是否曾經(jīng)想知道動物在說什么?特拉華大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家在解碼一種特定動物發(fā)出的聲音方面取得了巨大的飛躍,這種方式使我們比迄今為止任何人都近得多。有問題的動物?不起眼的鼠標。
為了研究老鼠的發(fā)聲,該小組以四只老鼠(兩只雄性和兩只雌性)的相互作用為基礎(chǔ)收集了數(shù)據(jù)。他們一次在一個裝有八個麥克風(fēng)和一臺攝像機的房間里進行了五個小時的互動。研究人員總共記錄了總共44只小鼠之間的相遇。從大量隨之產(chǎn)生的視頻和音頻數(shù)據(jù)開始,研究人員隨后使用機器學(xué)習(xí)AI來開發(fā)一種系統(tǒng),該系統(tǒng)能夠?qū)⑻囟ǖ穆曇襞c不同的動物行為聯(lián)系起來。簡而言之,它可以算出哪只鼠標在吱吱作響,在哪里以及在什么情況下發(fā)出尖叫聲。
特拉華大學(xué)神經(jīng)科學(xué)家約書亞·紐努貝爾(Joshua Neunuebel)告訴《數(shù)字趨勢》:“要將老鼠的發(fā)聲與特定動作聯(lián)系起來,我們需要多項技術(shù)進步。”“首先,我們需要能夠為社交互動的個體小鼠分配特定的發(fā)聲。為此,我們開發(fā)了一種聲源定位系統(tǒng),該系統(tǒng)可以同時在8個不同的麥克風(fēng)上記錄鼠標的超聲波發(fā)聲,以及使用攝像機拍攝鼠標的位置。”
麥克風(fēng)和攝像頭的組合使團隊可以估計發(fā)出特定聲音信號的位置,然后將信號分配給特定的鼠標。一旦他們能夠?qū)l(fā)聲分配給特定的動物,該團隊便使用了一種無監(jiān)督的學(xué)習(xí)算法,該算法將具有相似特征的項目歸類。最后,他們使用了稱為JAABA的工具,即Janelia動物行為自動注釋器,以高保真度自動提取特定的社會行為。
Neunuebel說:“它本身并不一定是翻譯工具,而是可以幫助我們解釋鼠標社交行為的工具。”“不過,話雖如此,小鼠是理解社交行為的神經(jīng)基礎(chǔ)的良好模型,它們最終可能會揭示人類大腦電路的運作方式。”
這項工作是發(fā)表在《自然神經(jīng)科學(xué)》和《科學(xué)報告》雜志上的兩篇新論文的主題。這兩篇論文都報告了工作的不同方面,即溝通如何塑造社會行為以及編碼該信息的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。