Както знаете, мишките и плъховете са моделни животни и често се използват от учените в различни изследвания. Освен това гризачите са много социализирани и общителни.
Но възможно ли е да разберете какво мишки и плъхове се „казват“помежду си по време на експерименти? Този въпрос остава без отговор дълго време. Факт е, че много характерни вокализации на гризачи не могат да бъдат открити от човешкия слух (те се излъчват в ултразвуковия обхват). А съществуващите компютърни програми за откриване на такива звуци все още изискват значителни подобрения. По-специално те не могат да филтрират външен шум и са бавни за анализиране на данни, разчитайки на „негъвкави“алгоритми.
Нова програма, наречена DeepSqueak (буквално „Deep Squeak“), е в състояние да преодолее тази техническа бариера. Той е разработен от изследователи от Университета във Вашингтон по медицина.
Според специалистите програмата улавя звукови сигнали и ги преобразува в сонограми - компютърни изображения, създадени с помощта на информация за звукови вълни. Този „превод“на акустични данни във визуални данни позволява използването на съвременни алгоритми за машинно зрение, разработени за превозни средства с автоматично управление за анализ.
С други думи, новата програма за първи път позволи на учените да използват изкуствени невронни мрежи с дълбоко обучение, за да открият и анализират „речта“на гризачите.
Както обясни съавторът Ръсел Маркс, DeepSqueak използва биомиметични алгоритми, които се научават да разделят "ненужни" звуци, като разчитат на съществуващи примери за вокализации на животни и външни шумове.
Обърнете внимание, че Маркс и неговият колега Кевин Кофи (Kevin Coffey) изучават психологическите ефекти от приема на различни наркотици. По-специално, изследователите се интересуват как поведението на животните се променя по време на стрес и формирането на различни видове пристрастяване.
Според експерти програмата DeepSqueak ще им помогне да разберат какво "казват" гризачите един на друг по време на експерименти.
Промоционално видео:
„Животните имат богат набор от [звукови] сигнали, около 20 вида. Чрез злоупотреба с наркотици, те излъчват както положителни, така и отрицателни сигнали “, казва Кевин Кофи, като говори за сложния характер на всяка зависимост.
Ученият сподели и интересно откритие, че програмата DeepSqueak направи възможно. Оказа се, че мъжките мишки излъчват същите характерни вокализации, когато общуват помежду си. Когато обаче женската се приближи, звуковите им сигнали се променят: те стават по-сложни и приличат на "песен", свързана с ухажване.
Между другото, този ефект е по-драматичен, когато мъжът ухае на потенциалната булка, но не я вижда. Тези данни предполагат, че репертоарът на мъжки мишки съдържа специфични "песни" за различните етапи на ухажване, казаха изследователите.
Освен това беше установено, че гризачите са по-склонни да издават „щастливи“звуци, когато играят с роднини или очакват награда, например, парче захар.
Въпреки това поведенческите и еволюционните биолози са по-склонни да се интересуват от подобни наблюдения, а екипът, ръководен от проф. Джон Номайер, се занимава повече с характеристиките, свързани с алкохола и опиоидната зависимост (последният се формира при прием на различни болкоуспокояващи). Според специалистите подобреният анализ на „речта“на гризачите ще помогне да се разработят нови методи за справяне с подобни неразположения.
„Ако учените могат по-добре да разберат как наркотиците променят мозъчната дейност, за да създадат удоволствие или дискомфорт, могат да се разработят по-ефективни лечения за пристрастяване“, заключава професорът.
Научна статия с по-подробно описание на новата програма беше публикувана в списанието Neuropsychopharmacology.
