Come sapete, topi e ratti sono animali modello e sono spesso utilizzati dagli scienziati in una varietà di studi. Inoltre, i roditori sono molto socializzati e socievoli.
Ma è possibile scoprire cosa "si dicono" topi e ratti durante gli esperimenti? Questa domanda è rimasta senza risposta per molto tempo. Il fatto è che molte vocalizzazioni caratteristiche dei roditori non possono essere discernute dall'udito umano (sono emesse nella gamma degli ultrasuoni). E i programmi per computer esistenti per rilevare tali suoni richiedono ancora miglioramenti significativi. In particolare, non possono filtrare rumori estranei e sono lenti nell'analisi dei dati, affidandosi ad algoritmi "rigidi".
Un nuovo programma chiamato DeepSqueak (letteralmente "Deep Squeak") è in grado di superare questa barriera tecnica. È stato sviluppato dai ricercatori della University of Washington School of Medicine.
Secondo gli esperti, il programma cattura i segnali sonori e li trasforma in sonogrammi: immagini del computer create utilizzando le informazioni sulle onde sonore. Questa "traduzione" dei dati acustici in dati visivi consente l'uso di moderni algoritmi di visione artificiale sviluppati per i veicoli a controllo automatico per l'analisi.
In altre parole, il nuovo programma per la prima volta ha consentito agli scienziati di utilizzare reti neurali artificiali con apprendimento profondo per rilevare e analizzare il "linguaggio" dei roditori.
Come ha spiegato il coautore Russell Marx, DeepSqueak utilizza algoritmi biomimetici che imparano a separare i suoni "non necessari", basandosi su esempi esistenti di vocalizzazioni animali e rumori estranei.
Nota che Marks e il suo collega Kevin Coffey (Kevin Coffey) stanno studiando gli effetti psicologici dell'assunzione di vari farmaci. In particolare, i ricercatori sono interessati a come cambia il comportamento degli animali durante lo stress e la formazione di diversi tipi di dipendenza.
Secondo gli esperti, il programma DeepSqueak li aiuterà a scoprire cosa "si dicono" i roditori durante gli esperimenti.
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“Gli animali hanno una ricca serie di segnali [acustici], circa 20 specie. Abusando di droghe, emettono segnali sia positivi che negativi ", ha detto Kevin Coffey, parlando della natura complessa di ciascuna dipendenza.
Lo scienziato ha anche condiviso un'interessante scoperta resa possibile dal programma DeepSqueak. Si è scoperto che i topi maschi emettono le stesse vocalizzazioni caratteristiche quando comunicano tra loro. Tuttavia, quando la femmina si avvicina, i loro segnali sonori cambiano: diventano più complessi e assomigliano a una "canzone" associata al corteggiamento.
A proposito, questo effetto è più drammatico quando il maschio annusa la potenziale sposa, ma non la vede. Questi dati suggeriscono che il repertorio dei topi maschi contiene "canzoni" specifiche per le diverse fasi del corteggiamento, hanno detto i ricercatori.
Inoltre, è stato riscontrato che i roditori hanno maggiori probabilità di emettere suoni "felici" quando giocano con i parenti o si aspettano una ricompensa, come un pezzo di zucchero.
Tuttavia, è più probabile che i biologi comportamentali ed evolutivi siano interessati a tali osservazioni e il team guidato dal professor John Neumaier è più interessato alle caratteristiche associate alla dipendenza da alcol e oppioidi (quest'ultima si forma quando si assumono vari antidolorifici). Secondo gli esperti, una migliore analisi del "linguaggio" dei roditori aiuterà a sviluppare nuovi metodi per trattare tali disturbi.
"Se gli scienziati riusciranno a capire meglio come le droghe alterano l'attività cerebrale per produrre piacere o sensazioni spiacevoli, sarà possibile sviluppare trattamenti più efficaci per la dipendenza", ha concluso il professore.
Un articolo scientifico con una descrizione più dettagliata del nuovo programma è stato pubblicato sulla rivista Neuropsychopharmacology.
