Naslov magistrskega dela: Hibridni pristop za modeliranje cirkadianih ritmov na podlagi podatkov pospeškometrov: študija primera grivastega volka

Povzetek: 

Magistrska naloga predstavlja ponovljiv analitični cevovod za karakterizacijo cirkadianih vzorcev aktivnosti iz časovnih vrst vsadnih zapisovalnikov (biologgerjev), prikazan na primeru grivastega volka (Chrysocyon brachyurus) v Braziliji. Analiza, v okviru katere smo razvili predstavljen cevovod, vključuje 408.171 opazovanj pri 15 osebkih. Aktivnost kvantificiramo s številom aktivnih minut na 15-minutni interval, ki ga izračuna programska oprema naprave. Pokazali smo, da povprečne vrednosti posameznih osi ne merijo intenzivnosti gibanja, temveč orientacijo telesa, zato jih uporabimo kot neodvisen kanal za preverjanje stanj.

Za identifikacijo vedenjskih stanj uporabimo Gaussove skrite Markove modele (HMM), prilagojene po posameznem osebku, in ohranimo štiristopenjsko predstavitev stanj (globok počitek, lahek počitek, zmerna aktivnost, visoka aktivnost). Razvrstitev stanj potrdi neodvisni kanal orientacije: povprečna magnituda drže monotono pada z naraščajočo aktivnostjo.

Cirkadiano strukturo kvantificiramo z večkomponentno kosinorno regresijo. Model s petimi harmoniki na ravni populacije bistveno preseže enokomponentni model (R2 = 0,993 proti R2 = 0,878), kar potrjuje potrebo po večharmoničnem opisu dnevnega vzorca aktivnosti. Osnovni harmonik ima vrh ob 23:04, 12-urna pa ob 06:02 in 18:02, kar približno ustreza jutranjemu in večernemu somraku. Ogrodje razširimo tudi na skrite pol-Markove modele (HSMM) z eksplicitnimi Poissonovimi porazdelitvami trajanja; primerjava s HMM pokaže opazne razlike v dinamiki trajanja vedenjskih epizod.

Za inferenčno modeliranje v končni različici naloge ohranimo spol kot edino skupinsko kovariato v linearnih mešanih modelih. Fiksni učinki spola so zmerni, medtem ko je medosebkovna heterogenost velika v primerjavi s skupinskim učinkom spola (pogojni R2 = 0,974-0,984; ICC = 0,954-0,971). Ključni prispevek naloge je enoten in razširljiv pristop, ki brez označenih vedenjskih podatkov povezuje inferenco vedenjskih stanj, modeliranje cirkadianih ritmov in analizo individualnih razlik.

Mentor: prof. dr. Miha Moškon

Somentorica: asist. Ana Halužan Vasle

Somentorica: prof. dr. Rosana Nogueira de Moraes

Somentor: doc. dr. Hubert Potočnik

Komisija za zagovor:

prof. dr. Miha Mraz (predsednik),

izr. prof. dr. Tomaž Curk (član),

izr. prof. dr. Iztok Lebar Bajec (član).

Prostor: Diplomska soba