物自由移动时的骨骼运动学。从这些数据中，我们可以测量动物跳跃、行走、伸展和奔跑时，骨骼内部每时每刻的活动。这种新方法可以应用于多种毛茸茸的物种，如不同大小和年龄的小鼠和大鼠。为了确保数据是正确的，研究人员与来自马克斯·普朗克生物控制论研究所和位于图宾根的马克斯·普朗克智能系统研究所的同事合作，使用MRI扫描动物，将ACM模型与实际骨架进行比较。“我们的新方法相对简单，不需要系绳，而且使用头顶摄像头。它解决了许多与追踪自由移动的啮齿类动物有关的问题，特别是那些全身长满皮毛、身体覆盖腿和脚的啮齿类动物。”与来自图宾根的Jakob Macke一起进行这项研究的Jason Kerr说。下一步是将这种方法与大脑神经元的同步记录结合起来，使用的是马克斯普朗克行为神经生物学研究所的研究人员开发的微型头戴式多光子显微镜。这将使我们能够准确地将神经活动与实际行为联系起来，从而更多地了解大脑如何控制甚至是复杂的行为。

研究人员还将应用他们的新方法，在更自然的环境中测量其他动物的运动运动学，并同时测量多种相互作用的动物。“使用我们的新方法，一方面，我们将进一步了解动物是如何与环境互动的，另一方面，我们希望获得动物之间如何互动的知识，”Jason Kerr说。