Крысы в биологии — признанный модельный объект. На них тестируют лекарства, проводят физиологические и поведенческие исследования, а недавно начали исследовать и их язык.

Крысы — весьма болтливые социальные животные. Но часть разговоров грызунов остается за пределами человеческого слуха — крысы общаются отчасти в ультразвуке, недоступном нашему уху. Молодые ученые школы медицины Вашингтонского университета разработали программное обеспечение, которое помогает понять, что же говорят крысы, под названием «DeepSqueak.»

Как это работает

DeepSqueak — это сверточные нейронные сети архитектуры Faster R-CNN и интерфейс, понятный даже пользователю, не разбирающемуся в анализе ультразвуковой речи. Но нейронные сети — это же компьютерное зрение, беспилотные автомобили и поиск закономерностей в данных, как можно применить это к пискам грызунов?

Сначала программа преобразовывает оригинал записи ультразвуковых писков в привычном формате аудиофайлов, в спектрограммы. Нейронной сети на вход подается датасет из спектрограмм.

В первую очередь происходит детекция для отделения шумов от ультразвуков.
Затем последние кластеризуются для отслеживания, сравнения и анализа паттернов писков. С помощью интерфейса можно задать пользовательские настройки для кластеризации спектрограмм ультразвуков.

В итоге получаем инструмент, который позволяет понять, о чем говорят крысы, и описать их эмоциональное и физическое состояние в ходе экспериментов.

DeepSqueak делает доступным анализ ультразвуковой речи крыс даже в тех лабораториях, где есть финансовые или технические ограничения для таких исследований.

Теперь мы можем не только измерить сердцебиение или уровень кортизола в крови крысы, но и узнать, как она себя чувствует. Так мы получаем более полную картину взаимоотношений в стае, влияния лекарств и наркотиков на организм. И, конечно, чувствуем себя немного Золушкой, разговаривающей с маленькими зверюшками.

Полезные ссылки

Источники