Rompere il codice della comunicazione
Hai mai desiderato sapere cosa dicono gli animali? I neuroscienziati dell'Università del Delaware hanno fatto un grande passo avanti nella decodificazione dei suoni realizzato da un particolare animale in un modo che ci porta molto più vicino di quanto chiunque altro sia mai riuscito a fare lontano. L'animale in questione? L'umile topo.
Per studiare le vocalizzazioni dei topi, il team ha raccolto dati mentre gruppi di quattro topi – due maschi e due femmine – interagivano. Hanno interagito per cinque ore alla volta in una camera attrezzata con otto microfoni e una videocamera. In totale, i ricercatori hanno registrato incontri tra un totale di 44 topi. Partendo dalle enormi quantità di dati video e audio, i ricercatori hanno poi utilizzato la macchina imparare l'intelligenza artificiale sviluppare un sistema in grado di collegare suoni specifici con animali distinti comportamenti. In breve, è possibile capire quale topo cigola, dove e in quale scenario.
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"Per collegare le vocalizzazioni del mouse ad azioni specifiche, avevamo bisogno di molteplici progressi tecnologici", ha affermato il neuroscienziato dell'Università del Delaware Giosuè Neunuebel ha detto a Digital Trends. “In primo luogo, dovevamo essere in grado di assegnare vocalizzazioni specifiche ai singoli topi che interagivano socialmente. Per fare ciò, abbiamo sviluppato un sistema di localizzazione della sorgente sonora che registrava simultaneamente il mouse vocalizzazioni ultrasoniche su otto diversi microfoni, nonché la posizione dei topi con a videocamera."
La combinazione di microfoni e telecamera ha permesso al team di stimare la posizione in cui veniva emesso un particolare segnale vocale e quindi di assegnare il segnale a un mouse specifico. Una volta in grado di assegnare vocalizzazioni ad animali specifici, il team ha utilizzato un algoritmo di apprendimento non supervisionato che raggruppa elementi con caratteristiche simili per classificarli. Infine, hanno utilizzato uno strumento chiamato JAABA, the Janelia Annotatore automatico del comportamento animale, per estrarre automaticamente comportamenti sociali specifici con alta fedeltà.
"Non è necessariamente uno strumento di traduzione di per sé, ma è uno strumento che ci aiuta a interpretare i comportamenti sociali dei topi", ha detto Neunuebel. “Tuttavia, detto questo, i topi sono buoni modelli per comprendere le basi neurali del comportamento sociale, che alla fine potrebbero far luce su come funzionano i circuiti cerebrali degli esseri umani”.
Il lavoro è oggetto di due nuovi articoli pubblicati sulle riviste Neuroscienze della natura E Rapporti scientifici. Entrambi gli articoli riportano diversi aspetti del lavoro su come la comunicazione modella il comportamento sociale e le reti neurali che codificano queste informazioni.
Come afferma Neunuebel, non hanno sviluppato uno strumento completo di traduzione da uomo a topo. Tuttavia, questo lavoro, insieme a ricerche simili su comunicazioni di animali come i delfini - certamente ci avvicina alla comprensione delle sottigliezze della chat degli animali.
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